電力線接入Internet的技術(shù)分析

摘 要：介紹了電力網(wǎng)接入的基本概念，分析了電力線接入的原理和接入的設(shè)備，說明了電力線接入的方式。

關(guān)鍵詞：電力線；原理；方式

中圖分類號(hào)：TP393.08

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(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)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。

1 電力線接入概念

電力線通信（Power Line Comunincation簡稱PLC）是利用電力線作為通信載體，加上一些PLC局端和終端調(diào)制解調(diào)器，將原有電力網(wǎng)變成為信息插座的一種通信技術(shù)。使用電力線通信技術(shù)，只要在通電的地方就可以實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)，上網(wǎng)就像使用家用電器一樣輕松，把PLC終端電力調(diào)制解調(diào)器的一端插到電源的插座上，一端接到電腦，不用撥號(hào)，就可立即享受高速網(wǎng)絡(luò)接入，移動(dòng)靈活，維護(hù)方便。

2 電力線接入原理

PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號(hào)。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M～45M之間。 PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。如圖1所示。

電力線通信的技術(shù)涵蓋了以太網(wǎng)技術(shù)與電力技術(shù)及一些特殊的通信編碼技術(shù)。PLC在OSI的第二層以上符合標(biāo)準(zhǔn)的802.3格式幀的網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀均遵從IEEE發(fā)布的802.3標(biāo)準(zhǔn)。PLC是以太網(wǎng)的一個(gè)分支，區(qū)別在于物理層中介質(zhì)更換為電力線，并且在第二層上采用了基于CSMA/CA的廣播共享方式，而不是像ADSL及光纖接入常用的PPPoE或PPPoA，所以其在通信時(shí)并沒有在服務(wù)端及用戶端建立虛電路，所以不需要撥號(hào)，也就是說不需要輸入用戶名和密碼來進(jìn)行身份認(rèn)證。

3 電力線接入設(shè)備

3.1 電力Modem（貓）

電力貓是一項(xiàng)基于電力線傳輸信號(hào)的設(shè)備，它使同一電路回路的家庭或小辦公室透過既有的電源線路，建構(gòu)區(qū)域網(wǎng)路。對(duì)于家庭或小辦公室用戶而言，電力貓產(chǎn)品提供了最便捷、最安全的方式，有效延伸區(qū)域網(wǎng)路的涵蓋范圍?！半娏ω垺奔础半娏φ{(diào)制解調(diào)器”、電力線以太網(wǎng)信號(hào)傳輸適配器，簡稱“電力貓。

3.2 局域電力網(wǎng)橋

以太網(wǎng)-電力線網(wǎng)橋主要應(yīng)用于以太網(wǎng)設(shè)備與電力線寬帶網(wǎng)（PLBN）設(shè)備之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。網(wǎng)橋一端接入以太網(wǎng)設(shè)備，如交換機(jī)、HUB、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)磁盤驅(qū)動(dòng)器及使用以太網(wǎng)卡的PC機(jī)，另一端通過電力線與電力線寬帶網(wǎng)連接。該網(wǎng)橋?qū)儆诩床寮从迷O(shè)備，不需任何配置。目前單臺(tái)設(shè)備帶寬為2.5-12Mbps。

3.3 電力無線路由器

電力無線路由器與電力線無線接入點(diǎn)可以使用已存在電源線在家庭或辦公室內(nèi)組建無線網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)無線工作站，并且節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)線纜的費(fèi)用。在14Mbps電源線上傳輸使用56位DES解密或125Mbps無線傳輸時(shí)使用WPA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)文件工件共享，因特網(wǎng)連接或共享其他的網(wǎng)絡(luò)資源。

當(dāng)然，除了以上幾種電力線連網(wǎng)設(shè)備之外，還有電力線交換機(jī)、電力線路由器等連接設(shè)備，它們的工作原理及結(jié)構(gòu)與電力網(wǎng)橋及電力無線路由設(shè)備相似。

4 電力線接入網(wǎng)方式

電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)PLC信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸一二百米。目前，PLC還不適合長距離的數(shù)據(jù)傳輸，但是如果只是在樓宇內(nèi)應(yīng)用，解決“最后一百米”的入戶問題是很合適的，也就是說當(dāng)前電力線接入主要應(yīng)用于樓宇內(nèi)部。

以電力線接入網(wǎng)方式入網(wǎng)，必須具備以下幾個(gè)條件：一是USB/以太網(wǎng)（RJ45）接口的電力線網(wǎng)絡(luò)適配器（電力貓）；二是具有RJ45接口的計(jì)算機(jī)；三是用于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入的電力線路不能有過載保護(hù)功能（會(huì)過濾掉網(wǎng)絡(luò)信號(hào)）；四是最好有個(gè)電力路由器設(shè)備以便共享。其他的接入與配置與小區(qū)LAN、DSL接入類似，不同的是連接的網(wǎng)線插座變成了普通的電器插座。

電力線接入有兩種接入方式，一是直接通過電力線以太網(wǎng)適配器、電力網(wǎng)橋、電力交換機(jī)、電力路由器、電力線以及PC機(jī)相連接，如圖2、3、4所示，針對(duì)樓宇寬帶接入采用FTTB技術(shù)的情況；一種是通過電力以太網(wǎng)絡(luò)適配器、電力線、Cable/DSL路由器、Cable/DSL Modem和PC連接，如圖2所示。

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作者簡介：索巖（1983-），女，河南洛陽人，講師，研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)安全等；常國鋒（1978-），男，河南濮陽人，講師，研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全等。

作者單位：河南師范大學(xué)，河南新鄉(xiāng) 453000；新鄉(xiāng)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003