面向家庭的宽带网络技术最新发展

　　电力线通信（PLC）是指通过架设在电力线杆和布置于室内的电力线进行通信，即利用专用调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。利用电力线进行载波通信是一种很成熟、在电力系统内部通信中应用很广的老技术，但这种通信频带窄（日本《无线电法》规定只能使用10-450kHz频带）、传输速度慢。要想提高传输速度就必须增加带宽，这就是近年来提出的电力线宽带通信技术（BPL：Broadband over Power Line）。
　　
　　电力线宽带通信技术
　　
　　2002年4月日本总务省设立了“电力线通信设备研究会”，探讨追加2-30MHz的可行性。增加带宽后，就有可能将其传输速度最大提高至200Mbit/秒。该研究会进行了实地试验，测量了有可能干扰2-30MHz频带无线通信的泄漏电波。
　　但结果却并不理想。泄漏电波强度太高。某些情况下，甚至超过了不需许可即可使用的小型无线电设备（无线电收发机、无绳麦克风和无绳电话等）的规定值。基于这种结果，该研究会最后得出结论说：扩大频带为时尚早。
　　然而，日本总务省并非已经放弃PLC技术的实用前景。该研究会的报告中指出“由于有望在技术上取得进展，因此必须继续进行研究开发”，对未来前景寄予厚望。
　　实际上，减小泄漏电波的技术开发正在稳步进行。由于电力线一般都是双股结构，因此如果两股电力线的电阻差（平差）较大，泄漏电波就会增加。因此，提高平差是一种行之有效的方法。另外，在信号调制方式上，也正在根据其特点探讨分类使用的可行性。
　　调制方式也在不断改进。使用宽带的PLC通信将采用被称为OFDM（正交频分复用技术）的调制技术，该技术使用多个载波（传输数据的载波）传输数据。通过改进OFDM，根据传输线路的噪音强度动态地发送合适的载波技术正在不断成熟。该技术称为自适应OFDM，比如使用的时候某些特定频带可以完全不发送载波。
　　不过，该技术并不能保证完全解决噪音问题。研究人员指出，由于即便不使用某些特定载波，也会存在一定的能量，因此最多也许只能降低30bB的无线电噪音。因此，在措施上还要求采用消除特定频带的陷波滤波器（Notch Filter）。
　　另一个疑问是自适应OFDM是否真的能够传输合适的载波。由于调制解调器要根据所检测到的传输线路噪音控制功率强度，因此如果附近有弱电波接收机，调制解调器显然是无法发现这些设备的。而且有的无线设备还组合使用弱信号和强信号。无论哪种情况，都必须在控制技术方面再多下一番功夫。
　　然而，电力线通信中泄漏的电磁波不仅仅是无线电噪音。和那些已经有相应频带的其它无线通信方式相比，电力线通信的地位相当尴尬。由于2-30MHz频带已经被全部分配出去，因此问题已经不仅仅是消除特定频带了，而是必须把所有频带中的泄漏电波强度控制到很低的水平。如果严格遵守这一要求的话，“最低噪音”的标准将非常苛刻。由于必须达到不干扰其它所有的无线通信，因此原则上就要求噪音强度要达到与自然界原始强度相同的水平。因为即便是微弱无线电设备产生的限制电流强度，如果距离较近，那么也会在被干扰的设备中产生相当高的无线电波。
　　在2002年夏季实施的实地试验中，已经证实电线杆至各家庭之间的接线和使用电力线通信服务的建筑物会向空中泄漏电磁波。人们担心会对业余无线电、短波与中波广播通信和船舶通信产生干扰。不仅日本业余无线电联盟等相关团体表示反对，专家也不断提出意见说“泄漏电磁波强度太高、会产生问题”。因此日本总务省设立的电力线通信技术研究会2002年8月曾以“技术尚不成熟”为由，推迟了有关实用问题的决策，相关研究已经被冻结。
