電力線上網(wǎng)（PLC）在寬帶接入中的運(yùn)用實例淺析.doc

電力線上網(wǎng)寬帶工程運(yùn)用實例淺析戴毅鳴（中國移動通信集團(tuán)福建有限公司漳州分公司，福建漳州 363000）摘 要：針對電力線上網(wǎng)產(chǎn)品的特點(diǎn)，借助其在小區(qū)及酒店兩種運(yùn)用環(huán)境下的實例，對PLC產(chǎn)品的使用性能、工程成本、商業(yè)運(yùn)營模式、網(wǎng)速、傳輸距離等進(jìn)行了分析和討論，指出PLC將有更加廣闊的運(yùn)用前景。關(guān)鍵詞：電力線上網(wǎng)；寬帶接入；使用性能；工程成本；商業(yè)運(yùn)營模式中圖分類號：TN915.853 文章標(biāo)識碼：A 文章編號：K124（2008）01-0013-04電力線上網(wǎng)PLC（Power Line Communication）又稱電力貓上網(wǎng)，是一種借助電力線傳輸高頻數(shù)字信號的技術(shù)。電力線上網(wǎng)一直存在穩(wěn)定性這一技術(shù)瓶頸，主要是電網(wǎng)負(fù)荷多變以及其它電磁信號和數(shù)據(jù)傳輸信號之間互相干擾的問題。2001年6月，基于Interlon的PowerPacket技術(shù)，利用4.5-20MHZ的頻帶，采用正交頻分復(fù)用（OFDM）數(shù)字調(diào)制技術(shù)，解決了電磁兼容等方面的難題，采用這種技術(shù)的產(chǎn)品正逐步趨于成熟并得到應(yīng)用。本文以福建省電力試驗研究院電力通訊工程研究所自行研制開發(fā)的PLC產(chǎn)品為例，主要針對PLC產(chǎn)品在小區(qū)及酒店兩種應(yīng)用環(huán)境下的產(chǎn)品性能、工程應(yīng)用、商業(yè)運(yùn)營模式等3方面進(jìn)行研究和探討。收稿日期：2007-11-08作者簡介：戴毅鳴（1968-），男，福建漳州人，工程師，研究方向：數(shù)據(jù)綜合接入應(yīng)用。1電力線上網(wǎng)（PLC）技術(shù)從目前來看，基于Ethernet技術(shù)的寬帶接入仍然是主流技術(shù)，但隨著電力網(wǎng)絡(luò)的完善和終端產(chǎn)品的價格降低，電力線上網(wǎng)模式將有更廣泛的應(yīng)用前景，也就是電力線上網(wǎng)“1110m”的新模式?！?000m”指接入干線，從骨干網(wǎng)到大樓的距離，一般就是FTTB；“100m”指到房間的距離，是每棟大樓都已經(jīng)現(xiàn)成的電力網(wǎng)；“10m”指從墻壁到計算機(jī)的距離，由電力貓實現(xiàn)傳輸。電力路由器或電力橋集器位居“1000m”和“100m”之間；電力貓位居“100m”和“10m”之間。從“1110m”的模式中我們可以看出，“100m”是現(xiàn)成的，不需要任何投資；“10m”就是電力貓，由制造商提供，獲得和安裝相當(dāng)便捷；“1000m”由ISP提供。在其他上網(wǎng)方式中，“100m”不可避免，而且是投資最大、實施難度最大的部位。而電力線上網(wǎng)不需要這部分投資，不對住宅進(jìn)行大量干擾性的施工。而且在大樓中，只要電力線一處網(wǎng)絡(luò)接通，整棟大樓即刻數(shù)字化，變成處處可以上網(wǎng)的大樓。電力線上網(wǎng)最大的好處就是有效避免了“100m”段的投資和施工，簡單便捷一通百通1。1.1主要性能特點(diǎn)1）具有即插即用的特點(diǎn)；2）作為布線、無線等接入方式以外的新選擇,具有應(yīng)用范圍廣泛、不受條件限制、快速靈活組網(wǎng)的特點(diǎn)；3）應(yīng)用于住宅小區(qū)居民上網(wǎng)和商務(wù)寫字樓的局域網(wǎng)等施工環(huán)境，不需布線到各戶，不必破壞室內(nèi)原有裝修，可按用戶需求量逐戶接通，可大大降低初期投資成本；4)操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有很好的容錯能力；5)設(shè)備體積小，重量輕，性能價格比高；6）起點(diǎn)高，技術(shù)新，網(wǎng)絡(luò)延伸廣，具有廣闊的市場前景。1.2技術(shù)參數(shù)工作電壓：220V10%，50Hz；110V10%，60Hz；信號注入：單相電源注入、三相電源注入、直接注入、耦合注入等方式接口標(biāo)準(zhǔn)：FPR-10M 型電力路由器采用RJ45接口；FPC-10MA型電力橋集器采用RJ45接口；FPM-10MA型電力調(diào)制解調(diào)器采用USB接口；傳輸范圍：水平電網(wǎng)覆蓋約1500，垂直傳輸約40m，直線傳輸約250m(視電網(wǎng)環(huán)境，可有變化)。