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 技術文獻 |
電線上網美夢成真 |
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點擊次數：2005 更新時間：2009-05-05 |
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家里的電源插座即將成為人們進入互聯網世界的大門，期盼用電線上網的美夢將成真。
一、起源與發展
應用電力線傳輸信號的實例zui早是電力線，它的應用范圍在同一個變壓器的供電線路以內電信號從電力線上濾下來。十多年前，在美國就已經有用電力線作為家庭總線的產品———10X系統。1991年美國電子工業協會的CEBUS研究會確認了三種家庭總線，電力線是其中一種。1997年10月，Northern ecom公司和Norweb Communications公司共同宣布進行數字電線技術的開發，這項技術將使電力公司能夠在電力線上以1Mbps的速度傳送數據和話音業務。去年西門子的PLC技術將電力線總線的家庭擴大到小區的電信接入網端口，而且能以1Mbps的速率傳輸數據。目前國內也有部門正在開發這項技術，但是傳輸速率還只有4kbps。
在采用電源線的方式中，業界團體“家庭插電聯盟”（HomePlug Powerline Alliance）由思科系統、英特爾、惠普、松下和夏普等13家公司已于今年4月成立，致力于創造共同的家用電線網絡通訊技術標準。美國Advanced Micro Devices（AMD）、美國Conexant Systems、美國Enikia、美國Inlon、美國Motorola、Panasonic、美國S3下屬的Diamond Multimedia、美國Tandy/RadioShack以及美國Texas Instruments等都參加了HomePlug Powerline Alliance。此外，經營采用電源線的家用網絡供應商，有美國Inlon及美國Ambiant Technologies等公司，現已發展成為由60家公司組成的企業集團，并已選用Inlon公司的技術，作為共同技術標準的基礎。HomePlug集團預期，今年底前，正式的“電線”標準可望定案，而*批使用此技術的產品可望在年內推出。
二、關鍵技術：PLC
PLC傳輸技術，是為提供端到端接入而設計的。它貫穿了從家用電源插座和zui終用戶終端到電信網絡的入口點。PLC技術利用室內電源線網絡將IP包從用戶PC傳送至一個家庭室內入口點的集成器，在這一入口點，另外一個傳輸段利用低壓配電網將數據傳輸至同時為多個家庭提供電源的變壓器。PLC技術主要包括這么幾個要素：
——電力線網絡單元（PNU），它負責控制電力線網絡并從單元配電網集成話務。通過適當的電信干線接口，PNU再將話務傳至饋電網絡。根據饋電網絡中使用的不同介質，PNU也可轉換來自低壓配電網的數據話務。
——電源線網絡終端（PNT），它為zui終用戶PC或其它用戶提供適當的接口，如以太網或是USB。為了降低成本，這一獨立設備能夠和PC或其它設備相集成。
——偶合設備（CouplingUnit）是將信號傳入線路并過濾噪音的。目前它還是一個插銷插入電插座的相對獨立的設備，今后它可能會和PLC調制解調器集成于一體。PLC調制解調器和PC內的偶合設備的集合體有一天將使PC可以直接在網上運行。
正交頻分多路復用技術（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM技術）可以提高電力線網絡傳輸質量。它是一種多載波調制技術。傳輸質量的不穩定意味著電力線網絡不能保證如語音和視頻流這樣的實時應用程序的傳輸質量。然而對于傳輸突發性Internet數據流它卻是個理想的網絡。即便是在配電網受到嚴重干擾的情況下，OFDM也可提供高帶寬并且保證帶寬傳輸效率，而且適當的糾錯技術可以確保可靠的數據傳輸。
配電網是一種共享介質，即所有與之相連的用戶都共享同一“電纜”。在典型的城市配置中，它則轉化為與一個變壓器相連的大約100到200個用戶。PLC系統能夠在1Mbps的*傳輸速率下支持80個用戶，這一比例是足夠的。由PLC的客戶，需要具備一個技術條件，具有很強的帶寬分配能力的介質接入控制（MAC）層。這就使電源線網絡不僅僅能夠支持80個Internet用戶的數據往復交換，而且能夠靈活地適應以不同速率傳輸的上行和下行數據。
三、電線上網的優缺點
用電力線作家庭總線有其顯著的優點：成本低、施工方便、一線兩用，價格低廉，延伸方便。電力線在家庭、公司及各種場所處處可達，比電纜甚至是固定網絡更是廣泛。例如，用戶能自由選擇在家中任何有電插座的角落上網，用量多大都不必擔憂費，也不用花錢鋪設更多線。理論上電線作為通信線路的通信速度，根據不同的頻率可達每秒3兆比特或10兆比特，與光纖大致相同。一個民用220V線路的變壓器只覆蓋一定范圍內的用戶，所以在同一條電力線上的資源不會因為用戶太多而降低效率。在用戶較少的情況下，可以把幾個變壓器線路區域內的用戶聯在一起，提高服務器的利用率；如果用戶增多了，不同變壓器區域內的用戶又可以分開，使用本區域的主服務器，可使資源的利用率始終保持在較高的水準。
