電力線通信（PLC，Power Line Communication）技術，由于利用的是電力線作為通信信號的傳輸介質，其呈現出獨有的技術特性，而這些特性正是電力線通信系統研究的重點。

一、頻率范圍

PLC技術使用的頻率范圍為2~30MHz，在這個頻段上信道的噪聲較低，對信號傳輸的影響較小。電力線上的信號衰減是隨著信號頻率的增加而增加的，在一定的傳輸距離范圍內，2~30MHz頻段內信號的衰減要低于噪聲的衰減。因此，利用調制技術可將高頻信號從電力線中分離出來。

依據我國相關國家標準GB/T 31983.11，其窄帶PLC系統應用于3kHz~500kHz頻段，對于該頻段，又從中劃分了三個頻段。依據我國相關國家標準GB/T 33854，其寬帶PLC系統（基于HomcPlug AV技術）應用于1.8 MHz~48 MHz頻段（分為1 893個子載波）。

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二、低壓電力線的信道特性

作為電信級的運營網絡，通信質量必須要有保障，而電力線作為傳輸介質，對高頻數據信號的傳輸有一些不利因素，集中表現為：

1、電力線會對高頻信號造成較大的衰減

通常，電力線在某一時刻對不同的頻率的信號，線路衰減不同，而且隨著線路的阻抗和負載變化，信道的衰減也在不斷變化。

2、電力線上存在較大的噪聲干擾

由于電力線上連接有各種各樣的用電設備，某些大功率用電設備的頻繁開閉，會在電力線上產生各種噪聲干擾，而且噪聲幅度較大。主要包括表2-2-1所示的5種噪聲源。通過大量理論研究和實際測試表明，電力線信道中的噪聲分布和其它常見信道有很大的不同，其噪聲并不呈現白高斯噪聲（AWGN）特性，在頻率從幾百kHz到數十MHz之間，主要為窄帶干擾和脈沖噪聲。中低壓配電網中的噪聲可以分為5類，詳見下表2-2-2。為了克服這些影響，必須考慮采用復雜的信道編碼技術。

表2-2-1：電力線上存在的主要噪聲源

表2-2-2：中低壓配電網中的噪聲分類

3、時變的頻率選擇性衰減信道

低壓電網拓撲結構復雜，分支多、衰減大，導致多徑反射，引起信號的選擇性衰減和碼間干擾。由于電力線信道呈無法預知的多徑傳輸和反射特征，致使信道特征表現為一個時變的頻率選擇性衰減信道，因此信道容量和誤碼率特性會受到多徑衰落的影響而惡化。

總之，在高速數據傳輸時，電力線信道呈現出的頻率選擇特性、阻抗劇烈變化、較大的噪聲干擾及高衰減等特性，使電力線成為一個并不理想的通信媒介。因此，要在電力線上實現高速、可靠的數據傳輸，必須選擇一種適合電力線信道特性的調制技術。

三、PLC與正交頻分復用（OFDM）技術

在PLC技術中引入OFDM（正交頻分多路復用）技術，就可以使電力線上的高速數據通信成為可能。OFDM的基本思想就是把可用信道帶寬劃分為若干子信道，每個子信道都可近似看作理想信道。在規定使用的頻段內，利用載波之間的正交性，使用幾十、上百、甚至上千個具有正交特性的載波信號，每個載波傳輸一定速率的數據，各個載波傳輸數據的總和就是總的傳輸速率。

1、高傳輸速率

OFDM技術將信道可用帶寬劃分為若干相對窄的子帶，其總傳輸速率接近系統的設計容量。如果子站之間的功率分配及每個符號包含的比特位的選擇遵循保證每個子信道誤碼率均衡原則，那么實現總速率最大化是可能的。對于較低信噪比（SNR）的子信道，采用較低的調制電平，較高SNR的子信道，采用較高的調制電平。在自適應OFDM系統中，根據信道條件，采用最優化的調制電平和功率分配可以實現10Mbit/s，甚至100Mbit/s以上的數據傳輸。

2、坑衰減性

電力線上信號的衰減是不斷變化的，在衰減較大的區域無法有效傳輸信號，只能利用曲線中衰減較小的區域。OFDM為保證信號的有效傳輸，在設置載波時，設定兩個或多個不同的載波傳輸相同的數據，根據信道情況自動選擇某個衰減比較小的載波進行有效數據傳輸。在任何失真的信道中都可以采用OFDM技術，特別是在具有頻率選擇特性的衰減信道中，效果尤其明顯。OFDM可以通過對信道的預測，通過自適應信道處理技術實現較高速率的數據傳輸。

3、抗干擾性

OFDM可以自動選擇噪聲干擾比較小的載波進行數據傳輸。當某個載波受到強干擾影響致使接收信號的信噪比達不到正確接收信號的要求時，則放棄使用該載波傳輸數據，依此來達到正確傳輸數據的目的。OFDM還可有效地抑制等幅波干擾。

當然，除了上述優點外，OFDM也有其不足之處，如技術復雜、數據開銷大等。另外，當在信道中較寬的頻率范圍內出現很大的衰減或強干擾時，傳輸性能會明顯惡化，但這種現象在實際應用時很少發生?？傊?，如果能夠有效利用OFDM的良好性能，將是實現高速電力線通信最行之有效的調制技術。

四、傳輸特性

1、傳輸距離

當電力線空載時，點對點載波信號可傳輸幾千米。但當電力線上負荷較大時，采用PLC技術只能傳輸200m左右，要想實現更長距離的數據傳輸，只能采用增加中繼的方式。低壓PLC作為寬帶接入的一種手段，如果只在樓宇內應用，解決“最后一百米”的入戶問題，是完全可以滿足需要的。

2、傳輸速率

理論上講，利用OFDM技術可以實現幾十兆、甚至上百兆的數據傳輸。在前期試驗的PLC產品測試中，14Mbit/s制式芯片的產品已經實現了500kbit/s~3Mbit/s的傳輸速率，45Mbit/s制式芯片的產品傳輸速率在3~40Mbit/s左右，完全能夠滿足普通上網用戶對網絡帶寬的需求。隨著PLC技術和產品的改進，PLC系統傳輸速率還會不斷提高。

五、安全性

由于PLC技術是利用現有220V/380V電壓的電力線傳輸數據信號，而原有的其他通信技術都采用專用通信線路，線路上只有弱電信號，因此在用戶心里上有一些觀念上的障礙，擔心在使用過程當中會出現損壞計算機，威脅到人身安全的顧慮。為保證使用安全，PLC設備一般采取如下表5所示的保護措施。

表5：PLC技術的安全性

六、與其他接入方式的比較

接入技術除正在發展中的電力線接入系統以外，還有電話線撥號上網、ISDN、ADSL HFC、“光纖＋以太網”、802.11無線局域網等。表6-1針對這些接入方式，列出提供“最后一百米”解決方案的上述幾種通信方式技術特點的比較（包括優缺點、最大傳輸速率等）。由表6-1可以看出，與其他接入技術相比，電力線接入網絡具有如下表6-2的優勢。

表6-1：幾種接入方式技術特性的比較

表6-2：PLC接入技術的優勢

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