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 技術(shù)文獻(xiàn) |
電線上網(wǎng)美夢成真 |
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點(diǎn)擊次數(shù)：2218 更新時(shí)間：2009-05-05 |
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家里的電源插座即將成為人們進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)世界的大門，期盼用電線上網(wǎng)的美夢將成真。
一、起源與發(fā)展
應(yīng)用電力線傳輸信號的實(shí)例zui早是電力線，它的應(yīng)用范圍在同一個(gè)變壓器的供電線路以內(nèi)電信號從電力線上濾下來。十多年前，在美國就已經(jīng)有用電力線作為家庭總線的產(chǎn)品———10X系統(tǒng)。1991年美國電子工業(yè)協(xié)會的CEBUS研究會確認(rèn)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(jìn)行數(shù)字電線技術(shù)的開發(fā)，這項(xiàng)技術(shù)將使電力公司能夠在電力線上以1Mbps的速度傳送數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。去年西門子的PLC技術(shù)將電力線總線的家庭擴(kuò)大到小區(qū)的電信接入網(wǎng)端口，而且能以1Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。目前國內(nèi)也有部門正在開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，但是傳輸速率還只有4kbps。
在采用電源線的方式中，業(yè)界團(tuán)體“家庭插電聯(lián)盟”（HomePlug Powerline Alliance）由思科系統(tǒng)、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(chuàng)造共同的家用電線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。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(jīng)營采用電源線的家用網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商，有美國Inlon及美國Ambiant Technologies等公司，現(xiàn)已發(fā)展成為由60家公司組成的企業(yè)集團(tuán)，并已選用Inlon公司的技術(shù)，作為共同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。HomePlug集團(tuán)預(yù)期，今年底前，正式的“電線”標(biāo)準(zhǔn)可望定案，而*批使用此技術(shù)的產(chǎn)品可望在年內(nèi)推出。
二、關(guān)鍵技術(shù)：PLC
PLC傳輸技術(shù)，是為提供端到端接入而設(shè)計(jì)的。它貫穿了從家用電源插座和zui終用戶終端到電信網(wǎng)絡(luò)的入口點(diǎn)。PLC技術(shù)利用室內(nèi)電源線網(wǎng)絡(luò)將IP包從用戶PC傳送至一個(gè)家庭室內(nèi)入口點(diǎn)的集成器，在這一入口點(diǎn)，另外一個(gè)傳輸段利用低壓配電網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至同時(shí)為多個(gè)家庭提供電源的變壓器。PLC技術(shù)主要包括這么幾個(gè)要素：
——電力線網(wǎng)絡(luò)單元（PNU），它負(fù)責(zé)控制電力線網(wǎng)絡(luò)并從單元配電網(wǎng)集成話務(wù)。通過適當(dāng)?shù)碾娦鸥删€接口，PNU再將話務(wù)傳至饋電網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)饋電網(wǎng)絡(luò)中使用的不同介質(zhì)，PNU也可轉(zhuǎn)換來自低壓配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)話務(wù)。
——電源線網(wǎng)絡(luò)終端（PNT），它為zui終用戶PC或其它用戶提供適當(dāng)?shù)慕涌冢缫蕴W(wǎng)或是USB。為了降低成本，這一獨(dú)立設(shè)備能夠和PC或其它設(shè)備相集成。
——偶合設(shè)備（CouplingUnit）是將信號傳入線路并過濾噪音的。目前它還是一個(gè)插銷插入電插座的相對獨(dú)立的設(shè)備，今后它可能會和PLC調(diào)制解調(diào)器集成于一體。PLC調(diào)制解調(diào)器和PC內(nèi)的偶合設(shè)備的集合體有一天將使PC可以直接在網(wǎng)上運(yùn)行。
