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我國最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)，如果能利用四通八達、遍布城鄉(xiāng)、直達千家萬戶的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。同時也無疑會對有效打破駐地網(wǎng)的局部壟斷，為多家運營商帶來平等競爭的機會提供有力的技術(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、投資回報分析以及歐洲及北美的運營經(jīng)驗上看，正逐漸顯示出其強大的生命力。這里，對這一技術(shù)的應(yīng)用模式、運營模式和投資回報做一些簡單的分析。
一、電力線通信技術(shù)概述
近年來，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，如何充分利用高價構(gòu)建起來的IP骨干網(wǎng)絡(luò)，為廣大網(wǎng)民提供多種業(yè)務(wù)，特別是語音業(yè)務(wù)，成為運營商思考的重要問題。顯然，傳統(tǒng)的撥號接入方式已不能滿足廣大網(wǎng)民的需要，寬帶接入市場正在飛速發(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網(wǎng)絡(luò)。
采用何種更經(jīng)濟快捷的通信方式，使用戶終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，成為長期困擾服務(wù)提供商的一個難點，也是普及寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的瓶頸之一，被業(yè)內(nèi)人士稱為寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的“最后一公里/最后300米/最后100米”問題。
我國最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)。如果能利用四通八達、遍布城鄉(xiāng)、直達千家萬戶的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。為此，高速電力線通信（PLC：Power Line Communication）應(yīng)運而生。
電力線通信技術(shù)簡稱PLC，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。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）上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠程數(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)首先用于負荷控制、遠程抄表和家居自動化，傳輸速率一般為1200bps或更低，稱為低速PLC。近幾年國內(nèi)外開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，對技術(shù)的發(fā)展方向和運營商的需求有著深刻地理解。為使運營商，特別是目前沒有接入資源的運營商，能為大量有寬帶接入需求的用戶實現(xiàn)高速接入，并同時具備提供寬帶語音業(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)有機地結(jié)合起來，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)能為用戶提供高達14Mbps的數(shù)據(jù)通信帶寬，能同時傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻業(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)。整個體系架構(gòu)在設(shè)計上遵循下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）分層、全開放的體系架構(gòu)，具有方便靈活、層次清晰、標準化程度高、易于擴展的優(yōu)點。
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等多種標準。從承載業(yè)務(wù)能力、投資經(jīng)濟性和成熟度上進行綜合比較，14M產(chǎn)品應(yīng)該說是發(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行高速的信號傳遞。涉及的主要技術(shù)有：信號調(diào)制解調(diào)技術(shù)，媒體訪問控制技術(shù)，以及鏈路層的QoS保證機制。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，對其主要技術(shù)予以介紹。
