國(guó)內(nèi)電力載波通信芯片技術(shù)及市場(chǎng)

摘 要：電力線載波通信（PLC）芯片將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設(shè)引來爆發(fā)增長(zhǎng)。電力線載波通信的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)出一個(gè)功能強(qiáng)大的電力線載波專用modem芯片，可以從調(diào)制方式、傳輸速率、通信頻率、通信功率、EMI標(biāo)準(zhǔn)、芯片技術(shù)等方面開展研究。最后指出了我國(guó)電力線載波芯片的發(fā)展方向。

　　一、電力線載波芯片市場(chǎng)前景

　　電力線載波通信（PLC）芯片作為改造傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要手段，并且作為物聯(lián)網(wǎng)通信的有力補(bǔ)充，將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設(shè)引來爆發(fā)增長(zhǎng)。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)CSIA預(yù)計(jì)至2014年，總需求將達(dá)到5*萬片，未來5年復(fù)合年增速（CAGR）將達(dá)到61%，國(guó)內(nèi)電力線載波芯片銷量預(yù)測(cè)見圖1。需求增長(zhǎng)來自三方面：首先受益于智能電網(wǎng)建設(shè)。電力線載波通信以電力線作為傳輸媒介，不需再次投資，將成為智能電網(wǎng)通信的主要手段，因此智能電網(wǎng)建設(shè)將直接帶來PLC 芯片的需求增長(zhǎng)，如電能表需求增長(zhǎng)在9%左右。其次來自滲透率提升。目前處于智能電網(wǎng)建設(shè)初期，PLC芯片利用率還很低，但作為未來智能電網(wǎng)通信的主要技術(shù)，其滲透率必將大幅提升。如目前載波電能表的市場(chǎng)占比僅為5.2%，但未來有望達(dá)到40%。最后還將受益于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。電力線通信也將成為物聯(lián)網(wǎng)通信的主要補(bǔ)充，未來PLC應(yīng)用中除智能電網(wǎng)的電能管理外，物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)控制應(yīng)用將占16.8%，智能家居應(yīng)用將占8.0%，安防監(jiān)控將占1%。

圖1 國(guó)內(nèi)電力載波芯片銷量預(yù)測(cè)

　　二、電力線載波芯片的市場(chǎng)需求空間

　　預(yù)計(jì)到2014年，我國(guó)電力線載波芯片的市場(chǎng)應(yīng)用份額中（見圖2），除了應(yīng)用于智能電網(wǎng)的電能管理外，工業(yè)控制應(yīng)用將占16.8%，智能家居應(yīng)用將占8.0%，安防監(jiān)控將占1%。

圖2 2014 年我國(guó)電力線載波芯片應(yīng)用市場(chǎng)預(yù)測(cè)

　　1、智能電網(wǎng)市場(chǎng)需求

　　配合中國(guó)的用電制度改革，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)成為電力部門響應(yīng)國(guó)家這一政策的解決方法。自動(dòng)抄表系統(tǒng)目前主要有有線通信技術(shù)和電力載波通信技術(shù)兩種。有線通信技術(shù)作為傳統(tǒng)方法，以其穩(wěn)定性占有優(yōu)勢(shì)。但有線通信鋪線工程浩大，而且容易被人為損壞；同時(shí)居民樓已建成，再在墻壁表面拉線，不能讓居民接受。電力載波通信技術(shù)能有效解決上述問題，它利用現(xiàn)有交流電源線
電源線

　　電源線是用作電氣組件或設(shè)備與電源的連接線，通常來說指電線與其一端連接的插頭或尾插的集合體，是電器產(chǎn)品的基本零部件之一。電源線分為電線和插頭兩部分。 [全文]

作為通信線路，省去了不切實(shí)際的鋪線工程，優(yōu)勢(shì)明顯。自動(dòng)抄表系統(tǒng)還適用于水表、煤氣表等家用生活表。

　　目前主要通信方式有電力線載波、無線通信、電話線、光纖
光纖

　　光纖是一種傳輸介質(zhì)，是依照光的全反射的原理制造的。光纖是一種將訊息從一端傳送到另一端的媒介，是一條以玻璃或塑膠纖維作為讓訊息通過的傳輸媒介。通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止周遭環(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水，火，電擊等。光纜分為：光纖、緩沖層及披覆。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中，芯的直徑是15mm~50mm， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8mm~10mm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層。 [全文]

、電纜
電纜
　　電纜是一種用以傳輸電能信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。既有導(dǎo)體和絕緣層，有時(shí)還加有防止水份侵入的嚴(yán)密內(nèi)護(hù)層，或還加機(jī)械強(qiáng)度大的外護(hù)層，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，截面積較大的產(chǎn)品叫做電纜。 [全文]

等，各種通信方式對(duì)比見表1。無線通信可靠性差，不適合在惡劣環(huán)境中使用，尤其是不適合電力公司以變壓器
變壓器
　　變壓器（Transformer）是利用互感原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。變壓器是變換電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。它由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。 [全文]

為單位的計(jì)量方式；光纖成本高，安裝施工不便，尤其在目前電網(wǎng)和通信網(wǎng)無法實(shí)現(xiàn)融合下，電力公司不可能再鋪光纜；電纜和電話線需要將所有電表用導(dǎo)線連接，建設(shè)成本高，難以維護(hù)，不適合大范圍使用。電力線載波通信以已有的電力線為載體來傳送網(wǎng)絡(luò)信息，因此幾乎不需要基礎(chǔ)建設(shè)投資和日常維護(hù)費(fèi)用，而且由于電力線在現(xiàn)代生活中已無處不在，可不受布線困擾和無線環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋。