武警部隊遂行任務現(xiàn)場通訊系統(tǒng)是武警部隊一體化作戰(zhàn)平臺的重要組成部分，是武警部隊指揮信息化的核心要素之一，其主要任務是在遂行任務環(huán)境下完成指揮機構和各作戰(zhàn)單元之間情報傳送、作戰(zhàn)指揮。戰(zhàn)斗協(xié)同、數(shù)據(jù)交互等任務，使一線部隊和前指連成一個統(tǒng)一的整體。武警部隊基于信息系統(tǒng)的通訊需求也由傳統(tǒng)的語音通訊向集成視頻、圖像、語音、數(shù)據(jù)以及地理信息系統(tǒng)（SIG）于一體的數(shù)據(jù)通信方向發(fā)展，這不僅為未來實現(xiàn)任務過程數(shù)字化奠定了基礎，同時也對武警任務現(xiàn)場通信網(wǎng)絡的傳輸帶寬、網(wǎng)絡容量、組網(wǎng)的快捷性都提出了更高的要求。將Power Line CarrierCommunication (PLC,俗稱“電力貓”技術應用到武警任務現(xiàn)場通信中，將會簡單快捷地構建一個安全、穩(wěn)定、高效、快速的網(wǎng)絡網(wǎng)絡傳輸平臺，輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻以及電力于一體的“四網(wǎng)合一”，從而進一步提高以衛(wèi)星、光纖為主干的武警綜合指揮平臺“最后一公里”網(wǎng)絡信息保障能力。

1、PLC電力載波通信

1.1PLC電力載波通訊技術概述

PLC的專業(yè)名稱為：“電力載波器”、“電力線網(wǎng)絡橋接器”、“電力網(wǎng)絡路由器””電力調(diào)制解調(diào)器“”等等。電力線載波通訊是利用電力線這種介質(zhì)和PLC設備進行載波傳輸?shù)囊环N通信方式，電力線載波通信作為一種“無新線”（國際稱為（No New Wire）技術，利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)作為信道，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換。這種通訊方式是根據(jù)電力系統(tǒng)的特定條件發(fā)展而成，具有良好的經(jīng)濟性、便捷性和可靠性。電力線載波在原理上與通訊線路載波相同，只是電力線不同于通信線路，它專為傳輸50Hz工頻電流而架設，利用它實現(xiàn)載波通信有不少獨特之處。目前，國際上高速電力線載波通訊采用的主要調(diào)制技術有三類：單載波類、擴展頻譜類和OFDM(下交頻分復用)調(diào)制技術。用戶通過PLC調(diào)制解調(diào)器（電力貓），把電話、網(wǎng)絡、IPTV等信息終端連接到電力線上，同其他用戶互聯(lián)互通，然后用其他橋接技術手段和互聯(lián)網(wǎng)連接，從而實現(xiàn)整體通訊。

1.2 PLC網(wǎng)絡構成

電力線載波通訊系統(tǒng)由電力線載波設備和高頻通道所組成，也可以結合無線路由或AP進一步拓展網(wǎng)絡。網(wǎng)絡傳輸方式采用多載波調(diào)制正交頻分復用技術（OrthogonalFrequency Division Multiplexing ,OFDM）、跳頻（PH）以及混沌（Chaos）等。在指定的頻段內(nèi)選取若干個子載，將信息符號調(diào)制在多個子載波上同時發(fā)送，每一個子載波相當于一個窄帶傳輸，可根據(jù)信道質(zhì)量情況采取BPSK、QPSK、4QAM、16QAM等調(diào)制方式。同時OFDM系統(tǒng)還可以使用頻域自適應技術，在子載波數(shù)量、調(diào)制及編碼方式上可根據(jù)信道的變化動態(tài)調(diào)整，適用于惡劣信道環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)傳輸，從而克服解決電力線信道的時變問題。