與專用的通信線路相比，在電力線上進行數(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、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)備的開關(guān)和使用，常常給供電線路注入較大的干擾信號，導(dǎo)致供電線路上信號傳輸時，信噪比極低，信號難以提取。針對以上問題，通常高速電力線接入設(shè)備在設(shè)計的時候均進行了特殊的考慮，并對產(chǎn)品進行了大量的實驗。解決干擾問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)字信息加載到多個載波上（最多可達84個），多個載波同時使用，每個載波傳遞一路低速信息，在接受端對信息進行組合恢復(fù)。例如發(fā)送數(shù)據(jù)時要求的帶寬為B,同時使用N個載波，則每個載波的實際速率是1/N*B。這樣，可以從多個載波中根據(jù)實際環(huán)境，選擇通信質(zhì)量最好的載波進行利用。在存在噪聲的情況下，盡管某個載波可能受到影響，不能正常通信，但是仍有其他的載波可以利用，通信不會中斷。同時使用前向糾錯技術(shù)增強每個載波的可靠性。
杰智訊高速電力線通信產(chǎn)品中，采用的MAC協(xié)議是CSMA/CA的一個變種，類似于802.11，采用虛擬載波偵測技術(shù)有效地減少沖突。
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，采用“大包分段，多次傳遞”的方式，有效地避免了大量長包長期占用通道，影響服務(wù)質(zhì)量的問題。其中高優(yōu)先級的報文可以被優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，同級別報文小報文優(yōu)于長包文先轉(zhuǎn)發(fā)的機制。這些機制的采用，對于在高速電力線通信環(huán)境下，提供語音、視頻等實時性強的業(yè)務(wù)，提供了技術(shù)保證。
2、高速電力線通信設(shè)備的安裝與使用
高速電力線設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與ADSL十分相像，只不過用戶和局端設(shè)備之間的傳輸介質(zhì)是電力線，而不是電話線。設(shè)備小巧，使用簡單、靈活、方便。網(wǎng)絡(luò)接入商只要將寬帶網(wǎng)絡(luò)引到用戶大樓，與電力接入頭端設(shè)備的廣域網(wǎng)接口（WAN，RJ45）相連即可，頭端設(shè)備可以通過直接注入或耦合注入的方式把數(shù)據(jù)信號注入到220/380V電力線上面去。
最終用戶在自己室內(nèi)的任意地點只要將電力調(diào)制解調(diào)器的一端（USB）接入計算機的USB口，另一端接入市電插座，并安裝驅(qū)動程序，就可以在寬帶網(wǎng)上沖浪了。如果使用的是以太網(wǎng)接口的調(diào)制解調(diào)器，連驅(qū)動程序都不需要安裝，只要將計算機網(wǎng)卡與調(diào)制解調(diào)器的RJ45端口相連，就可以直接寬帶上網(wǎng)了。不需要進行任何配置，簡單方便。
一般情況下，用戶可以使用室內(nèi)任何市電插座，實現(xiàn)寬帶接入。但是因為每個節(jié)點的環(huán)境差異很大，有些節(jié)點線路老化，開關(guān)觸點氧化，線路中間接頭接觸不良，連接不規(guī)范等等，也可能導(dǎo)致在某些市電插座上，電力線調(diào)制解調(diào)器和電力線局端設(shè)備之間無法正常通信，或者通信速率變慢。這種情況下，應(yīng)注意檢查室內(nèi)空氣開關(guān)、插座的接觸情況，選擇多點進行逐步分析。
高速電力線通信產(chǎn)品組網(wǎng)應(yīng)用中還經(jīng)常碰到跨電表和跨變壓器的問題。所謂跨電表，指的是兩個高速電力線通信產(chǎn)品通信的線路上經(jīng)過了電表。因為電表的種類很多，呈現(xiàn)的濾波特性也差別很大，有些電表對電力線通信幾乎沒有任何影響，有些電表則對電力線通信所用的頻段衰耗很大，通信信號不能很好地跨過電表。為保證信號的傳輸質(zhì)量，建議在條件允許的情況下，電力線局端設(shè)備的耦合線采用表前（電表靠近用戶的一側(cè)）直接注入的方式。所謂跨變壓器，指的是兩個高速電力線通信產(chǎn)品通信的線路上經(jīng)過了變壓器。目前成熟的高速電力線通信產(chǎn)品還只適用于低壓電力線，不支持跨變壓器通信。
