电力线宽带如何工作

尽管宽带技术在过去几年中得到了普及，但世界上仍有大部分地区无法接入高速互联网。与互联网服务提供商将获得的相对较少的客户数量相比，在农村地区铺设电缆和建设提供 DSL 或有线电视宽带所需基础设施的成本过高。但如果宽带能够通过电力线提供，就不需要建设新的基础设施。只要有电的地方，就可以有宽带。

通过使用专用设备对现有电网进行小幅改造，BPL 开发商可以与电力公司和互联网服务提供商合作，将宽带带给所有能够用电的人。

目前，BPL 服务分为两种类型：

通过在房屋内所有电源插座之间提供高速数据传输，有可能将家庭中各种普通电器联网。如果您的闹钟、电灯开关和咖啡机可以通过高速连接相互“交谈”，那么早晨的生活可能会大不相同。

在接下来的章节中，我们将了解室内BPL和接入BPL背后的技术。

如果您读过互联网基础设施如何工作，那么您就会明白互联网在物理上是一个庞大的网络集合，通过电缆、计算机以及全球有线和无线设备连接在一起。

通常，大型互联网服务提供商（ISP）从电话公司租用光纤线路，用于在互联网上传输数据，并最终通过其他介质（电话、DSL或有线电视线路）传输到您的家中。每天有数万亿字节的数据通过光纤线路传输，因为它们是一种稳定的数据传输方式，不会干扰其他类型的传输。

利用交流电（AC）传输数据的想法并不新鲜。通过将射频（RF）能量与电流捆绑在同一线路上，无需单独的数据线即可传输数据。由于电流和射频以不同的频率振动，两者互不干扰。电力公司多年来一直使用这项技术来监控电网的性能。如今甚至有可用的网络解决方案，可以利用家庭或企业中的电线传输数据。但这类数据相对简单，传输速度也比较慢。

BPL 技术开发商Current Communications Group和Enikia正与Ameren和EPRI等电力公司合作，以推动 BPL 的发展。目前有几种不同的方法来克服通过电力线传输数据时遇到的障碍。这些方法的细节仍然是严格保密的，因为两家公司都在争夺FCC和IEEE的认可，希望自己的方法能被采纳为部署 BPL 的标准方式。

在下一节中，您将了解不同方法的基本原理。

与电话公司一样，电力公司也拥有遍布全球的线路。不同之处在于，电力线覆盖的区域远比电话公司的光纤网络更广。这使得电力线成为向光纤尚未覆盖地区提供互联网的显而易见的载体。

这些电力线只是电力公司电网的一个组成部分。除了线路，电网还使用发电机、变电站、变压器和其他分配器，将电力从发电厂一直输送到墙上的插座。当电力离开发电厂时，它会到达一个输电变电站，然后分配到高压输电线路。在传输宽带时，这些高压线路是第一个障碍。

高压线路上的电流在155,000到765,000伏之间。这种电量不适合数据传输。它“噪声”太大。

如前所述，电力和用于传输数据的射频都以特定频率振动。为了使数据在点对点之间干净地传输，它必须在无线电频谱中拥有一个专用频段，以便振动而不受其他来源的干扰。

数十万伏的电力不会以一致的频率振动。这种电量在整个频谱中跳跃。当它随着脉冲和嗡嗡声传输时，会产生各种干扰。如果它的脉冲频率与用于传输数据的射频相同，那么它将抵消该信号，数据传输将在途中中断或损坏。

BPL 通过完全避开高压电力线来解决这个问题。该系统将数据从传统的光纤线路下游传输到更易管理的7,200伏的中压电力线上。

一旦数据传输到中压线路上，它只能传输一段距离就会衰减。为了解决这个问题，线路上安装了特殊设备作为中继器。中继器接收数据，并以新的传输方式重复，为其下一段旅程进行放大。

在 Current Communications Group 的 BPL 模型中，另外两种设备安装在电线杆上以分发互联网流量。CT耦合器允许线路上的数据绕过变压器。

变压器的作用是将7,200伏的电压降至240伏的标准，这是普通家庭用电的服务电压。低功率数据信号无法通过变压器，因此您需要一个耦合器来提供绕过变压器的数据路径。有了耦合器，数据可以轻松地从7,200伏线路传输到240伏线路，并进入房屋，而不会有任何衰减。

在下一节中，我们将看到数据一旦到达房屋后是如何传输的。

“最后一公里”是将互联网引入用户家庭或办公室的最后一步。

在 BPL 最后一公里解决方案的各种方法中，一些公司将信号与电力一起通过电力线传输，而另一些公司则在电线杆上设置无线链接，将数据无线传输到家中。CT Bridge 两种方式都能够做到。

CT Bridge 还可以

信号由插入墙壁的电力线调制解调器接收。调制解调器将信号发送到您的电脑。让我们来看看这些调制解调器。

BPL 调制解调器使用专门设计的硅芯片组，以处理从电流中提取数据的工作负载。通过使用专门开发的调制技术和自适应算法，BPL 调制解调器能够处理宽频谱上的电力线噪声。

BPL 调制解调器是即插即用的，大小与普通电源适配器相近。它插入普通墙壁插座，一根连接到您电脑的以太网线即可完成连接。无线版本也已上市。

尽管这项新技术的潜力令人兴奋，但并非所有人都对此感到兴奋。在下一节中，我们将讨论 BPL 实施所面临的一些挑战。

2003年4月23日，FCC 向公众发布了一份调查通知，支持 BPL 技术的潜力，并寻求为其实施制定实际标准。立即遭到美国无线电中继联盟（ARRL）和联邦紧急事务管理局（FEMA）的反对。这两个机构都声称 BPL 将导致严重的干扰问题。

BPL 调制解调器被视为一种未经许可的设备，例如无绳电话或车库门开启器。所有未经许可的设备都受 FCC 第15部分规则的管辖。第15部分规定，所有在美国销售的电子设备必须符合 FCC 的射频辐射限制。这些限制旨在防止干扰重要的传输，如民用波段通信、空中交通管制和政府频道。ARRL 和 FEMA 担心 BPL 信号在裸露的中压电力线上传输所造成的干扰。

有线电视运营商通过屏蔽所有电缆来解决干扰问题。“同轴电缆”被有线电视运营商使用，它有一个编织金属屏蔽层，环绕着信号线。电话线也经过屏蔽。而电力线则没有屏蔽。在许多情况下，电力线是裸线，或是一根涂有塑料的电线。缺乏屏蔽是干扰问题产生的原因。

根据 FCC 为 BPL 分配的带宽，对其他无线电服务的干扰可能是一个问题。目前，频段划分如下：

尽管 FEMA 愿意让 FCC 寻求妥协，但 ARRL 声称妥协是不可能的，因为 BPL 所需的带宽将直接干扰业余无线电和短波无线电传输。BPL 的开发商表示，这些干扰问题已经解决。只有通过测试和时间才能证明。在此之前，BPL 的发展缓慢推进，等待监管机构决定标准和实施方案。

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