1.3PLC網(wǎng)絡自組與重構

由于低壓電網(wǎng)物理網(wǎng)絡拓撲結構會時常發(fā)生變化，且邏輯拓撲隨信道質(zhì)量而變化，因此，電力載波通訊在多點組成網(wǎng)絡時，具有與無線移動通信相類似的特征。自組(AD Hoc)網(wǎng)是一種不需要固定路由器就能夠實現(xiàn)自治運行的無線多跳網(wǎng)絡。在無線Ad Hoc網(wǎng)中，每個節(jié)點既是主機，又可以是路由器。因此，在低壓配電網(wǎng)電力線載波通信中采用網(wǎng)絡自組與重構技術，具有一下優(yōu)點：一是可以根據(jù)電力線信道質(zhì)量變化，自動偵測可通訊邏輯節(jié)點，動態(tài)調(diào)整路由配置，在網(wǎng)絡鏈路層保持可靠連接。二是自動探測最佳中繼節(jié)點，動態(tài)配置中繼信息，自動識別節(jié)點投入或切除。采用PLC網(wǎng)絡自組與重構技術可以實現(xiàn)低配壓電網(wǎng)中點到點、點到多點的可靠通信。

2、PLC武警遂行任務現(xiàn)場通信中應用的可行性

2.1網(wǎng)絡組建的簡易性完全適應武警部隊遂行任務現(xiàn)場“快”的需求

PLC技術是將通信線路和電力線路合為一體，不另設專用通訊線路。武警部隊遂行任務往往具有多發(fā)性、突發(fā)性、復雜性、發(fā)生地點的廣域性、特殊性等特點。遂行任務現(xiàn)場的通信保障條件比較簡陋，特別是指揮所的網(wǎng)絡保障更是時間緊、范圍廣，但是基本的電力保障都能滿足。因此，應用PLC技術和現(xiàn)有的電力線路，不需要架設專用的網(wǎng)絡線路，不需要專業(yè)人員安裝，即插即用操作簡單，無需安裝軟件與驅動。只要連接到同一變壓器下的任何電源插座上，不需要撥號便可以快速組建任務現(xiàn)場指揮所通信寬帶達200Mbit/s高速寬帶網(wǎng)絡線路，遠遠高于撥號上網(wǎng)、ISDN和ADSL。單個節(jié)點的傳輸距離可高達300m，在可支持同時連接數(shù)數(shù)十臺網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)跨機撥號。加上PLC內(nèi)置的Multicast（多點廣播）和Qos 功能，可以使這一網(wǎng)絡具備實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻以及電力于一體的“四網(wǎng)合一”功能。

2.2數(shù)據(jù)調(diào)制的多重性完全勝任武警部隊遂行任務現(xiàn)場對“密”的要求。

保密就是保生命、保勝利。隨著信息技術的發(fā)展，西方反華勢力與國內(nèi)的一些鬧事分子內(nèi)外勾結，利用各種手段加緊對我遂行任務現(xiàn)場各種信息的收集，對任務現(xiàn)場的信息保密工作提出了更高的要求。PLC系統(tǒng)采用了正交頻分復用技術以及目前軍事通信領域最先進的PH（跳頻）和Chaos(混沌)傳輸技術。跳頻是收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按照預定規(guī)律（一組偽隨機碼PN，Pseudo-Noise）進行離散變化，通信中使用的載波頻率受偽隨機碼的控制而隨機跳變和自適應