3、采用高速電力線接入的優(yōu)缺點分析
采用高速電力線接入通信產(chǎn)品，利用220V/380V低壓電力線路以14Mbps速率為終端用戶提供寬帶網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)住宅小區(qū)的寬帶上網(wǎng)工程，或用于組建家庭、辦公寬帶局域網(wǎng)，與其他接入方式相比，有以下明顯的優(yōu)勢：
�。�1）節(jié)約投資。利用既有的室內(nèi)和樓內(nèi)配電線路，任何一個插座都能成為通信節(jié)點。一方面避免了大規(guī)模綜合布線造成的大量投資；另一方面避免了開通率不高或信息點布設(shè)不合理造成的投資沉淀浪費；同時，只在用戶需要接入的時候部署局端和接入設(shè)備，投資目的性強、滾動性好。無疑，這一點對于運營商的吸引力是非常巨大的。
�。�2）工程實施簡單。充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何室內(nèi)布線，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公用設(shè)施的破壞，大大加快了工程實施的進度。
�。�3）使用更加方便。實現(xiàn)高速PLC接入的終端用戶可在家庭任何一個電源插座上寬帶訪問互聯(lián)網(wǎng)，與通常只有一個接口的以太網(wǎng)或ADSL相比，更加方便。14M帶寬足夠承載語音、數(shù)據(jù)、圖象等綜合業(yè)務(wù)。
（4）同時支持多種應(yīng)用。可以為用戶提供價格低廉的高速因特網(wǎng)訪問服務(wù)、寬帶電話服務(wù)，從而使用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇，有利于同其它電信服務(wù)商的競爭。
（5）支持家庭聯(lián)網(wǎng)。具有多個PLC終端設(shè)備的家庭，可以實現(xiàn)家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)，使人們可以盡享由PLC技術(shù)帶來的家庭音、視頻網(wǎng)絡(luò)，多人對抗游戲等娛樂，提高了該設(shè)備對最終用戶的使用價值。
�。�6）提供新業(yè)務(wù)的平臺。利用PLC的永久在線連接構(gòu)建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監(jiān)控系統(tǒng)，讓上班族高枕無憂；構(gòu)建的醫(yī)療急救系統(tǒng)，讓家有老人、孩子和病人的家庭倍感方便。為電信新業(yè)務(wù)的開展，提供了一個全新的思路和技術(shù)平臺。
（7）實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、視頻、電力“四網(wǎng)合一”，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟和社會效益。
雖然有以上諸多優(yōu)點，但畢竟電力線路不是一個專用的通信線路，在電力線路上實現(xiàn)寬帶通信并以此為依托進行運營，還有很多問題需要注意。
（1）通信距離問題。有保證的通信距離直線傳輸約250M，水平電網(wǎng)覆蓋約1500m2。過分地追求通信距離的延長，在一定程度內(nèi)雖然能夠通信，但速率和可靠性會有相應(yīng)的下降。
�。�2）通信可靠性的保障問題。電力線不同于普通的數(shù)據(jù)通信線路，當作為一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇闀r，遇到許多干擾：首先，電力線上有許多不可預(yù)料的噪聲和干擾源，如吸塵器、開關(guān)電源、電冰箱、洗衣機等，其次，電力線通訊具有時間上不可控、不恒定的特點。與信號潔凈、特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器、音響設(shè)備，這些設(shè)備任何時候都可以插入或斷開、開機或關(guān)閉電源，因而導(dǎo)致電力線的特性不斷地變化。為了克服各種干擾，電力線通信系統(tǒng)采用的調(diào)制技術(shù)主要是OFDM（正交頻分復(fù)用）、DMT（多載波調(diào)制）、擴頻及常規(guī)的QPSK，F(xiàn)SK等，為適應(yīng)高速率的傳輸要求，多載波正交頻分復(fù)用將是解決傳輸頻帶利用率的有效方法。在應(yīng)用上，控制有效通信距離，隔離干擾源等方法也是有效的手段。
