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PLC技术在国内外的初期研究与发展

浏览:3708  来源:通信人在线  日期:2019-05-09

电力线是每个家庭最为普及、覆盖范围最为广阔的一种物理媒介,远远超过有线电视网络甚至电话线路的覆盖面。因此,利用电力线实现高速数据通信的技术得到了国内外许多通信工程师的青睐。下述简要介绍PLC技术在国内外的初期研究与发展情况。

一、国际情况

许多国家的研究机构纷纷开展了高速电力线通信技术的研究和开发,最早英国的Norweb通讯公司,随后是美国的IntellonInariIntelogis)公司,以色列的ITRANMain.Net公司,韩国的Xeline公司,瑞士的ASCOM公司,德国的Polytrax公司,西班牙的DS2公司等,产品的传输速率也从1Mbit/s发展到21424Mbit/s,甚至200Mbit/s。据不完全统计,截止2004年年底,PLC的试验网络已遍及欧洲、亚洲、北美洲、南美洲、非洲以及大洋洲的40多个国家和地区。

后来,国际上研制了专用的PLC调制解调芯片。主要有以色列Itran公司2.5Mbit/s的芯片、美国Intellon公司145485Mbit/s芯片、西班牙DS2公司45Mbit/s200Mbit/s芯片。其中,美国Intellon公司的14Mbit/s芯片应用最为普遍,大部分PLC系统都是基于该芯片开发的,法国Spidcom公司也开发了224Mbit/s芯片。

1、英国

英国联合电力公司的子公司Norweb通讯公司在1990年开始对高速电力线通信进行研究。1995年,该公司又与加拿大Nortel(北电网络)公司联手,共同开发这项新技术。1995~1997年的两年间,NorwebNortel公司已经成功地在英国曼彻斯特对20个居民用户进行了PLC上网试验,其中还包括话音服务。199710月,这两家公司声称已经解决了电力噪声等问题,取得了电力线载波技术的重大突破,利用新开发的数字电力线DPLDigital Power Line)载波技术,实现了在低压配电网上进行1Mbit/s速率数据传输的远程通信,欲将四通八达的电力线转化为信息高速公路,并在1998325,成立合资公司NOR.WEB,进行该技术的市场推广。

2、德国

PLC宽带接入商用化运营方面,走在前列的是德国公司,早在20014月,德国就通过了允许在电力线上经营Internet服务和电信服务的法令。20005月,德国RWE开始采用瑞士ASCOM公司的产品为埃森的电力用户提供电力线数据服务,传输速率达到2Mbit/s。收费方式为每月访问的数据量在250MB以内时,用户需支付22欧元。截至200110月,RWE电力线通信公司大致安装了1500个电力线上网用户。

在德国的曼海姆,当地的能源公司MVV采用Main.Net公司的产品进行了商用化运营实验,并为此成立了合资公司PPCPower PLUS Communications AG)。PPC可以为每个终端用户提供0.35~1.2Mbit/s的带宽,典型小区的用户数为250300户,最大传输距离为500,典型传输距离为150~180PPC推出的PLC服务品牌为“VYPE”,用户只要交纳119欧元的初装费,就可得到一个用户终端、5个邮件地址和5兆的网页空间。普通家庭的月租费为14.90欧元,每兆字节的收费为3.3欧分。包月家庭用户每月的费用为24.90欧元。

3、欧盟与美国

欧盟为促进PLC技术的发展,从200411开始,启动了一个称之为OPERAOpen PLC European Research Alliance)的计划,旨在联合欧洲的主要PLC研究开发力量,致力于制定欧洲的PLC统一技术标准、推动大规模商业化应用,并将PLC作为实现“eEurope”(信息化欧洲)的重要技术手段。美国联邦通信委员会(FCC)一直在鼓励启用新的基于现有设施的宽带平台,促进美国的宽带业务。2004212FCC批准对某些技术规则的修改意见,目的是通过促进电力线宽带接入技术的推广应用,把美国电力网的巨大潜力利用起来。美国、欧洲许多大的电力企业也积极进行中压及低压PLC试验,美国的Cinergy17家电力企业、德国、奥地利、西班牙等15个欧洲国家的32个电力企业建立了PLC试验网络,有的还进行了PLC商业化运营。