電力線傳輸所存在明顯的缺點就是噪聲大和安全性低的問題。盡管電力線可以作為高速通信的一種備選介質，但電力系統的基礎設施并不具備提供高質量數據傳輸服務的功能，而且，使用電力線來進行通信經常會發生一些不可預知的錯誤。家庭電器產生的電磁波會對通信產生干擾，這種聯網方式也會影響短波收音機等。另外，供電網上網服務，是一種“共享帶寬”（shared bandwidth）的技術，用戶上網時的速度，取決于當時會有多少用戶上網。如果很多用戶同時上網，傳輸速度相對就較慢。
四、產品與實驗并進
廠商近年來一直編織用電線即能連結家電網絡的美夢，將PC、、音響甚至電冰箱都能連成一氣，彼此溝通。但經過數年來的研發，如今廠商已紛紛展示新的成果，證明這種技術行得通。
在去年11月的拉斯維加斯Comdex計算機展中，采用電源線方式的家用網絡已經變成現實。摩托羅拉公司在Comdex展示一款新型纜線Modem，使用者用電插座連結各種電子裝置后，便可與PC分享網絡連線資源。Phonex Broadband則展示一款新型電力變壓器，包含一個USB連接端口，讓PC和筆記本計算機的使用者輕松連結上家中的供電網絡。信藍（Sonicblue）公司開發了一種MP3音樂播放器，只要把這個播放器插進普通的電插座，就可以通過網絡下載音樂。該公司目前正在與摩托羅拉等公司合作開發利用電力線連接網絡的游戲機等產品。
今年3月瑞士zui大的電信設備公司亞斯康宣布從4月起批量生產一種通過普通電線接入互聯網（電線上網）的裝置。該公司已經同德國zui大的電力供應商萊茵-威斯特伐利亞發電廠簽訂合同，可望于今年5月中旬為成千上萬的德國用戶提供通過電線上網的裝置。奧地利下奧州供電公司也已開始在奧地利的4個城市進行利用電力電線傳輸互聯網數據的實地操作實驗。新加坡能源公司也在試驗由瑞士的Ascom公司開發的電線上網技術。在硬件方面，只要用配套產品中的電纜，把一個特制的適配器，與個人電腦的一個并行端口連接，并把適配器的插頭插入電源插座即可。這一技術還能把家中的多臺電腦連接起來，建立家庭局域網，其數據傳輸速度主要取決于適配器。目前正在試驗800kbps的數據傳輸速度，還將試驗2200kbps的數據傳輸速度，未來可達4000kbps。預計將來推出上網服務后，供電網絡不只是用來傳輸數據，也將用來傳輸音頻和視頻節目等。
美國佛羅里達州的英特倫公司開發的電線上網新產品將于今年6月底在美國上市。新技術以變壓器將高速電信網絡連上高壓電線網，它使用特殊轉接器，所以聲音或是資料傳輸就可以轉換至高壓電線網，再經由電線傳送到每個家庭。該公司希望新型轉接器今年6月上市時每一個的銷售價格約為100美元，公司兩年內的總收入將超過1億美元。美國的大型公司對這項技術也頗感興趣，一家名為Home Plug的集團已經獲得思科系統公司、英特爾公司和康柏等公司的經費支援。
韓國產業資源部也開始利用電線上網。該技術是把載有信息的高頻加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調制解調器再把成高頻從電流中分離出來，并傳送到計算機或，以實現信息傳遞。按目前發展趨勢，到2001年年末，信息傳送速度很可能達到10兆bps。
五、政府支持
主管信息通信產業的日本總務省今年1月決定以2002年為目標，開發利用電線作為通信網絡線路的技術，以促進社會信息化的發展。為了迅速普及因特網，政府的信息技術戰略會議建議降低網絡構筑和使用價格。總務省據此制定一項法令，從2002年起準許使用電線作通信網絡的線路，同時還準備在年內開發可供家用電腦等使用的插口等裝置。5月，日本60家有關企業設立了聯合機構“電線載波通信設備開發部會”，研究用輸電線做通信線路的技術。將來只要把電腦的電源插頭插入插座，即可接入互聯網。目前，在日本互聯網主要是通過電信線路連接電腦。新設立的聯合研究機構將研究使電線發揮通信線路作用的技術。
德國聯邦議院議會上院新近通過一項議案，批準使用能使互聯網信息通過電力線和墻上電源插座傳輸的技術。聯邦議會投票通過的這項議案為今后在廣播波段范圍內通過電線上網鋪平了道路。議案還同意，在2010年電視信號、2015年標準無線電的傳輸分別*實現數字化的時候，它們的波段也將向接入互聯網業務。德國zui大的電力設備生產商RWE承諾，用電線上網要比ISDN拔號上網快30多倍，而且價格比前的寬帶有線電視還便宜。德國MVV公司今夏將在德國西南部城市曼海姆為3000名使用者安裝這種電線對200戶住家進行的試驗計劃已經結束，結果十分順利。
專家預期，未來數年，隨著高速上網愈來愈普及，新技術將把電線、無線和線這三種技術合而為一，讓使用者通過高速網絡連線，輕松將計算機、各種電子裝置、安全系統和家電串連成家庭網絡。 |
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