國內電力載波通信芯片技術(shù)及市場(chǎng)

摘 要：電力線(xiàn)載波通信（PLC）芯片將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設引來(lái)爆發(fā)增長(cháng)。電力線(xiàn)載波通信的關(guān)鍵就是設計出一個(gè)功能強大的電力線(xiàn)載波專(zhuān)用modem芯片，可以從調制方式、傳輸速率、通信頻率、通信功率、EMI標準、芯片技術(shù)等方面開(kāi)展研究。最后指出了我國電力線(xiàn)載波芯片的發(fā)展方向。

　　一、電力線(xiàn)載波芯片市場(chǎng)前景

　　電力線(xiàn)載波通信（PLC）芯片作為改造傳統電網(wǎng)的主要手段，并且作為物聯(lián)網(wǎng)通信的有力補充，將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設引來(lái)爆發(fā)增長(cháng)。中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )CSIA預計至2014年，總需求將達到5*萬(wàn)片，未來(lái)5年復合年增速（CAGR）將達到61%，國內電力線(xiàn)載波芯片銷(xiāo)量預測見(jiàn)圖1。需求增長(cháng)來(lái)自三方面：首先受益于智能電網(wǎng)建設。電力線(xiàn)載波通信以電力線(xiàn)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)建設將直接帶來(lái)PLC 芯片的需求增長(cháng)，如電能表需求增長(cháng)在9%左右。其次來(lái)自滲透率提升。目前處于智能電網(wǎng)建設初期，PLC芯片利用率還很低，但作為未來(lái)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(lái)有望達到40%。最后還將受益于物聯(lián)網(wǎng)建設。電力線(xiàn)通信也將成為物聯(lián)網(wǎng)通信的主要補充，未來(lái)PLC應用中除智能電網(wǎng)的電能管理外，物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)控制應用將占16.8%，智能家居應用將占8.0%，安防監控將占1%。

圖1 國內電力載波芯片銷(xiāo)量預測

　　二、電力線(xiàn)載波芯片的市場(chǎng)需求空間

　　預計到2014年，我國電力線(xiàn)載波芯片的市場(chǎng)應用份額中（見(jiàn)圖2），除了應用于智能電網(wǎng)的電能管理外，工業(yè)控制應用將占16.8%，智能家居應用將占8.0%，安防監控將占1%。

圖2 2014 年我國電力線(xiàn)載波芯片應用市場(chǎng)預測

　　1、智能電網(wǎng)市場(chǎng)需求

　　配合中國的用電制度改革，以計算機為基礎的自動(dòng)抄表系統成為電力部門(mén)響應國家這一政策的解決方法。自動(dòng)抄表系統目前主要有有線(xiàn)通信技術(shù)和電力載波通信技術(shù)兩種。有線(xiàn)通信技術(shù)作為傳統方法，以其穩定性占有優(yōu)勢。但有線(xiàn)通信鋪線(xiàn)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(xiàn)，不能讓居民接受。電力載波通信技術(shù)能有效解決上述問(wèn)題，它利用現有交流電源線(xiàn)
電源線(xiàn)

　　電源線(xiàn)是用作電氣組件或設備與電源的連接線(xiàn)，通常來(lái)說(shuō)指電線(xiàn)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(xiàn)分為電線(xiàn)和插頭兩部分。 [全文]

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

　　目前主要通信方式有電力線(xiàn)載波、無(wú)線(xiàn)通信、電話(huà)線(xiàn)、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(guò)的傳輸媒介。通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì )被混淆。多數光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線(xiàn)即被稱(chēng)為光纜。光纖外層的保護結構可防止周遭環(huán)境對光纖的傷害，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(méi)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)的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8mm~10mm。芯外面包圍著(zhù)一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內。再外面的是一層薄的塑料外套，用來(lái)保護封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護。 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層。 [全文]

、電纜
電纜
　　電纜是一種用以傳輸電能信息和實(shí)現電磁能轉換的線(xiàn)材產(chǎn)品。既有導體和絕緣層，有時(shí)還加有防止水份侵入的嚴密內護層，或還加機械強度大的外護層，結構較為復雜，截面積較大的產(chǎn)品叫做電纜。 [全文]

等，各種通信方式對比見(jiàn)表1。無(wú)線(xiàn)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(lái)改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線(xiàn)圈、次級線(xiàn)圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無(wú)線(xiàn)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，當初級線(xiàn)圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線(xiàn)圈中感應出電壓（或電流）。它由鐵芯（或磁芯）和線(xiàn)圈組成，線(xiàn)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線(xiàn)圈，其余的繞組叫次級線(xiàn)圈。 [全文]

為單位的計量方式；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(wú)法實(shí)現融合下，電力公司不可能再鋪光纜；電纜和電話(huà)線(xiàn)需要將所有電表用導線(xiàn)連接，建設成本高，難以維護，不適合大范圍使用。電力線(xiàn)載波通信以已有的電力線(xiàn)為載體來(lái)傳送網(wǎng)絡(luò )信息，因此幾乎不需要基礎建設投資和日常維護費用，而且由于電力線(xiàn)在現代生活中已無(wú)處不在，可不受布線(xiàn)困擾和無(wú)線(xiàn)環(huán)境影響，實(shí)現大范圍覆蓋。