4、亚洲国家

亚洲开展PLC研究和试验的国家和地区除中国大陆外,还有日本、韩国、新加坡、中国香港、中国台湾等,日本对PLC的态度,经历了从初期怀疑否定、到开放试验、直至今日的积极推动的三个阶段。目前日本的东京电力、新加坡电力、香港中华电力等建立了一定规模的试验网络。我国是世界上较早开展PLC技术研究和宽带接入应用的国家,并在此领域取得了一定的成果。国家电网公司领导高度重视PLC技术的研发和推广,多次设立了研究PLC技术的科技项目,由中国电力科学研究院、福建电力试验研究院、深圳国电科技公司及北京意科公司进行PLC技术、产品的研究与开发,采用国外芯片,先后生产出了传输速率为21445200Mbit/s的低压PLC产品以及1445Mbit/s中压PLC产品。

二、我国情况

1、初始阶段

为了推进PLC技术在中国的发展,国电通信中心自1999年开始跟踪国内外PLC技术的发展,在2001年成立了PLC领导小组,下设PLC技术推进办公室,负责全国电力系统PLC技术研发试验的统一组织和协调工作。先后多次到国外对PLC技术的应用与标准化制定进行考察和调研,分别参加了在欧洲、美国和香港召开的PLC专题国际会议,引入国外产品进行试验。由于我国低压配电网的网络结构、负荷特性、供电方式和国外有很大的不同,国外已有的产品需要根据我国配电线路的实际情况进行改进才能使用。PLC办公室与相关国外技术人员共同针对中国配电网的结构特点,研究并解决了技术上的难题,确定了多种试验方案,建立了PLC家庭模拟实验室。2001年底,开通了我国第一个以电力线为传输介质的PLC宽带接入Internet试验小区;20023月,引进欧洲PLC产品进行语音传输试验,在我国第一次实现了利用电力线同时上网和打电话;20025月,采用国内电力系统研制的产品,开通了第一个由国内电力系统自主研发的PLC宽带接入系统。

2、试验阶段

小规模产品试验成功之后,为了进一步验证PLC产品在中国的实用性,国电通信中心分别在北京的居民小区、学校、宾馆饭店等场所进行了大规模电力线宽带接入试验。主要研究在不同配电网结构中,PLC产品的藕合方式和组网模式,如何建立施工规范,并对不同国家的产品进行测试。在改进、完善扩大规模后,验证同一网络不同制式设备的兼容性和稳定性。随后,组建了世界上最大的PLC试验网络,建立了PLC网管、计费运营系统,研究其盈利模式,探索PLC在中国商业化运营的可行性。截止到20055月底,仅在北京地区,电力线宽带接入试验网已覆盖500多个居民小区,接入楼宇近4000栋,开通用户40000余户,并以每月开通3000多户的速度推进。有的用户已经试用三年多,对上网速率和稳定性均表示认可。

在试验网运行成功的基础上,为了早日实现商业化运营,国电通信中心积极配合国家信息产业部电信传输测试机构和国家电磁兼容认证机构,对已开通的PLC试验网进行了相关测试。测试证明PLC网络作为一种宽带接入方式,在网络功能、传输性能等方面基本满足用户驻地网的要求;在电磁兼容方面,PLC试验网络的传导骚扰和辐射骚扰均符合国内和国际上的相关标准。

随着低压PLC技术的突破以及应用的深入,中压PLC也得到了相应的发展。研究表明,地埋中压电缆的信道特性不亚于同轴电缆。如果能够解决在中压配电线路上传输高频信号所遇到的一些特殊问题(如补偿电容旁路,阻抗匹配等),就可以充分利用现有资源,用中压配电网作为(骨干)通信网,还可以为广大农村用户提供一种节省投资的新的通信传输方式。

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