标题：电力线通信
概念
电力线通信（Power Line Communication，英文简称PLC）技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。 该技术最大的优势是不需要重新布线在现有电线上实现数据语音和视频等多业务的承载实现四网合一终端用户只需要插上电源插头就可以实现因特网接入电视频道接收节目打电话或者是可视电话。
越来越多的电子数字设备专为家庭或客厅设计，而且消费者喜欢 将音视频节目从电脑复制到家庭数字娱乐系统中。这些习惯的改变，加速了电脑与电视的整合。在中国，三网已经开始进行融合， 这对电力线通讯（Power Line Communication--PLC）需求也就越来越强烈。电力猫的出现，则是PLC技术的最新发展。什么是电力猫？即“电力线通讯调制解调器”，是通过电力 线进行宽带上网的Modem的俗称。使用家庭或办公室现有电力线和插座组建成网络，来连接PC，ADSL modem，机顶盒，音频设备， 监控设备以及其他的智能电气设备，来传输数据，语音和视频。它具有即插即用的特点，能通过普通家庭电力线传输网络IP数字信号。  ZINWELL兆赫ZPL-210电力猫[1]
发展历程
电力线通信技术出现于20世纪20年代初期。应用电力线传输信号的实例最早是电力线电话，它的应用范围是在同一个变压器的供电线路以内，将电信号从电力线上滤下来。1991年美国电子工业协会确认了三种家庭总线，电力线是其中一种。1997年10月，Northern Telecom公司宣布进行数字电线技术的开发，这项技术将使电力公司能够在电力线上以1Mbps的速度传送数据和话音业务。后来西门子的PLC技术将电力线总线的家庭扩大到小区的电信接入网端口，而且能以1Mbps的速率传输数据。
技术进展后来逐渐加快。由思科、英特尔、惠普、松下和夏普等13家公司成立“家庭插电联盟”（HomePlugPowerline Alliance），致力于创造共同的家用电线网络通讯技术标准。
欧洲也不示弱。在德国汉诺威信息技术大展上，德国电力工业巨头RWE电力公司推出了名叫电力网的新技术，这种新的传输技术将能通过电源线路传输各种互联网数据信号，从而大大推进互联网的普及。用户只需花上几分钟时间，把特制的调制解调器与普通的电线插口相接，就可以上网浏览，速度也可达到每秒2兆比特的宽带标准。德国联邦议院议会上院新近通过一项议案，批准使用能使互联网信息通过电力线和墙上电源插座传输的技术。
日本将在2001年内制定出连接装置的技术标准。日本九州电力公司和东京电力公司与三菱电机、富士通、松下电器等合作，开发通过电力线路传送和接收图像的技术，并定于2001年内推出实用产品。
在中国，20世纪40年代已有日本生产的载波机在东北运行，做为长距离调度的通信手段。从1999年起，中国电科院就开始对高速PLC进行研究，并在2001年8月，在沈阳建立了第一个实验网络。又从2001年12月起，国电通信中心开始组织国内外厂商在北京居民区开展PLC应用试验，这些公司包括韩国的Xeline（14Mb/s系统）、瑞士ASCOM公司（4.5Mb/s系统）、美国Leap公司（14Mb/s）、西班牙的DS2公司.福建电力试验研究院（10Mb/s系统），以及电科院（14Mb/s系统）等。中国福建省电力试验研究院研制成功“数字化输电线路技术“的核心产品——电力调制解调器及多个相关产品，其传输速率达到10M。同时国电通信中心采用国内外电力线通信(PLC)组网设备，在北京某生活小区成功地进行了lnternet接入试验，并获得了较理想效果。随着研究的深入，PLC也向更高速率发展。例如将速率提高到100Mb/s，甚至200 Mb/s。届时，高速PLC将为宽带接入通信作出更大贡献.