正交頻分多路復(fù)用技術(shù)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM技術(shù)）可以提高電力線網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。它是一種多載波調(diào)制技術(shù)。傳輸質(zhì)量的不穩(wěn)定意味著電力線網(wǎng)絡(luò)不能保證如語音和視頻流這樣的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的傳輸質(zhì)量。然而對于傳輸突發(fā)性Internet數(shù)據(jù)流它卻是個(gè)理想的網(wǎng)絡(luò)。即便是在配電網(wǎng)受到嚴(yán)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(dāng)?shù)募m錯(cuò)技術(shù)可以確保可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
配電網(wǎng)是一種共享介質(zhì)，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(zhuǎn)化為與一個(gè)變壓器相連的大約100到200個(gè)用戶。PLC系統(tǒng)能夠在1Mbps的*傳輸速率下支持80個(gè)用戶，這一比例是足夠的。由PLC的客戶，需要具備一個(gè)技術(shù)條件，具有很強(qiáng)的帶寬分配能力的介質(zhì)接入控制（MAC）層。這就使電源線網(wǎng)絡(luò)不僅僅能夠支持80個(gè)Internet用戶的數(shù)據(jù)往復(fù)交換，而且能夠靈活地適應(yīng)以不同速率傳輸?shù)纳闲泻拖滦袛?shù)據(jù)。
三、電線上網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)
用電力線作家庭總線有其顯著的優(yōu)點(diǎn)：成本低、施工方便、一線兩用，價(jià)格低廉，延伸方便。電力線在家庭、公司及各種場所處處可達(dá)，比電纜甚至是固定網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)，用量多大都不必?fù)?dān)憂費(fèi)，也不用花錢鋪設(shè)更多線。理論上電線作為通信線路的通信速度，根據(jù)不同的頻率可達(dá)每秒3兆比特或10兆比特，與光纖大致相同。一個(gè)民用220V線路的變壓器只覆蓋一定范圍內(nèi)的用戶，所以在同一條電力線上的資源不會因?yàn)橛脩籼喽档托?。在用戶較少的情況下，可以把幾個(gè)變壓器線路區(qū)域內(nèi)的用戶聯(lián)在一起，提高服務(wù)器的利用率；如果用戶增多了，不同變壓器區(qū)域內(nèi)的用戶又可以分開，使用本區(qū)域的主服務(wù)器，可使資源的利用率始終保持在較高的水準(zhǔn)。
電力線傳輸所存在明顯的缺點(diǎn)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(zhì)，但電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施并不具備提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的功能，而且，使用電力線來進(jìn)行通信經(jīng)常會發(fā)生一些不可預(yù)知的錯(cuò)誤。家庭電器產(chǎn)生的電磁波會對通信產(chǎn)生干擾，這種聯(lián)網(wǎng)方式也會影響短波收音機(jī)等。另外，供電網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)，是一種“共享帶寬”（shared bandwidth）的技術(shù)，用戶上網(wǎng)時(shí)的速度，取決于當(dāng)時(shí)會有多少用戶上網(wǎng)。如果很多用戶同時(shí)上網(wǎng)，傳輸速度相對就較慢。
四、產(chǎn)品與實(shí)驗(yàn)并進(jìn)
廠商近年來一直編織用電線即能連結(jié)家電網(wǎng)絡(luò)的美夢，將PC、、音響甚至電冰箱都能連成一氣，彼此溝通。但經(jīng)過數(shù)年來的研發(fā)，如今廠商已紛紛展示新的成果，證明這種技術(shù)行得通。
在去年11月的拉斯維加斯Comdex計(jì)算機(jī)展中，采用電源線方式的家用網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)。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(jié)各種電子裝置后，便可與PC分享網(wǎng)絡(luò)連線資源。Phonex Broadband則展示一款新型電力變壓器，包含一個(gè)USB連接端口，讓PC和筆記本計(jì)算機(jī)的使用者輕松連結(jié)上家中的供電網(wǎng)絡(luò)。信藍(lán)（Sonicblue）公司開發(fā)了一種MP3音樂播放器，只要把這個(gè)播放器插進(jìn)普通的電插座，就可以通過網(wǎng)絡(luò)下載音樂。該公司目前正在與摩托羅拉等公司合作開發(fā)利用電力線連接網(wǎng)絡(luò)的游戲機(jī)等產(chǎn)品。