通信速率：10Mbps max；加載噪聲15dB時，大于5Mbps；網(wǎng)絡(luò)速度：每個局端下，不小于15個終端數(shù)分別可達(dá)512Kbps；網(wǎng)絡(luò)覆蓋：每個局端下，電源插座的信息覆蓋率不小于80%；頻率范圍：4.3MHz20.9MHz；環(huán)境溫度：終端，050；局端，-1055。2 電力線上網(wǎng)運(yùn)用實例分析2.1 寬帶接入的運(yùn)用實例2.1.1 小區(qū)寬帶接入實例以漳浦龍湖小區(qū)為例，整個小區(qū)有8個單元，每單元5層共10戶；其電力寬帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。在住宅小區(qū)用戶不用破壞室內(nèi)裝修的條件下，通過戶內(nèi)電力線即可在室內(nèi)實現(xiàn)局部移動寬帶上網(wǎng)。配電要求：小區(qū)內(nèi)部配電結(jié)構(gòu)及電力配線應(yīng)滿足一戶一表、電度表集中安裝.目前小區(qū)基本能滿足這個條件。網(wǎng)絡(luò)連接：光纖接入小區(qū)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，經(jīng)交換機(jī)連接出5條超五類雙絞線，分別引到1至8單元的用戶電表箱附近的5個電力橋集器，并接入橋接器的網(wǎng)絡(luò)口。橋集器的RJ11口連接信號線至用戶電表箱，信號線通過耦合器將橋集器調(diào)制的信號耦合進(jìn)電表的輸出（2，4）端。在當(dāng)前接入用戶少的情況下，采用E1專線/網(wǎng)橋方式接入到Internet交換機(jī)，今后可以考慮采用光貓直聯(lián)Internet交換機(jī)。圖1小區(qū)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)示意圖2.1.2酒店寬帶接入實例某酒店5層，每層有20間客房。在1樓、2樓和3樓的配電房內(nèi)分別安裝2臺FPR-10M電力調(diào)制解調(diào)器局端設(shè)備，該設(shè)備的廣域網(wǎng)接口（RJ45）與超五類纜線連接，另一端的電源線插入220V市電插座即可。這樣，信號就可通過電力線覆蓋整座酒店，如圖2所示。Internet連接：用戶根據(jù)需求，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供FTTB寬帶到樓方式連接到互聯(lián)網(wǎng)，目前接入用戶少的情況下，采用E1專線/網(wǎng)橋方式接入到Internet交換機(jī)。圖圖2酒店寬帶接入網(wǎng)絡(luò)示意圖2.2電力線上網(wǎng)寬帶工程應(yīng)用分析2.2.1工程實施成本分析小區(qū)寬帶接入成本評估以漳浦龍湖小區(qū)為例，一次性工程投入到每個住宅單元，每戶都具備申請安裝條件，共計80戶。該項目工程投入主要包括：終端產(chǎn)品成本、以太網(wǎng)交換機(jī)及五類線等材料費(fèi)用，設(shè)備成本：調(diào)制解調(diào)器80部按照500元/部計，橋集器4部按照800元/部計，以太網(wǎng)交換機(jī)1臺按照2000元/臺計，加上其它材料費(fèi)用總投資在6萬元左右，平均每戶成本在750元左右。 酒店寬帶接入成本評估根據(jù)酒店的需求進(jìn)行工程部署，主要包括每個客房、酒店辦公室、會議廳等應(yīng)用場所，也是工程建設(shè)一次投入，該項目工程投入主要包括：終端設(shè)備、以太網(wǎng)交換機(jī)及五類線等材料費(fèi)用，設(shè)備成本調(diào)制解調(diào)器20部按照500元/部計，橋集器3臺按照800元/部計，以太網(wǎng)交換機(jī)1臺按照2千元/臺計，加上其它材料費(fèi)用總投資在4萬元左右，平均每戶成本在2千元左右。2.2.2商業(yè)運(yùn)營模式分析小區(qū)寬帶接入投資效益評估如果每個單元的用戶實裝率達(dá)到50%以上，項目實裝用戶40戶，平均每戶的裝機(jī)成本在1千元左右。如果按照表1資費(fèi)方案計算，每戶年平均收入720元，年總收入2.88萬左右，在2年半左右可以收回投資成本。由于存在多種市場競爭因素，目前小區(qū)的實際裝機(jī)率僅在30%，項目的投資期延長到三年，如果實際裝機(jī)用戶達(dá)到80%，每戶的裝機(jī)成本可以達(dá)到600元左右，在一年半左右項目可以收回投資成本。 表1電力貓寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)資費(fèi)方案類型設(shè)備使用費(fèi)包月費(fèi)優(yōu)惠方案1優(yōu)惠方案2優(yōu)惠方案3備注個人客戶200元/戶（提供1只電力貓終端）88元/月 一次性繳半年的包月費(fèi)528元，免收設(shè)備使用 費(fèi)。實際優(yōu)惠200元/戶。一次性繳一年的包月費(fèi)720元，免收設(shè)備使用費(fèi)。