國內(nèi)電力載波通信芯片技術(shù)及市場

表2 國內(nèi)載波通信芯片參數(shù)表

　　1、調(diào)制方式與傳輸速率

　　目前電力線載波通信常用的擴頻技術(shù)主要有：直接序列擴頻、線性調(diào)頻Chirp和正交頻分復(fù)用OFDM等。此外，跳頻FH、跳時TH以及上述各種方式的組合擴頻技術(shù)也較為常用。

　　國內(nèi)載波通信產(chǎn)品主要采用直接序列擴頻技術(shù)。其中東軟為FSK，15 位直序列擴頻通信；福星曉程DPSK 63 位直序擴頻；彌亞微為QPSK擴頻調(diào)相、過零同步、分時傳輸；鼎信為二進制連續(xù)相位移頻FSK，過零同步、分時傳輸。

　　上述各家的擴頻技術(shù)各有不同特點。對載波通信芯片性能最直接影響在于可靠性和傳輸速率。目前這四家中，傳輸速率分別為彌亞微，同時提供200、400、800、1600bps四種可變速率；東軟：330bps；福星曉程：250/500bps；鼎信：100bps。按照現(xiàn)階段現(xiàn)場實際應(yīng)用狀況來看100至500bps速水平僅能用于普通抄表功能，如果涉及到遠程控制（斷送電）和管理功能則需要提供更高速率保證。

　　2、通信頻率

　　關(guān)于通信頻率，在美國由聯(lián)邦通信委員會FCC規(guī)定了電力線頻帶寬度為100~450kHZ；在歐洲由歐洲電氣標準委員會的EN50065-1規(guī)定電力載波頻帶為3~148.5kHZ。這些標準的建立為電力載波技術(shù)的發(fā)展做出了顯著的貢獻，目前全球AMR系統(tǒng)均采用該頻段標準。

　　國內(nèi)載波通信芯片中符合歐洲標準的為2家，分別是福星曉程120KHz和彌亞微57.6KHz/76.8KHz/115.2KHz三種可選。

　　3、通信功率及EMI指標

　　國內(nèi)東軟、福星曉程、鼎信等多數(shù)載波通信方案為了針對國內(nèi)電力信道環(huán)境中的衰減，均采取加大通信傳輸功率等做法。在實際產(chǎn)品化的過程中，基本上做到3W至5W，有的電表廠甚至做到了8W，這種做法是絕對不可取的。首先，這種做法導(dǎo)致電表產(chǎn)生的功耗損失無疑增加的線損，造成大量的能源浪費，這也有悖于國網(wǎng)公司上集抄系統(tǒng)的初衷；其次，如此大的功率傳輸將會嚴重污染電力線信道環(huán)境，我們原來是惡劣的電力線信道環(huán)境的受害者，現(xiàn)在卻也能成為最大的制造者。

　　就目前研究了解的情況，國內(nèi)只有彌亞微的載波芯片Mi200E采取低功耗設(shè)計。其發(fā)送信號時的功率僅為0.4W，在保證可靠的通信性能的同時該芯片EMI等相關(guān)指標滿足歐洲標準。

　　4、芯片技術(shù)

　　嚴格意義上講，國內(nèi)載波通信方案供應(yīng)商并不完全都是芯片設(shè)計研發(fā)企業(yè)，像東軟和鼎信均是采用MOTROLA的MC3361＋單片機
單片機

　　單片機是單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer）的簡稱，是一種將中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)集成到一塊硅片上構(gòu)成的微型計算機系統(tǒng)。 [全文]

通過軟件完成物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層的模式。其優(yōu)點是降低了研發(fā)難度，但該模式會導(dǎo)致其核心技術(shù)（相關(guān)軟件）容易泄密或被解密，安全性值得探討。福星曉程和彌亞微均是完全自主開發(fā)的載波通信芯片產(chǎn)品。

　　五、促進電力線載波芯片的發(fā)展

　　目前比較認同的芯片方案是：采用BPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)、多階的模擬和數(shù)字濾波、AGC自動控制、DSP
DSP

　　dsp是digital signal processor的簡稱，即數(shù)字信號處理器。它是用來完成實時信號處理的硬件平臺，能夠接受模擬信號將其轉(zhuǎn)換成二進制的數(shù)字信號，并能進行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強大的數(shù)據(jù)處理能力和快捷的運行速度，dsp在信息科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。 [全文]

算法*噪音強度。但國際遠傳電表市場的發(fā)展，也對國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提出更高要求。針對遠傳電表市場，我個人認為電力線載波通信芯片要做到以下幾點：

　　1、穩(wěn)定可靠性不高

　　電力線通信(PLC)在歐美等地區(qū)集抄方案(AMR)中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，使用效果非常好。盡管國內(nèi)對電力線通信關(guān)注度非常高，但在中國本地還沒有取得明顯的成績。其中最大的障礙之一是其通信的穩(wěn)定可靠性，這是所有基于載波抄表方案必須解決的一個迫切問題，而且在解決這個問題時，不能提高解決方案成本。

　　2、解決通信距離問題

　　在線路負荷較重的情況下，通信距離能達到300米到500米，也就是說加一兩級中繼，在同一配電變壓器下解決通信距離問題。

　　3、把電力線載波通信芯片集成到電表中

　　電力線載波通信芯片集成到遠傳電表中，傳統(tǒng)的抄表系統(tǒng)用集中器采集電表脈沖，再轉(zhuǎn)換成電表讀數(shù)，造成了自動抄表系統(tǒng)讀數(shù)與電表實際讀數(shù)不一致，在繳費時，用戶會有疑問，使目前自動抄表系統(tǒng)未能發(fā)揮應(yīng)有作用。隨著電子電表的普及，把電力線載波通信芯片集成到電表中，就可從根本上解決上述問題。目前，有不少公司在研發(fā)全電子電表的單芯片解決方案，這是國內(nèi)外一大趨勢。

　　4、標準制定迫在眉睫

　　把電力線載波通信芯片集成到遠傳電表中，如何保證不同廠家電表能相容于同一系統(tǒng)中，又使得通信標準的制定迫在眉睫。