今年3月瑞士zui大的電信設(shè)備公司亞斯康宣布從4月起批量生產(chǎn)一種通過普通電線接入互聯(lián)網(wǎng)（電線上網(wǎng)）的裝置。該公司已經(jīng)同德國zui大的電力供應(yīng)商萊茵-威斯特伐利亞發(fā)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(wǎng)的裝置。奧地利下奧州供電公司也已開始在奧地利的4個(gè)城市進(jìn)行利用電力電線傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)地操作實(shí)驗(yàn)。新加坡能源公司也在試驗(yàn)由瑞士的Ascom公司開發(fā)的電線上網(wǎng)技術(shù)。在硬件方面，只要用配套產(chǎn)品中的電纜，把一個(gè)特制的適配器，與個(gè)人電腦的一個(gè)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(shù)還能把家中的多臺電腦連接起來，建立家庭局域網(wǎng)，其數(shù)據(jù)傳輸速度主要取決于適配器。目前正在試驗(yàn)800kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，還將試驗(yàn)2200kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，未來可達(dá)4000kbps。預(yù)計(jì)將來推出上網(wǎng)服務(wù)后，供電網(wǎng)絡(luò)不只是用來傳輸數(shù)據(jù)，也將用來傳輸音頻和視頻節(jié)目等。
美國佛羅里達(dá)州的英特倫公司開發(fā)的電線上網(wǎng)新產(chǎn)品將于今年6月底在美國上市。新技術(shù)以變壓器將高速電信網(wǎng)絡(luò)連上高壓電線網(wǎng)，它使用特殊轉(zhuǎn)接器，所以聲音或是資料傳輸就可以轉(zhuǎn)換至高壓電線網(wǎng)，再經(jīng)由電線傳送到每個(gè)家庭。該公司希望新型轉(zhuǎn)接器今年6月上市時(shí)每一個(gè)的銷售價(jià)格約為100美元，公司兩年內(nèi)的總收入將超過1億美元。美國的大型公司對這項(xiàng)技術(shù)也頗感興趣，一家名為Home Plug的集團(tuán)已經(jīng)獲得思科系統(tǒng)公司、英特爾公司和康柏等公司的經(jīng)費(fèi)支援。
韓國產(chǎn)業(yè)資源部也開始利用電線上網(wǎng)。該技術(shù)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(diào)制解調(diào)器再把成高頻從電流中分離出來，并傳送到計(jì)算機(jī)或，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。按目前發(fā)展趨勢，到2001年年末，信息傳送速度很可能達(dá)到10兆bps。
五、政府支持
主管信息通信產(chǎn)業(yè)的日本總務(wù)省今年1月決定以2002年為目標(biāo)，開發(fā)利用電線作為通信網(wǎng)絡(luò)線路的技術(shù)，以促進(jìn)社會信息化的發(fā)展。為了迅速普及因特網(wǎng)，政府的信息技術(shù)戰(zhàn)略會議建議降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑和使用價(jià)格?？倓?wù)省據(jù)此制定一項(xiàng)法令，從2002年起準(zhǔn)許使用電線作通信網(wǎng)絡(luò)的線路，同時(shí)還準(zhǔn)備在年內(nèi)開發(fā)可供家用電腦等使用的插口等裝置。5月，日本60家有關(guān)企業(yè)設(shè)立了聯(lián)合機(jī)構(gòu)“電線載波通信設(shè)備開發(fā)部會”，研究用輸電線做通信線路的技術(shù)。將來只要把電腦的電源插頭插入插座，即可接入互聯(lián)網(wǎng)。目前，在日本互聯(lián)網(wǎng)主要是通過電信線路連接電腦。新設(shè)立的聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)將研究使電線發(fā)揮通信線路作用的技術(shù)。
德國聯(lián)邦議院議會上院新近通過一項(xiàng)議案，批準(zhǔn)使用能使互聯(lián)網(wǎng)信息通過電力線和墻上電源插座傳輸?shù)募夹g(shù)。聯(lián)邦議會投票通過的這項(xiàng)議案為今后在廣播波段范圍內(nèi)通過電線上網(wǎng)鋪平了道路。議案還同意，在2010年電視信號、2015年標(biāo)準(zhǔn)無線電的傳輸分別*實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的時(shí)候，它們的波段也將向接入互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。德國zui大的電力設(shè)備生產(chǎn)商RWE承諾，用電線上網(wǎng)要比ISDN拔號上網(wǎng)快30多倍，而且價(jià)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(jìn)行的試驗(yàn)計(jì)劃已經(jīng)結(jié)束，結(jié)果十分順利。
專家預(yù)期，未來數(shù)年，隨著高速上網(wǎng)愈來愈普及，新技術(shù)將把電線、無線和線這三種技術(shù)合而為一，讓使用者通過高速網(wǎng)絡(luò)連線，輕松將計(jì)算機(jī)、各種電子裝置、安全系統(tǒng)和家電串連成家庭網(wǎng)絡(luò)。 |
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