電力線通信技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)模式分析

我國(guó)最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)，如果能利用四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)千家萬(wàn)戶(hù)的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無(wú)疑是解決“最后300米/100米”最具競(jìng)爭(zhēng)力的方案。同時(shí)也無(wú)疑會(huì)對(duì)有效打破駐地網(wǎng)的局部壟斷，為多家運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)平等競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)提供有力的技術(shù)武器。

　　在電力線上提供寬帶通信業(yè)務(wù)雖然剛剛興起，但從應(yīng)用模式、投資回報(bào)分析以及歐洲及北美的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)上看，正逐漸顯示出其強(qiáng)大的生命力。這里，對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用模式、運(yùn)營(yíng)模式和投資回報(bào)做一些簡(jiǎn)單的分析。

一、電力線通信技術(shù)概述

　　近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和構(gòu)架在寬帶技術(shù)上的綜合業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，如何充分利用高價(jià)構(gòu)建起來(lái)的IP骨干網(wǎng)絡(luò)，為廣大網(wǎng)民提供多種業(yè)務(wù)，特別是語(yǔ)音業(yè)務(wù)，成為運(yùn)營(yíng)商思考的重要問(wèn)題。顯然，傳統(tǒng)的撥號(hào)接入方式已不能滿(mǎn)足廣大網(wǎng)民的需要，寬帶接入市場(chǎng)正在飛速發(fā)展并日趨成熟，寬帶綜合布線、ADSL等接入手段正逐步替代原有的撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)。

　　采用何種更經(jīng)濟(jì)快捷的通信方式，使用戶(hù)終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，成為長(zhǎng)期困擾服務(wù)提供商的一個(gè)難點(diǎn)，也是普及寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的瓶頸之一，被業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)為寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的“最后一公里/最后300米/最后100米”問(wèn)題。

　　我國(guó)最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)。如果能利用四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)千家萬(wàn)戶(hù)的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無(wú)疑是解決“最后300米/100米”最具競(jìng)爭(zhēng)力的方案。為此，高速電力線通信（PLC：Power Line Communication）應(yīng)運(yùn)而生。

　　電力線通信技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。電力線通信并不是新技術(shù)，已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在中高壓輸電網(wǎng)（35kV以上）上通過(guò)電力載波機(jī)利用較低的頻率以較低速率傳送遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一。在低壓(220V)領(lǐng)域，PLC技術(shù)首先用于負(fù)荷控制、遠(yuǎn)程抄表和家居自動(dòng)化，傳輸速率一般為1200bps或更低，稱(chēng)為低速PLC。近幾年國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的利用低壓電力線傳輸速率在1Mbps以上的電力線通信技術(shù)即為高速PLC。

　　北京杰智訊通訊設(shè)備有限公司（Beijing Justel Communication Equipment Co. Ltd）是一家提供先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的高科技公司，在高速PLC技術(shù)和軟交換技術(shù)上均有深入的研究，對(duì)技術(shù)的發(fā)展方向和運(yùn)營(yíng)商的需求有著深刻地理解。為使運(yùn)營(yíng)商，特別是目前沒(méi)有接入資源的運(yùn)營(yíng)商，能為大量有寬帶接入需求的用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高速接入，并同時(shí)具備提供寬帶語(yǔ)音業(yè)務(wù)的能力，杰智訊公司將高速PLC技術(shù)和軟交換技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，推出杰智訊PLCISS（PLC-based Integrated Services Systems）系統(tǒng)——基于電力線通信的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能為用戶(hù)提供高達(dá)14Mbps的數(shù)據(jù)通信帶寬，能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)。

　　杰智訊PLCISS系統(tǒng)，從功能上可以分成三個(gè)子系統(tǒng)：PLCISS寬帶接入子系統(tǒng)，PLCISS軟交換核心子系統(tǒng)和PLCISS增值業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。整個(gè)體系架構(gòu)在設(shè)計(jì)上遵循下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）分層、全開(kāi)放的體系架構(gòu)，具有方便靈活、層次清晰、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、易于擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。

二、電力線通信設(shè)備的主要技術(shù)性能

　　1、高速電力線通信設(shè)備的技術(shù)原理

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上的高速電力線通信設(shè)備的通信帶寬，根據(jù)使用的協(xié)議和核心芯片的不同，通常有2M、14M、45M等多種標(biāo)準(zhǔn)。從承載業(yè)務(wù)能力、投資經(jīng)濟(jì)性和成熟度上進(jìn)行綜合比較，14M產(chǎn)品應(yīng)該說(shuō)是發(fā)展的主流，也是目前得到應(yīng)用最多的產(chǎn)品。

　　高速電力線通信指的是在低壓電力線上進(jìn)行高速的信號(hào)傳遞。涉及的主要技術(shù)有：信號(hào)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，媒體訪問(wèn)控制技術(shù)，以及鏈路層的QoS保證機(jī)制。下面以北京杰智訊通訊設(shè)備有限公司的PLCISS系列產(chǎn)品為例，對(duì)其主要技術(shù)予以介紹。

　　與專(zhuān)用的通信線路相比，在電力線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞存在很多額外的干擾因素，如各種家用電器的開(kāi)、關(guān)，特別是變頻空調(diào)、可調(diào)亮度的節(jié)能燈、吸塵器等設(shè)備的開(kāi)關(guān)和使用，常常給供電線路注入較大的干擾信號(hào)，導(dǎo)致供電線路上信號(hào)傳輸時(shí)，信噪比極低，信號(hào)難以提取。針對(duì)以上問(wèn)題，通常高速電力線接入設(shè)備在設(shè)計(jì)的時(shí)候均進(jìn)行了特殊的考慮，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。解決干擾問(wèn)題主要依靠選擇合適的調(diào)制技術(shù)。傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)如ASK,PSK或FSK都不適用于這樣的通信環(huán)境，杰智訊高速PLC產(chǎn)品中采用了正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。OFDM把數(shù)字信息加載到多個(gè)載波上（最多可達(dá)84個(gè)），多個(gè)載波同時(shí)使用，每個(gè)載波傳遞一路低速信息，在接受端對(duì)信息進(jìn)行組合恢復(fù)。例如發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)要求的帶寬為B,同時(shí)使用N個(gè)載波，則每個(gè)載波的實(shí)際速率是1/N*B。這樣，可以從多個(gè)載波中根據(jù)實(shí)際環(huán)境，選擇通信質(zhì)量最好的載波進(jìn)行利用。在存在噪聲的情況下，盡管某個(gè)載波可能受到影響，不能正常通信，但是仍有其他的載波可以利用，通信不會(huì)中斷。同時(shí)使用前向糾錯(cuò)技術(shù)增強(qiáng)每個(gè)載波的可靠性。

　　杰智訊高速電力線通信產(chǎn)品中，采用的MAC協(xié)議是CSMA/CA的一個(gè)變種，類(lèi)似于802.11，采用虛擬載波偵測(cè)技術(shù)有效地減少?zèng)_突。

　　杰智訊高速電力線通信產(chǎn)品，充分考慮到電力線通信的特點(diǎn)，采用“大包分段，多次傳遞”的方式，有效地避免了大量長(zhǎng)包長(zhǎng)期占用通道，影響服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。其中高優(yōu)先級(jí)的報(bào)文可以被優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，同級(jí)別報(bào)文小報(bào)文優(yōu)于長(zhǎng)包文先轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制。這些機(jī)制的采用，對(duì)于在高速電力線通信環(huán)境下，提供語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)，提供了技術(shù)保證。