1 成果简介
电力线通信（power line communication），简称PLC，是指利用电力线提供通信业务的技术、设备和应用服务，传输数据和话音信号的一种通信方式。在电力线进行低速数据传输的技术（称为电力载波通信），早在10－20年前就有，主要用于电力系统控制，远程抄表等。近年来随着调制解调和ASIC技术的发展，PLC传输速率和距离不断提高，已具备了传输数据、话音、视频等高速多媒体信息的能力。因此，基于PLC的宽带应用成为近年来国内外研究的热点。目前，基于PLC宽带的应用主要有两个方面。一个是基于低压电力线的高速室内联网，即家庭或办公网络。另一个是基于中压和低压电力线的宽带接入网。由于宽带PLC在家庭网络和接入网领域的广阔应用前景，国际上都在加紧这一领域的研究。
目前，PLC技术企业基本上是在两大发展方向上研发电力线通信的解决方案，即户内（InPremise）组网方案和户外（Access）接入方案。户内组网方案是低压（LV-PLC）解决方案，即在建筑物（楼宇或住宅）内，通过户内低压电力线路和电源插座作为传输介质和节点，组建内部局限网（LAN），该方案解决宽带通信的最后
户内组网方案以美国的Intellon公司为代表，户外接入方案以西班牙的DS2公司为代表。两家公司研发思路的差异，分别体现了美国和欧洲在PLC技术上的不同发展方向，但两家公司的PLC核心技术都采用正交频分复用（OFDM）调制技术，因而能够走在其他PLC公司的前面，其核心技术分别成为美国和欧洲PLC领域事实上的标准。
根据上述两大发展方向，现有的PLC技术可以划分为3类：
1、针对家庭网络市场的技术；
2、针对宽带接入市场的技术；
3、两者兼顾的技术。
在城市，重新安装通信线路非常麻烦，施工费用高。采用中压宽带数据传输，可以快速有效的为小区或办公楼提供宽带接入。当前，电力部门的光纤已经可以铺设到各个变电站，但变电站与附近的开闭站之间缺乏通讯信道，而开闭站向商业楼宇和居民小区直接送电，线路可以直接到达住宅小区或写字楼。因此，如何利用开闭站和变电站之间中压线路进行高速通信成为解决配网自动化以及实现宽带网络接入的一个关键点。中压PLC技术的成熟，使其成为解决这一问题的良好途径。同时它还可以用额外的带宽为网络运营商提供网络接入线路，使之成为电力线通信应用的一个额外盈利。
近年来，随着人们居住以及办公环境的改善和信息化的普及，人们对智能家庭（smart home）的要求越来越高。智能家庭不仅需要大量智能化的家居设备，还需要有遍布家庭各处的网络设施，实现家用电脑、电器之间的通信和自动控制，以及与外部Internet的互通，称为家庭网络（home network）。目前，家庭网络连接还没有一个统一、成熟的技术标准。人们尝试采用各种介质：5类线、电话线、电力线、有线电视同轴电缆和无线局域网构建家庭网络。由于电力线和电源插座遍布家庭每个角落，通过电力线构建家庭网络无需重新布线，经济实惠，使用方便，因此，PLC 成为最受关注的家庭网络技术之一。
2 应用说明
清华大学科研人员采用目前国际先进技术，结合我国电力线使用环境的特点，开发出了新一代电力线宽带网络系统。该系统涵盖物理层、数据链路层、网络层以及应用层。其中关键技术包括物理层调制解调、信道编码、信道估计算法、多址协议、调度算法、以及接纳控制算法等。本系统调制解调采用MC-OFDM技术、带宽28MHz线路速率224Mbps为国际领先水平。数据链路层和网络层采用支持QoS的自主知识产权协议和关键算法，并已获得国家专利。相关专利如下：
1.宽带多媒体业务的有线接入方法
2.非透明桥式卫星信道接入方法
3.一种通过统计和控制节点状态选择路由的方法
4.基于路径延时概率分布的选路方法
5.基于延时概率分布函数的网络状态更新方法
6.到达业务处理与到达业务前处理衔接的网络业务处理方法
7.控制业务接入时间间隔降低业务到达突发度的方法