跳頻，進一步提高抗截獲和抗干擾目的。混沌則是目前更難截獲的一種新的載波方式，是目前保密通信中的研究熱點，它是由于初始值間任意小的差別在迭代中將被指數(shù)放大，使得混沌序列具有很強的多址性能。同時，混沌的長期行為還表現(xiàn)出明顯的隨機性和不可預測性，它的引入為改善跳頻通信系統(tǒng)性能提供了一個新的途徑。由于混沌系統(tǒng)對初始條件和混沌參數(shù)非常敏感，能夠產(chǎn)生大量、非相關、類隨機但為確定性和可再生的非周期性信號等特點，使其非常適合用作抗干擾和保密通信的偽隨機碼序列。PLC系統(tǒng)還具備128-bitDES (Data Encryption Securi-ty )數(shù)據(jù)加密保護功能。這兩種載波方式和128-bit DES數(shù)據(jù)加密在PLC中的使用將大大改進通信的安全性，保密性，完全勝任武警部隊任務現(xiàn)場對“密”的要求。

2.3數(shù)據(jù)調(diào)制的多重性完全勝任武警部隊遂行任務現(xiàn)場對“兼”的要求

武警部隊遂行任務現(xiàn)場的通信保障越來越呈現(xiàn)多元化的趨勢，從以光纖、衛(wèi)星微波為主干的傳輸網(wǎng)絡拓展到有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、短波通信等多種數(shù)據(jù)制式和標準的信息接口，因此對PLC的點=電磁兼容、技術體制、準入標準、通信可靠性等諸多方面提出了較高飛要求。PLC使用G .hn設備連接功能，完全可以勝任武警部隊任務現(xiàn)場對各種不同標準、接口兼容的要求，且接入方式靈活，可與現(xiàn)有任何網(wǎng)絡兼容。我國于2007年制定了《低壓電力線寬帶接入系統(tǒng)技術測試規(guī)

范》，其完全與目前國際G.hn標準兼容。G.hn標準是關于電源線、電話線和同軸電纜的一套協(xié)議規(guī)范，于2010年6月獲得了ITU的191個成員國（含中國）的支持。該標準可以把現(xiàn)有的

雙絞線、同軸電纜以及電源線進行資源整合，實現(xiàn)統(tǒng)一的傳輸，解決了基于現(xiàn)有網(wǎng)絡信息資源提供高帶寬、多業(yè)務的聯(lián)網(wǎng)技術，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達1Gbit/s。以G.hn標準構建的PLC網(wǎng)絡完全可以將任務現(xiàn)場聯(lián)指、公安、情報以及其他民用通信終端的各種通信信息結合起來，為指揮機關提供完整可靠的情報及指揮信息提供安全、穩(wěn)定、高速的信息網(wǎng)絡平臺。

2.4數(shù)據(jù)調(diào)制的多重性完全勝任武警部隊遂行任務現(xiàn)場對“擴”的需求

武警部隊現(xiàn)裝備的一些信息通信終端設備在遂行任務現(xiàn)場由于電磁環(huán)境復雜，建筑物等地形地物對電磁信號的遮擋，使設備的正常使用受到影響。我們可使用PLC高擴展性對有通信信息終端設備進行有效接力，比如目前裝備的單位手持短波電臺，在建筑物遮擋嚴重的情況下通信效果比較差，有時甚至中斷。電力網(wǎng)絡是目前國家最基礎的網(wǎng)絡，它的規(guī)模之大，是任何其他網(wǎng)絡不可比擬的。那么，可以利用任務現(xiàn)場的路燈等電力線路安裝臨時的PLC設備，利用PLC網(wǎng)絡組成短波電臺轉播基站，增強事發(fā)現(xiàn)場手持短波電臺收發(fā)信號的穩(wěn)定性，使指揮信息流的末端傳輸更加流暢。由于從基站到指揮中心是利用網(wǎng)絡傳播，因此其抗干擾性、保密性、安全性和穩(wěn)定性更高。同時，還可以利用這一網(wǎng)絡平臺將任務現(xiàn)場的圖形、圖像實時傳回指揮中心，為指揮機關定下處置決心提供第一手的情報資料，為實施精細化指揮提供可靠的依據(jù)。PLC的高擴展性能夠最大程度地利用任務現(xiàn)場已有的各種電力線纜，在遂行任務現(xiàn)場的通信網(wǎng)絡覆蓋及終端接入層面上提供現(xiàn)實的實體支撐。

