PLC技術，俗稱"電力線上網"，英文為Power Line Communication,簡稱PLC，是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式，以前該技術只作為長距離調度的通信手段，隨著Internet技術的飛速發展， 利用220V低壓電力線傳輸高速數據的價值越來越為人們所重視，因為它具有不用布線、覆蓋范圍廣、連接方便的顯著特點，被認為是提供"最后一公里"解決方案最具競爭力的技術之一。
一、 PLC技術的起源及發展
英國NORWEB通信公司在1990年就開始對電力載波通信進行研究，1995年，該公司又與加拿大Nortel公司聯手，共同開發這項新技術。1996年9月在CIGRE大會期間向各國代表展示了技術原理和演示產品，提供了在曼切斯特進行20戶小范圍試驗的錄像資料，傳輸速率達到1Mbps ，利用包交換規約以及先進的網絡調制技術，可以實現數字化聲音和數據傳輸，但由于資金上的原因，于1999年放棄該項工作；1998年，美國lntelogis公司推出了passPort商業化PLC產品，用于戶內聯網，最高速率為350kbps。由于技術不成熟，亦未能大規模商用，以使PLC技術在研究和改進中發展。到2001年初，PLC專用芯片制造技術的進展明顯加速，美國lntellon公司用于戶內聯網的14Mbps芯片達到實用水平；歐洲西班牙DS2公司的芯片速率也達到45Mbps；隨之，許多國家的研究機構開展了PLC技術的研究和開發，如美國的Intellon、Inari(Intelogis)、ITRAN等公司，韓國的Xeline公司，歐洲的ASCOM、Polytrax等公司，PLC芯片的傳輸速率從1Mbps發展到2Mbps、14Mbps、45Mbps。
瑞士ASCOM公司1998年開始進入PLC技術研究領域，1999年在德國RWE公司實驗取得成功，2000年與歐洲、東南亞以及拉丁美洲的20個大型企業或電信運行商聯合建設了實驗系統，試驗的用戶數超過2000個，并全部取得了成功。
德國RWE電力線通信公司（RWE Powerline GmbH）從1997年開始與瑞士ASCOM公司合作開發PLC產品，1999年漢諾威展覽會上展出了樣機，2000年5月開始進行200戶的現場試驗。2000年11月起在德國埃森RWE Plug公司總部大廳開放PLC演示樣板間。2001春季推出了RWE PowerNet（PLC上網）、RWE PowerSchool（PLC學校聯網）和RWE eHome（智能家庭自動化）三項業務及相應產品。自2001年7月1日起正式開始商用化，致力于德國電力線接入市場的運營、數字化家居的建設以及電力線數字學校的建設和運營。RWE電力線寬帶接入產品在德國的Essen(埃森)安裝了1500戶。從而使RWE公司成為世界上首家宣布實現PLC接入系統商業化運營的企業，同時德國也是迄今為止世界上唯一允許PLC進入商業化運行的國家，并頒布了有關法律（NB30）。RWE公司的PLC接入系統提供的數據服務是上行、下行對稱的，最大為2Mbps，為多用戶共享帶寬；德國電信的ADSL提供的是不對稱服務，下行為768Kbps, 上行為128 Kbps，為每個用戶專用帶寬。從最高接入速率上看，RWE的PLC系統下行接入速率比ADSL快3倍，上行速率快15倍。和ISDN相比，PLC的接入速率快70倍。2002年RWE計劃推出IP電話業務，并深入研究開展視頻會議、視頻點播、網上電視、網上廣播等業務。