现状
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。
中国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成了一个以北京为中心覆盖全国30个省（市、区）的立体交叉通信网。整个中国电力通信的发展，从无到有，从小到大，从简单技术到当今先进技术，从较为单一的通信电缆和电力线载波通信手段到包含光纤、数字微波、卫星等多种通信手段并用，从局部点线通信方式到覆盖全国的干线通信网和以程控交换为主的全国电话网、移动电话网、数字数据网，无不展现出电力通信发展的辉煌成就。随着通信行业在社会发展中作用的提高，以电力通信网为基础的业务不再仅仅是最初的程控语音联网、调度时时控制信息传输等窄带业务，逐渐发展到同时承载客户服务中心、营销系统、地理信息系统（GIS）、人力资源管理系统、办公自动化系统（OA）、视频会议、IP电话等多种数据业务。电力通信在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥了应有的作用，并有利的保障了电力生产、基建、行政、防汛、电力调度、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、计算机通信、电网调度自动化等通信需要。虽然电力通信的自身经济效益目前不能得以直接体现出来，但它所产生并隐含在电力生产及管理中的经济效益是巨大的。同时，电力通信利用其独特的发展优势越来越被社会所重视：
（1） 近67万km的35kV及以上输电线路是架设电力特殊光缆的极好资源，经济、快速、安全、可靠；　
（2） 遍布全国各大城市的电缆管道和电杆是建设光纤接入网的极好资源；　
（3） 电力线通信（PLC）技术的日益成熟，为用户接入提供了首选手段；　
（4） 其它具有电力特色的技术，如无源光纤接入、无线宽带、多点扩频系统等，使电力资源得到充分有效的利用和发挥。
展望
传统的电力线载波通信（PLC）主要利用高压输电线路作为高频信号的传输通道，仅仅局限于传输话音、远动控制信号等，应用范围窄，传输速率较低，不能满足宽带化发展的要求。目前PLC正在向大容量、高速率方向发展，同时转向采用低压配电网进行载波通信，实现家庭用户利用电力线打电话、上网等多种业务。国外如美国、日本、以色列等国家正在开展低压配电网通信的研究和试验。由美国3COM，Intel，Cisco，日本松下等13家公司联合组建使用电力线作为传送媒介的家庭网络推进团体--"Homeplug PowerlineAlliance"，已经提出家庭插座（Home Plug）计划，旨在推动以电力线为传输媒介的数字化家庭（DigitalHome）。我国也正在进行利用电力线上网的试验研究。可以预见，在将来人们可以使用电力线实现计算机联网及Internet接入、小区安全监控、智能自动抄表、家庭智能网络管理等业务，以低压电力线为传输媒介的载波通信技术必将得到更为广泛的关注和研究。未来的PLC应该能实现通信业务的综合化、传输能力的宽带化和网络管理的智能化，并能实现与远程网的无缝连接。
目前，还存在以下两个方面的问题有待进一步研究：
（1）硬件平台：主要包括通信方式的合理选择、通信网络结构的优化选择等。扩频方式、OFDM技术和多维网格编码方式各有优点，哪一种适合低压网还有待研究，或者也可以采用软件无线电的思想为这三种方式提供一个统一的平台。电力网结构非常复杂，网络拓扑千变万化，如何优化通信网结构也是值得研究的问题。
（2）软件平台：主要包括进一步研究PLC通信理论，改进信号处理技术和编码技术以适应PLC特殊的环境。除了研究适合电力线通信的调制技术、编码技术外，还需要研究自适应信道均衡、回波抵消技术、自适应增益调整等，这些技术在低压PLC对保障通信尤为重要。（3）网络管理问题：除了上网、打电话外，低压电力线还可以完成远程自动读出水、电、气表数据；永久在线连接，构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统；构建的医疗急救系统等等。因此利用电力线可以传输数据、语音、视频和电力，实现"四网合一"，也就是说家中的任何电器都可以接入到网络中，和骨干网连接。但是如何实现四种网络的无缝连接，以及由此带来的非常复杂、庞大的网络管理问题需要进一步的研究。
基本原理
在发送时，利用调制技术将用户数据进行调制，把载有信息的高频加载于电流,然后在电力线上进行传输；在接收端，先经过滤波器将调制信号取出，再经过解调，就可得到原通信信号, 并传送到计算机或电话，以实现信息传递。PLC设备分局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。具体的电力线载波双向传输模块的设计思想：由调制器、振荡器、功放、T/R转向开关、耦合电路和解调器等部分组成的传输模块，其中振荡器是为调制器提供一个载波信号。在发射数据时，待发信号从TXD端发出后，经调制器进行调制，然后将已调信号送到功放级进行放大，再经过 T/R转向开关和耦合电路把已调信号加载到电力线上。接收数据时，发射模块发送出的已调信号通过耦合电路和T/R 转向开关进入解调器，经解调器解调后提取原始信号，并将原始信号从RXD 端送到下一级的数字设备中。
电力线通信的网络接口
电力线通信设备常用的接口如下：
RJ-45接口
RJ-45接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由IEC（60）603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置（8针）的模块化插孔或者插头。
USB接口
USB（Universal Serial Bus）通用串行总线是由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC等几家大厂商发起的新型外设接口标准。USB1.1的传输速度12Mbps，USB2.0可达480Mbps；电缆最大长度5米。USB电缆有4条线，其中2条信号线，2条电源线，可提供5伏特电源。USB电缆还分屏蔽和非屏蔽两种，屏蔽电缆传输速度可达12Mbps，价格较贵，非屏蔽电缆速度为1.5Mbps，但价格便宜；USB通过串联方式最多可串接127个设备；支持即插即用和热插拔。
电力线通信的调制方式
电力线通信通常采用的调试方式为OFDM，即正交频分复用。OFDM是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施，HpmePLUG 1.0的规范覆盖4-21MHz的通信频段，在这个频段内划分了84个OFDM通信信道。OFDM的原理是几个通信信道按90度的相位作频分，这样的结果是当某一个信道波形过零点时相邻信道的波形恰好是幅值最大值，这样就保证了信道间的波形不会因外来的干扰而交叠、串扰。 [2]