　　但是，日本政府在2003年度的日本IT政策中允许企业对电力线通信进行研究。由此日本总务省在2004年1月有条件地解除了实地试验的禁令，再次着手对其实用前景进行探讨，并准备修改日本的《无线电法》。日本总务省附加的条件包括：（1）采用可减轻电磁波泄漏的技术；（2）不能对其它通信和周边设备产生干扰；（3）带宽限定在2～30MHz之间。
　　截止到2004年8月26日，共获准在14家服务商的28种设备中进行实验。
　　东京电力和松下电工等7家日本企业都在加紧进行将家庭电力线用作互联网接入线路的电力线通信实地试验。正在进行电力线通信实地试验的包括东京电力和九州电力两家电力公司，以及日本PREMINET、日本LINECOM、松下电器产业、松下电工和三菱电机等5家产品厂商及设备集成商。试验地点总计13个。其中11个位于关西地区及九州等西日本地区。
　　电力线通信将家庭电力线（电灯线）用作通信线路。通过把电力线通信调制解调器连接线插到电源插座上，就能将电力线用作访问互联网的线路。其特点是通过在10-30MHz左右的大带宽中加载信号，实现数十Mbit/秒的高速通信。
　　日本NEC于2004年7月12日宣布将开始对利用室内电力线的通信技术“电力线载波通信”（PLC）进行实证实验。实验中使用的调制解调器由东洋通信机生产，速度达到业界最大的200Mbit/秒。实证实验将利用位于大阪府茨木市的关西电力管内设施。
　　PLC是一项不论在任何地方只要有电源插座、只需插上信息插头即可实现通信的通信技术，人们希望该技术能在网络家电的普及上起到关键性作用。NEC进行实证实验的高速PLC将使用2-30MHz的高频带。该频带有可能会对业余无线电波等其它无线电波造成干扰，目前仅允许以开发泄漏电场降低技术为目的的实验在2005年3月前使用。
　　日本东京电力公司从2004年9月1日起到2005年3月底，在该公司的住宅内进行最高速度为200Mbit/秒的电力线通信（PLC：power line communication）实验。东京电力表示，200Mbit/秒为目前全球最快的电力线通信速度。东京电力已开始在公司住宅等4处进行电力线通信的现地实验。在开发200Mbit/秒调制解调器的同时，该公司已经向日本总务省关东综合通信局申请了在住宅中的两处进行实验。实验将使用住友电工开发的200Mbit/秒电力线通信调制解调器，验证集中住宅中减少电磁波泄漏的技术等。
　　东京电力对于电力线通信技术十分积极。东京电力光网络分公司总裁表示："希望2005年秋季开始提供电力线通信商用服务"。该公司打算利用其FTTH（光纤到家庭）服务将光纤拉到用户家中，并利用电力线通信建立家庭内部LAN。
　　目前，东京电力、关西电力等各电力公司与松下电器产业等家电厂商已经开始了实证实验。各公司的目标是PLC利用的2-30MHz的高频带的解禁。如果实验结果证实该频带对其它无线电波没有影响的话，将大大提高解禁的可能性。
　　日本本多电子公司于2004年6月开发出降低共模噪声的技术，该技术可应用于调制2-30MHz频带信号的电力线调制解调器。关键技术有两个：（1）该公司与NEC共同开发出面向2-30MHz频带电力线调制解调器的变压器和共模扼流圈（CMC）；（2）本多电子对收发模拟电路进行了改进。通过上述措施，不仅降低了将电力线调制解调器插入插座时发生的对连接到该电力线的其它设备产生影响的共模噪声，并且提高了接收灵敏度。由于采用了新开发的变压器和CMC的调制解调器，该试制品与以往的试制品比较，以下方面得到改善：（1）描述共模噪声强度的共模电流减小约34dBμA；（2）描述接收灵敏度的变压器输出电平提高约11dBμV/10kHz。这意味着电力线的泄漏电场减至以往的约1/50。