韓國Xeline公司成立于1999年5月，它的前身是韓國Keyin Telecom公司。主要業務是開發、制造、銷售基于PLC的產品和網絡解決方案。在2001年3月在德國漢諾威舉辦的CeBIT 2001展覽會上，推出PLC產品解決最后一公里接入、家庭網絡應用解決方案。在韓國漢城建立了與互聯網相連接的示范點，實現了同步互聯網接入的家庭聯網、文件共享和MP3音樂播送。目前，該公司除在漢城外，還在德國、日本、美國、中國等地建設了PLC試驗點，產品傳輸速率從1Mbps到32Mbps。
隨著PLC技術的發展，相繼成立了相關的國際性PLC組織，例如 (HomePlug Powerline Alliance)、電力線通信技術論壇（PLC Forum）和電力線作為可供選擇的本地接入系統協會PALAS (Powerline as an Alternative Local Access)等。其中HomePlug電力線聯盟由思科系統、英特爾、惠普、松下和夏普等13家公司于2001年4月成立，致力于創造共同的家用電線網絡通訊技術標準。美國Advanced Micro Devices(AMD)、美國Conexant Systems、美國Enikia、美國Intellon、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。目前，HomePlug電力線聯盟已有90家公司參與該組織標準的制定工作，并已制定了第一個標準草案(HomePlug 1.0 specification)。這些組織正在研究PLC技術標準、市場推進和政府管制政策等問題。
二、PLC產品的關鍵技術和接入原理
電力線不同于普通的數據通信線路，當作為一種數據傳輸的媒介時，遇到許多干擾：首先，電力線上有許多不可預料的噪聲和干擾源，如吸塵器、開關電源、電冰箱、洗衣機等，其次，電力線通訊具有時間上不可控、不恒定的特點。與信號潔凈、特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器、音響設備，這些設備任何時候都可以插入或斷開、開機或關閉電源，因而導致電力線的特性不斷地變化。為了克服各種干擾，電力線通信系統采用的調制技術主要是OFDM（正交頻分復用）、DMT（多載波調制）、擴頻及常規的QPSK，FSK等，為適應高速率的傳輸要求，多載波正交頻分復用將是解決傳輸頻帶利用的有效方法。
OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道是非平坦的，也就是具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。
OFDM技術有三個優點：
1、可以有效地對抗信號波形間的干擾，適用于多徑環境和衰落信道中的高速數據傳輸。當信道中因為多徑傳輸而出現頻率選擇性衰落時，只有落在頻帶凹陷處的子載波以及其攜帶的信息受影響，其他的子載波未受損害，因此系統總的誤碼率性能要好得多。
2、通過各子載波的聯合編碼，具有很強的抗衰落能力。OFDM技術本身已經利用了信道的頻率分集，如果衰落不是特別嚴重，就沒有必要再加時域均衡器。通過將各個信道聯合編碼，則可以使系統性能得到提高。
3、OFDM技術抗窄帶干擾性很強，因為這些干擾僅僅影響到很小一部分的子信道。
PLC技術主要包括以下幾個部分組成：
1、電力線網絡單元(PNU)，它負責控制電力線網絡并從單元配電網集成話務。通過適當的電信干線接口，PNU再將話務傳至饋電網絡。根據饋電網絡中使用的不同介質，PNU也可轉換來自低壓配電網的數據話務。
2、電源線網絡終端(PNT)，它為最終用戶PC或其它用戶提供適當的接口，如以太網或是USB。為了降低成本，這一獨立設備能夠和PC或其它設備相集成。
3、耦合設備(CouplingUnit)是將信號傳入線路并過濾噪音的。目前它還是一個插銷插入電插座的相對獨立的設備，今后它可能會和PLC調制解調器集成于一體。PLC調制解調器和PC內的耦合設備的集合體有一天將使PC可以直接在網上運行。
配電網是一種共享介質，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，它則轉化為與一個變壓器相連的大約100到200個用戶。PLC系統能夠在1Mbps的最佳傳輸速率下支持80個用戶，這一比例是足夠的。由PLC技術支持的客戶，需要具備一個技術條件，具有很強的帶寬分配能力的介質接入控制(MAC)層。這就使電源線網絡不僅僅能夠支持80個Internet用戶的數據往復交換，而且能夠靈活地適應以不同速率傳輸的上行和下行數據。
用戶通過PLC Modem聯結到戶內電源插座，通過電力線聯接樓宇配電變壓器端的PLC主控設備，完成"最后一百米"的接入。用戶只需裝設一臺PLC-Modem，不用撥號，就能在線地接收和發送Internet信息。
三、電力線上網的優缺點
用電力線作家庭總線有其顯著的優點：成本低、施工方便、一線兩用，價格低廉，延伸方便。電力線在家庭、公司及各種場所處處可達，比電纜甚至是固定電話網絡更是廣泛。例如，用戶能自由選擇在家中任何有電插座的角落上網，用量多大都不必擔憂電話費，也不用花錢鋪設更多電話線。一個民用220V線路的變壓器只覆蓋一定范圍內的用戶，所以在同一條電力線上的資源不會因為用戶太多而降低效率。在用戶較少的情況下，可以把幾個變壓器線路區域內的用戶聯在一起，提高服務器的利用率；如果用戶增多了，不同變壓器區域內的用戶又可以分開，使用本區域的主服務器，可使資源的利用率始終保持在較高的水準。
電力線傳輸所存在明顯的缺點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，但電力系統的基礎設施并不具備提供高質量數據傳輸服務的功能，而且，使用電力線來進行通信經常會發生一些不可預知的錯誤。家庭電器產生的電磁波會對通信產生干擾，這種聯網方式也會影響短波收音機等。另外，供電網上網服務，是一種 "共享帶寬" (shared bandwidth)的技術，用戶上網時的速度，取決于當時會有多少用戶上網。如果很多用戶同時上網，傳輸速度相對就較慢。
四、我國PLC技術的發展現狀
我國研究PLC技術起步較晚，但發展速度較快。中國電力科學研究院自1997年開始研究PLC技術，主要考慮PLC技術用于低壓抄表系統，傳輸速率較低。1998年開發出樣機，并通過了試驗室功能測試，1999年在現場進行試運行，獲得了產品登記許可。1999年5月開始進行PLC系統的研究開發工作。主要對我國低壓配電網絡的傳輸特性進行了測試，并對測試結果進行了數據處理和分析，基本取得了我國低壓配電網傳輸特性和參數，為進行深入研究和系統開發提供依據。2000年開始引進國外的PLC芯片，研制了2Mbps的樣機，2001年下半年在沈陽供電公司進行了小規�，F場試驗，實驗效果良好，并于6月20日在沈陽通過驗收。驗收委員會通過現場檢測認為，該實驗從中國配電網的實際傳播特性出發，對電力線通信技術的理論、實際應用和工程技術進行了開創性研究，在國內率先研制成功2Mbps和14Mbps高速電力線通信系統，建立了我國第一個電力線寬帶接入實驗網絡；實現了自家庭至配電開關柜的高速電力線數據通信，并將辦公自動化系統延伸至家庭。該實驗的成功標志著我國已經全面掌握了高速電力線通信的核心技術，具備了研制生產這種技術實用化設備的能力。據悉，今年年底以前將建成200戶的試驗網絡。
深圳國電科技有限公司是國家電力公司直屬企業，2000年初就開始研制戶內PLC產品，目前，采用美國Intellon公司的14Mbps芯片研制的用于戶內聯網的PLC產品也在小范圍試驗。下一步準備采用DS2公司的45Mbps芯片，研制傳輸速率達到20Mbps的戶內PLC聯網設備。