本系统为宽带综合业务网络，可应用于多种传输介质，如中压电力线网络、低压电力线网络，有线电视网络等等。根据不同的应用类型，可实现中压宽带传输接入网和配网自动化网络；低压宽带接入网；数字视频监控网；矿井通信网络；智能家居与职能楼宇网络等等。
主要性能指标：
使用频带2-30MHz，频谱管理：OFDM 1024（采样64Mhz，1024-iFFT，31.25kHz载波；28MHz/21.25kHz=896）；Multiband-OFDM（256-iFFT，4MHzx7=28MH，896/7=128）。最大速率可达224Mbps，是目前国际同类产品中最高的。
软件AGC动态自适应：共10it，相差2bit折算10db；在DSP以前每个子频段动态恢复调整。以抵消PLC信道的频率选择性衰落。
频率同步：加导频，2个载波，携带已知信息，BPSK调制用于相位估计；extrapolation用于计算其他载波以及相位校正；
频率切槽：可关闭任意一个载波。该技术可以使PLC通信设备避开信道上的某些强干扰点，同时也符合全球所偶电磁兼容及功率辐射的有关标准。
调制方式：BPSK、QPSK、16QAM、32QAM、64QAM、256QAM，8个子载波一组，采用相同的调制方式，共112组在2-30MHz频带中。最大速率可达224Mbps
信噪比估计：MAC层选择调制方式，物理层估计每个载波的信噪比；本地接收解调后，进行再调制，并与接收到的调制信号比较汉明(Hamming)距离，得到信噪比估计。
FEC：包长224byte，32bit的整数倍，RS编码增加16byte，共240byte，再加一个空8bit，共241字的8bit；将其送入卷积编码，得到241个16bit的字，抽取后得到241个12bit的字。
中压宽带功率放大器：高功率、高线性度，高带宽。并设计多种功率等级的产品。
链路层协议：
PLC MAC协议：设计具有自主知识产权的MAC协议。可以支持中压电力线的多分枝拓扑结构组网，可以支持中继，链路层节点可以设置为主站节点、中继节点、小站节点（从节点），有利于各种形式的组网；该协议采用时分和申请结合的方式，有效解决链路层传输距离与多节点有效利用率问题；采用权重资源分配，支持QoS，目前此项技术处于国际先进水平。
PLC CAC：
信元接入——采用支持QoS的宽带多媒体业务的有线接入方法，该方法已获得发明专利。
业务接入----到达业务处理与到达业务前处理衔接的网络业务处理方法，该方法已获得发明专利。
PLC链路层业务调度：采用控制业务接入时间间隔降低业务到达突发度的方法，该方法已获得发明专利。
PLC PLCP：帧格式处理，FEC，robust；帧定界，字节数和时隙；动态调制和导频，频率切槽；收集信噪比和误码率
802.1D协议：透明桥转发，第二层桥接；生成树STP，防止自环。
802.1P协议：优先级控制，3bit，QoS。
802.1Q协议：VLAN、GVRP。
网络层协议：
可支持IPv4和IPv6。
支持QoS和网络安全。
应用层协议：SNMP、Telnet、FTP、DHCP等。
PPPoE：PAP/CHAP用来做用户认证；IPCP配置IP地址，子网掩码，DNS以及默认网关。
3 效益分析
本系统的优势在于不用重新布线建网，可以快速实现业务运营，产生增值效益。另外，电力线宽带网络采用自组网模式，组网灵活。因此，网络建设可以分期进行，可以根据用户发展情况逐步扩展。本系统为宽带综合业务网络，可应用于多种传输介质，如中压电力线网络、低压电力线网络，有线电视网络等等。根据不同的应用类型，可实现中压宽带传输接入网和配网自动化网络；低压宽带接入网；数字视频监控网；矿井通信网络；智能家居与职能楼宇网络等等，可根据用户的需求进行综合应用。
4 合作方式
商谈
5 联系方式
清华大学科技处张虎联系电话：010-62782239-319手机：13911625927