實際優(yōu)惠536元/戶。集團(tuán)統(tǒng)一安裝50戶以上，一次預(yù)繳一年包月費(fèi)600元，免收設(shè)備使用費(fèi) 。實際優(yōu)惠656元/戶客戶每增加1個終端包月費(fèi)增加30元/月。單位客戶350元/戶（提供2只電力貓終端）188元/月 一次性繳半年的包月費(fèi)1128元/半年，免收設(shè)備使用費(fèi)。實際優(yōu)惠350元/戶。一次性繳一年的包月費(fèi)1800元/年，免收設(shè)備使用費(fèi)。實際優(yōu)惠806元/戶。無酒店寬帶接入投資效益評估按照酒店客房實際需要，預(yù)計同時使用用戶20戶，如果按照表1計算，酒店資費(fèi)方案采用包月費(fèi)1500元，首付一年使用費(fèi)，預(yù)計在2年半內(nèi)可以收回投資成本。提供的20個電力貓終端供其使用，酒店除了自用以外，還可以采用出租給房客獲得一定收益。 2.3.網(wǎng)速測試比較經(jīng)過對華商酒店現(xiàn)場測試結(jié)果的比較，以FTP格式傳送同樣大小的文件，PLC接入傳輸?shù)乃俣仁?00M以太網(wǎng)連接速度的1/8，這符合PLC產(chǎn)品速率特性。如表2所示。表2實際測試網(wǎng)速記錄表項目時間地點(diǎn)網(wǎng)卡文件大小速度歷時ftp:4910:303樓電力modem160M129.79k/s1225sftp:4910:103樓普通100M網(wǎng)卡160M981.46k/s168.89sping 54 -l 100009:503樓電力modem200time300(ms)ping 54 -l 1000010:003樓普通100M網(wǎng)卡15time32ftp:4911:334樓電力modem152M61.3k/s2602.73sftp:4912:204樓普通100M網(wǎng)卡152M802.39k/s198sping 54 -l 1000011:304樓電力modem250time400ping 54 -l 1000012:254樓普通100M網(wǎng)卡20time302.4傳輸距離（信號覆蓋范圍）測試比較經(jīng)過對華商酒店現(xiàn)場測試結(jié)果的比較，雖然在四樓、五樓未單獨(dú)部署橋集器，但信號仍然可以部分覆蓋，PLC的接入端在四樓仍然可以使用，然而由于距離延長信號衰減快，應(yīng)用端在四樓比在三樓傳輸速率下降一半，說明PLC的性能受線路長度和覆蓋范圍的影響是十分明顯的，這是在酒店等高層建筑組網(wǎng)時必須注意的問題。3 存在主要問題及解決方法3.1信息安全問題電力貓終端設(shè)備必須采用設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)防止外部入侵，目前網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備采用MAC地址識別技術(shù)來解決。因為共享機(jī)制的原因，在同一電力接入點(diǎn)下所有電力貓用戶的計算機(jī)間可以互相訪問，所以安全性只能在單機(jī)上進(jìn)行設(shè)定，其中涉及的安全問題還有待解決。3.2終端設(shè)備成本問題現(xiàn)有終端設(shè)備調(diào)制解調(diào)器的成本在500-550元/部，價格還比較高，是制約產(chǎn)品應(yīng)用的主要因素之一.隨著產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，終端產(chǎn)品的單價格基本上按照每年100元在下降，如果價格下降到200-250元/部，這種運(yùn)作的成本將減少到原來的一半。3.3速度問題由于受終端設(shè)備本身帶寬的限制，PLC終端的最高傳輸速率只能達(dá)到1.5Mbit/s,雖然對一般用戶可以滿足要求，但對于具有較高速率要求的應(yīng)用顯然仍無法滿足，據(jù)了解具有更高速率（14100Mbit/s）的終端產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)，傳輸速率的問題已經(jīng)可以根本解決。4 綜合效果評估綜合PLC產(chǎn)品的應(yīng)用情況，通過與其它幾種寬帶接入方式相比(詳見表3),可以看出傳輸速率和安全性方面PLC的產(chǎn)品應(yīng)用還有待提高和改進(jìn)，但在使用方便性、終端成本和工程建設(shè)難度等方面，具有比較明顯的優(yōu)勢，這也是PLC產(chǎn)品得到更廣應(yīng)用的主要動力2。表3幾種寬帶接入技術(shù)應(yīng)用的比較表技術(shù)運(yùn)用使用難易度安全性傳輸速率傳輸范圍終端成本組網(wǎng)難易度Ethernet高速寬帶難高10100Mbit/s100m高難WLAN數(shù)據(jù)/多媒體易好11Mbit/s20-500m高易HomePNA數(shù)據(jù)/多媒體