（3）可運營性和可管理性問題。目前對在電力線上實現(xiàn)寬帶通信進行研究的單位大多是電力系統(tǒng)的一些研究院所，由于不具備電信網(wǎng)絡(luò)的運營管理經(jīng)驗，在開發(fā)產(chǎn)品上對于網(wǎng)絡(luò)的可運營性和可管理性的考慮相對較少。這方面的商業(yè)運營模式也在摸索階段，北京杰智訊通訊設(shè)備有限公司推出了一套“基于電力線通信的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)”，在網(wǎng)絡(luò)可運營性和可管理性方面有較完整的考慮。
4、主要技術(shù)指標
工作電壓：220V±10%，50Hz；110V±10%，60Hz；
信號注入：單相電源注入、三相電源注入；直接注入、耦合注入等方式；
接口標準：USB接口； RJ45接口；
傳輸范圍：水平電網(wǎng)覆蓋約1500㎡，垂直傳輸約100m，直線傳輸約250M（視電網(wǎng)環(huán)境，可有變化）
通信速率：10Mbps max; 加載噪聲15dB時，大于5Mbps；
網(wǎng)絡(luò)速度：每個局端下，不小于15個終端數(shù)分別保證512Kbps以上；
網(wǎng)絡(luò)覆蓋：每個局端下，電源插座的信息覆蓋率不小于80%；
調(diào)制方式：OFDM（正交頻分多路復(fù)用）；
頻率范圍：4.3MHz~20.9MHz；
環(huán)境溫度：終端，0~50℃；局端，-10~55℃。
三、電力線通信運營網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)
1、電力線通信設(shè)備的布設(shè)
杰智訊PLCISS（基于電力線通信的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)）在設(shè)計上遵循下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的分層、全開放的體系架構(gòu)，是一個開放的、完整的、標準化的Softswitch體系架構(gòu)。
杰智訊PLCISS分為四層：媒體/接入層、IP核心傳送層、控制層、業(yè)務(wù)/應(yīng)用層。
電力寬帶接入子系統(tǒng)來替代部分駐地網(wǎng)，收斂基于IP的數(shù)據(jù)、語音、圖象等業(yè)務(wù)，解決運營商面對的駐地網(wǎng)建設(shè)困難和投資回報不可控等問題。（有關(guān)投資回報分析在后面相關(guān)章節(jié)討論）
收斂上來的Internet訪問業(yè)務(wù)可以直接連接到互聯(lián)網(wǎng)上去，語音、圖象及一些增值業(yè)務(wù)務(wù)可利用軟交換子系統(tǒng)進行處理，并進行相關(guān)的認證和計費。
根據(jù)以上的技術(shù)分析，電力線寬帶接入子系統(tǒng)定位在解決“最后幾百米”接入問題，替代用戶駐地網(wǎng)實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)收斂是可行的。在這個范圍內(nèi)的使用，對通信帶寬和質(zhì)量也是有保障的。
以住宅小區(qū)為例，在樓宇內(nèi)通過多個電力線頭端設(shè)備對整個樓宇進行覆蓋。頭端設(shè)備體積小、耗電少，可以放置在配電箱或管線井內(nèi)或掛在墻面上，通常高層塔樓每2至3層布設(shè)一個頭端設(shè)備，普通低層住宅樓每單元門布設(shè)一個頭端設(shè)備。這種模式下，無論從覆蓋面積、通信距離還是帶寬保障上都是可靠和經(jīng)濟的。用戶端可采用RJ-45或USB接口的電力調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)Internet訪問、IP電話、可視電話等業(yè)務(wù)。用戶業(yè)務(wù)通過電力網(wǎng)絡(luò)匯集到小區(qū)機房，通過光纜或微波接入等方式接入到IP骨干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，運營商的業(yè)務(wù)支撐平臺再分別對不同業(yè)務(wù)進行處理。
2、計費和認證
對于電力線寬帶接入設(shè)備本身，我們可以把它看作一個電力Hub，原有在寬帶網(wǎng)絡(luò)上的認證和計費方式我們都可以使用。目前看，作為寬帶網(wǎng)絡(luò)的計費方式，Internet業(yè)務(wù)包月計費是比較通用的方式，與其他接入方式比較，不超過100元/月的收費在目前市場環(huán)境下是有相當競爭力的。如果采用PPPoE、IE彈出或基于流量的認證和計費方式，則需要后臺認證計費服務(wù)器的支持，這與傳統(tǒng)的寬帶業(yè)務(wù)的認證和計費方式是完全一致的。對于語音、圖象和其他增值業(yè)務(wù)的計費，可采用軟交換系統(tǒng)提供的認證和計費平臺來實現(xiàn)。