福建省電力公司科技部2000年初立項，研究利用PLC技術控制家用電器的科技項目，2001年取得了一定進展，采用傳輸速率為10Kbps的PLC模塊，可控制家用熱水器、DVD等家電的開啟。目前，采用美國Intellon公司14Mbps芯片，正在研發傳輸速率達到10Mbps的PLC戶內家電控制產品。
國電通信中心為落實國電公司領導對PLC技術的研發應用進行統一組織、統一管理的要求，在國電公司科環部的支持下，加快了PLC技術應用的推進速度，于2001年9月在國家電力公司宿舍區建立了PLC實驗室，組織國內外PLC廠商的產品，分別進行測試試驗。首先采用韓國Xeline公司研制開發的32Mbps芯片的PLC組網設備，在北京居民小區進行Internet的接入試驗，在高層建筑（16層-23層）的14戶居民家中安裝了PLC調制解調器，每戶居民均實現了通過電力線上Internet網，試驗網絡運行穩定，家電的使用對上網基本沒有影響，上網靜態畫面穩定，動態畫面流暢，網頁登陸速度快，上網桌面速率達到2Mpbs，用戶反映良好。目前，試驗正在逐步擴大用戶數量。
預計未來數年，隨著高速上網愈來愈普及，新技術將把電線、無線和電話線這三種技術合而為一，讓使用者通過高速網絡連線，輕松將計算機、各種電子裝置、安全系統和家電串連成家庭網絡。
五、電力線通信（PLC）的產品測試
1、測試內容
2001-2002年，電力線通信（PLC）產品測試由中電飛華公司與韓國Xeline公司、瑞士ASCOM及中國福建電力研究院共同合作，在北京建立國內居民小區的典型測試環境，由產品廠家提供PLC產品，對三家公司生產的PLC網絡設備進行本地化測試。
測試中針對國內目前的低壓配電網的特點，驗證各廠家PLC產品的可用性和實用性。同時，在小區居民樓內建立試驗網絡做試運行。
選取部分住戶作為用戶試運行1～2個月，然后向用戶調查PLC的使用狀況和對各方面性能的滿意程度。
2、測試環境
為了方便安裝試驗，產品測試選取了北京的三個電力小區，均位于廣安門附近，包括廣華軒、華景苑和善果胡同小區。其中在廣華軒小區中將3號樓1602房間作為試驗室，在房間內建立了專門用于PLC產品測試的實驗環境。房間內部與普通居民家庭布置相同，添置了一般家庭擁有的家用電器，如電視機、電冰箱、洗衣機、微波爐等。這些電器可用于測試在電力線負載較大或負載發生變化時，是否對電力線數字信號傳輸產生影響。
PLC產品測試選擇的接入樓宇有新建高層住宅、舊的高層住宅和六層的樓房，都是典型的小區樓宇，具有一定代表性。若通過PLC可成功實現Internet接入，則說明該產品也可應用于其他類似的小區居民樓。
3、測試的PLC產品介紹
本次測試使用的PLC產品是由各產品廠家提供，包括局端設備（Master）和用戶端設備（PLC Modem）。
韓國Xeline
韓國Xeline的局端設備相當于PLC交換機，具有二層交換功能，尺寸也與常用的交換機相近。Xeline的局端設備最大可以帶180個用戶，擴展方便。該設備是通過MAC地址實現對用戶的管理。局端設備有兩個RJ45接口，可以作為上行接口接入網絡的交換機或路由器的端口；板卡上的串口連接信號線，通過耦合器將信號耦合到電力線中，再傳輸到用戶終端PLC Modem上。每個串口可以支持多個PLC Modem，實現同一房間內的多個計算機同時上網。
用戶終端PLC Modem外觀與外置的雙絞線撥號Modem相近，有一個電源插頭同時用于接收電能和高速信號，以及一個RJ45接口與PC機的網卡相連。同一住戶的多臺PC機各連一個PLC Modem，通過室內的電力線就可以組成小型的家庭局域網。
Xeline的PLC設備采用OFDM調制技術，使用頻段為2M～30MHz，傳輸帶寬可達10Mbps。
瑞士ASCOM