3、PLC武警遂行任務現(xiàn)場通信中應用中應注意的問題

電力線本身是個輸送電力的線路，而非專用通信線路，因此電力線通信與其他專用通信電路有著更多的復雜性和不確定性。因此，在構建使用PLC系統(tǒng)是應當揚長避短。

3.1主義克服噪音和其他頻率對PLC系統(tǒng)的干擾

PLC系統(tǒng)內(nèi)的干擾主要來自于低壓電網(wǎng)相連的負載，以及無線電的干擾。可以分為具有單一頻點或多頻點的周期性全時域或某一時域內(nèi)的噪聲（如：開關電源、白熾燈），以及高能量、全頻段的瞬間沖噪音（如：電氣設備的瞬間啟動和關閉）。隨著信息化時代的到來，在城市電力線路上的用電終端越來越多，質(zhì)量參差不齊，對電力網(wǎng)的通信環(huán)境“污染”嚴重，在這樣惡劣的的電力線通信環(huán)境下，很難保證數(shù)據(jù)傳輸的質(zhì)量，并且電力線通信的噪音和信號衰減是隨著時間而變化，很難找到其變化的規(guī)律。當然還有全頻域、全頻段的白噪聲尤其能量較小，對通信影響不大，所以在構建PLC系統(tǒng)的通信影響基本上可以不計。但是還應該注意避開電力網(wǎng)已有的通信頻率，如電力網(wǎng)內(nèi)部的設備調(diào)度指揮的通信頻率，150khz以上的廣播AM長波通信頻率等。如果有條件的話可以對電力頻率環(huán)境進行一定的凈化處理，并貫穿從信號發(fā)送到接受的全過程。我們在構建PLC系統(tǒng)時應當在3K~95kHZ頻帶內(nèi)進行通信，以克服其他通信頻率和噪聲對PLC系統(tǒng)通信頻

率的影響，保證通信數(shù)據(jù)的正確率。

3.2 注意克服電力網(wǎng)絡阻抗PLC系統(tǒng)的影響

產(chǎn)生阻抗的因素有很多，比如電表、空氣開關、接觸不良的節(jié)點等。另外，各種電器接入電網(wǎng)，也會對電網(wǎng)的特性產(chǎn)生影響，產(chǎn)生潛在的阻抗，從而影響PLC信號的傳輸質(zhì)量。如果各個用戶端的電網(wǎng)阻抗不一致，勢必會影響到信號的均衡分布，阻抗大的用戶端電網(wǎng)PLC信號就無法達到。因此，有必要保證各個用戶端電網(wǎng)的阻抗是相近的，即阻抗匹配。由于電網(wǎng)的復雜特性，影響電網(wǎng)阻抗的因素眾多，應盡量繞過這些阻抗大的的設備（如電表）進行PLC信號接入。如果在同一

電表下組網(wǎng)盡量選用同一廠家相同規(guī)格、質(zhì)量較好的電源插座，如果有墻插就盡量不用帶電源線的插座。不同電表或變壓器下的PLC網(wǎng)絡在相互組網(wǎng)時，應在局端使用大功率的橋集器，以減少傳輸?shù)钠款i，增大傳輸?shù)男省?/span>

3.3 注意加強PLC系統(tǒng)本身對數(shù)據(jù)安全的影響

PLC系統(tǒng)雖然采用了正交頻分復用、跳頻、混沌以及128-bit DES數(shù)據(jù)加密等數(shù)據(jù)安全防范措施，但是由于電力網(wǎng)使用的是非屏蔽線，用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免地會形成電磁輻射，影響數(shù)據(jù)的保密性，信息安全性能存在許多或以攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。因此，應加強各種技術手段，提高人防意識，確保武警部隊遂行任務現(xiàn)場各種信息的絕對安全。