每臺用戶端的調(diào)制解調(diào)設(shè)備均有密碼設(shè)置，只有與頭端設(shè)備密碼一致才能實現(xiàn)正常通信。密碼可根據(jù)不同的運營商和使用地點進行設(shè)置和修改，這就有效地避免了盜用問題的產(chǎn)生。
四、電力線通信運營網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營模式
采用電力線通信技術(shù)實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)以及提供增值服務(wù)，在北美和歐洲部分國家均取得成功，今年以來用戶量正以每月數(shù)萬增長，這一技術(shù)的應(yīng)用增長在全球范圍來看非常顯著。隨著應(yīng)用技術(shù)的成熟和市場發(fā)展，在國內(nèi)取得廣泛應(yīng)用應(yīng)該是大勢所趨。
目前看來，其可行的運營模式有以下幾種：
1、電力部門自己運營寬帶業(yè)務(wù)
目前中電飛華的運營網(wǎng)絡(luò)顯然就是屬于這種模式。中電飛華希望借助自己在電力系統(tǒng)的優(yōu)勢，通過電力線接入的模式發(fā)展用戶，從而介入通信運營。目前，中電飛華已經(jīng)通過這種模式在北京發(fā)展了數(shù)千用戶，并摸索出了較好的經(jīng)營模式。
2、電信運營商借助電力線進行運營
很多電信運營商對通過電力線收斂用戶抱有希望，但又擔心電力部門的政策干預(yù)，這主要涉及電力線的歸屬權(quán)以及在電力線上開展增值業(yè)務(wù)的經(jīng)營權(quán)的問題。就我們的了解，電力線的用戶線部分（用戶電表之后）其歸屬權(quán)屬于物業(yè)管理公司或業(yè)主，而運營商開展的電力線寬帶業(yè)務(wù)，其最佳信號耦合點是在用戶電表之后。就是說，開展這項業(yè)務(wù)主要需要協(xié)調(diào)的是小區(qū)業(yè)主或者大廈的物業(yè)，而不是供電部門。而且局端設(shè)備的安置、取電，垂直電纜的布放等，都只是需要與物業(yè)部門協(xié)調(diào)的問題。只要運營商能夠協(xié)調(diào)好與物業(yè)和用戶之間的關(guān)系，就有可能通過電力線實現(xiàn)寬帶運營。
3、有第三方介入的虛擬運營
隨著電信運營體制的改革發(fā)展，越來越多的企業(yè)希望通過各種方式投資到電信運營里。電力線寬帶接入技術(shù)模式推出后，已經(jīng)有不少企業(yè)表示，愿意通過這種方式投資建設(shè)駐地網(wǎng)，再與有合法牌照的基礎(chǔ)電信合作以獲得較高的業(yè)務(wù)分成實現(xiàn)贏利。這一部分企業(yè)包括房地產(chǎn)商、物業(yè)管理公司、專業(yè)投資公司甚至一些裝修公司、綜合布線工程公司等。
在這種第三方投資的介入下，一方面在一定程度上緩解了運營商駐地網(wǎng)投資的資金壓力，推動了寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，受到運營商的歡迎；另一方面運營商也在擔心駐地網(wǎng)絡(luò)由第三方投資，會帶來用戶忠誠度降低等問題。
五、電力線通信運營網(wǎng)絡(luò)的投資回報分析
對于住宅小區(qū)用戶，參考現(xiàn)在市場價格，采用100元包月，800包年的收費方式是有足夠競爭力的，配合采用預(yù)付半年或全年使用費贈送終端設(shè)備的方式，當年即可以收回電力線通信設(shè)備部分的投資，而具有競爭優(yōu)勢的價位以及足夠的帶寬，一定能夠吸引用戶。
對于寫字樓、酒店等用戶，可以加裝寬帶接入服務(wù)器來對用戶進行認證，同時計費方式更加靈活。比如酒店的寬帶業(yè)務(wù)，可以讓客人租用電力貓上網(wǎng)，按租用時長進行使用費的結(jié)算，不僅結(jié)算方式非常清晰可控，而且避免終端設(shè)備在客房的空置，提高設(shè)備利用率。
除了基本的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，基于電力線寬帶接入穩(wěn)定可靠的高帶寬，可以開展語音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等增值業(yè)務(wù)，提供新的業(yè)務(wù)增長點。
無論從目前的商業(yè)模式預(yù)算，還是從歐洲及在國內(nèi)中電飛華的運營經(jīng)驗上看，采用電力線寬帶接入方式，在一定程度上可以有效解決駐地網(wǎng)收斂用戶的問題，為電信運營商參與競爭提供了又一有力的手段，并能夠取得良好的投資回報模式。
----《中國數(shù)據(jù)通信》