瑞士ASCOM的產品最為成熟，在世界上很多國家作過測試，德國RWE公司使用ASCOM產品已經進入正式運營階段。該產品不僅有上網高速功能，還可為用戶提供語言服務，使用普通的電話機就可以通過電力線撥打IP電話。
ASCOM的產品較多，用于不同的低壓配電網結構。設備分為室內設備和室外設備，使用不同頻段。室外設備使用1.6M～12MHz，室內設備使用15M～30MHz。設備的調制采用GMSK技術，3載波方式，速率是4.5Mbps。設備配有較完備的網絡管理系統，可對局端和用戶終端實現遠程監控。
測試中主要用到了室內的局端設備APM-45i和終端設備APA-45i兩種產品。
福建電力研究院
福建電力研究院已研制出PLC設備，在北京的測試網絡正在運行中。
研究院的PLC設備同樣分為局端和終端設備，采用美國Intellon公司生產的芯片，速率為10Mbps。研究院的設備與Xeline的產品及組網方案相似，用戶終端Modem采用USB接口，直接連接計算機。
4、測試性能
三處電力小區的PLC試驗網絡建成后，共有61個用戶的PC機實現Internet接入，速率為500K～1Mbps，可提供網上瀏覽、VoD點播、遠程教育、網絡游戲、IP電話等服務。
在某網站上在線觀看經過壓縮的.rm視頻文件，文件帶寬在200Kbps時，畫面流暢，聲音清晰，可以正常觀看。PLC試驗網絡在測試中運行穩定，沒有斷線現象。電視機、電冰箱、洗衣機等常用的家用電器的打開和關斷等操作對網絡的使用沒有明顯的影響。
PLC試驗網絡接入速度較快，遠遠超過普通撥號和ISDN，已達到ADSL的速率水平。電信的ADSL上網方式承諾用戶速率512Kbps，但部分使用者反映實際速率達不到該值，通常只有100K～150Kbps。從網絡性能測試結果來看，PLC寬帶接入已經超過了中國電信ADSL接入的速度水平。
六、應用及前景
我國寬帶小區使用的接入方式目前主要是HFC，xDSL和以太網接入。傳統的寬帶運營商，如中國電信擁有接入網資源和終端用戶資源，采用xDSL的接入方式；新興的寬帶運營商，本身無固有的接入網資源，主要采取的是和房地產商合作的方式，搭建以太網，實行以太網接入方式。
與上述各種寬帶接入技術相比，PLC接入則具有得天獨厚的優勢。首先，低壓配電網是現有的電力基礎設施，覆蓋面最大，無需新建線纜，降低施工費用；室內電源插座安裝簡單、設置靈活，為用戶實現寬帶互聯帶來極大的方便；帶寬較寬，可滿足當前一段時間寬帶接入業務的需要。因此，是國內最適合采用的寬帶接入技術。
國家電力公司正在實施電力通信信息重組，加快組建電通公司，申請基礎電信業務經營許可。現有的配電網絡和日漸成熟的PLC寬帶接入技術是電通公司得天獨厚的優勢，有利于快速獲得基礎電信業務經營許可。PLC是一項依托于電力基礎設施的通信技術，只有電力系統才有條件對該項技術進行研發、生產、銷售、應用等全過程的實施。PLC技術的應用可以提升電通公司的市場競爭力，為全面進入電信市場打下基礎。
利用電力桿塔、溝道等資源優勢，加快建設覆蓋面較大的城域光纖網，實現光纖到樓；結合PLC技術，直接使用樓內的低壓配電網實現寬帶接入通信。這種寬帶接入方式不需要重新架設線路，不僅可以縮短建設周期，還可大大降低網絡運營成本，使電通公司以最快的速度進入電信市場。
在發展的初期，PLC寬帶接入技術可為用戶提供Internet接入、VoD點播、遠程教育、遠程醫療、IP電話、IP傳真等服務；中期為用戶提供家電集中或遠程智能化管理、遠程抄表、報警等服務聯網；遠期提供家庭聯網服務，將室內電話網絡、數據網絡、安全保密網絡、娛樂系統和家電智能化等分立的系統聯接起來，使家庭通過電力線實現視頻、語音、高速Internet接入等服務，從而實現"四網合一"。
七、關于使用PLC的若干問題的解答
1、用電線來上網會不會有觸電的危險？會不會對我的電腦造成損害？
答：PLC技術利用220V電壓的電力線傳輸數據信號。使用過程中，用戶不免會擔心是否會損壞計算機，甚至威脅到人身安全。PLC設備采取了多種保護措施來確保設備使用的絕對安全：
⑴用線圈的耦合原理將高頻信號耦合到電力線中并從電力線中分離，PLC設備中數據信號的傳輸線路不與220V電線直接連接。
⑵電路設計中，強、弱電路分開設計，保證信號線路中不會出現高電壓。
⑶PLC設備電路中設置過壓保護裝置，避免由于感應或短路造成對計算機和用戶的傷害。
2、要用PLC來上網需要增加什么設備呢？
答：用PLC上網需要增加的設備有兩種：需要PLC的局端設備以及PLC調制解調器。其中，PLC調制解調器放置在用戶的家中，局端設備一般放置在樓宇的配電室內。一臺局端設備可以拖帶數十臺PLC調制解調器。
3、用PLC能達到多大的網速呢？
答：一般不同廠家生產的PLC設備能達到的速度有所不同，瑞士Ascom公司生產的PLC產品能達到的最大速率為4.5Mbps，韓國Xeline和我國福建電科院的產品最大速率為14Mbps，而西班牙DS2的產品能達到45Mbps。
4、我的電腦怎么和PLC調制解調器連接？
答：通常，PLC調制解調器都帶有10/100M的RJ-45以太網接口和USB接口。具有以太網卡和USB接口的計算機都可以非常方便的與之進行連接。
5、 PLC的傳輸距離如何？
答：當電力線空載時，點對點PLC信號可傳輸到幾公里。但當電力線上負荷很重時，只能傳輸一二百米。目前來講，PLC還不適合長距離的數據傳輸，但如果只在樓宇內應用，解決"最后一百米"的入戶問題，還是完全可以勝任的。
八、其它信息：
1、國電通信中心于2002年4月10日發出了電通總綜[2002]36號《關于加強電力線通信技術研究開發和試驗工作管理的通知》的文。主要內容摘錄如下：國家電力公司系統的PLC推進工作由科技環保部牽頭，國電通信中心承擔統一組織協調系統內各網省公司及科研院所開展技術研發、現場試驗等工作。PLC推進工作的戰略部署是：由國電通信中心先行試驗，摸索經驗，打下基礎，然后再向系統全面推廣。
目前，PLC技術在我國的應用還處在試驗階段，還未形成適合我國國情的成熟產品，存在著缺陷和問題。PLC產品的研發、推廣和應用涉及政策法規、電網安全、電磁兼容、技術體制、準入標準等多方面的問題。對PLC產品的應用和推廣既要積極，又要慎重。因此，各網省公司對PLC推進工作的復雜性、系統性要有深深刻認識，不可急于求成，盲目進行自主開發和試驗。在電力體制改革的關鍵時刻，要首先確保電力生產的安全穩定運行和廣大電力用戶的安全，因此，PLC推進工作就更需要加強統一組織和管理。另外，還必須防止重復引進、重復試驗造成浪費。鑒于上述原因，現再次強調各單位不得隨意引進和進行PLC產品的試驗。
2、國家電力公司科技環保部提供的消息：2002年6月20日，國家電力公司在沈陽對中國電力科學研究院和沈陽供電公司共同承擔的國家電力公司重點科技項目"低壓配電網（380/220V）復合通信方式研究"組織了驗收。該項目的成功完成，標志著我國已經基本掌握了電力線高速通信的核心技術，具備了研制和生產實用化電力線高速通信設備的能力，為國家電力公司開發電力線信息資源奠定了基礎。該項目在國內率先研制開發出2Mb/s和14Mb/s電力線高速通信系統，并于2001年8月在沈陽建立了我國第一個電力線寬帶接入小區。該小區實現了自用戶家庭至配電開關柜的高速電力線數據通信，為用戶提供通過企業的內聯網訪問因特網，以及收費、公告、視頻點播等在內的數字化小區服務，并將辦公自動化系統延伸至職工家庭。實際測試結果表明該系統運行穩定，傳輸速率高，抗電網波動能力強。驗收委員會通過現場檢查和測試后認為：該項目對低壓配電網電力線通信技術在國內的應用，進行了開創性的研究工作。
