國內電力載波通信芯片技術(shù)及市場(chǎng)

表2 國內載波通信芯片參數表

　　1、調制方式與傳輸速率

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

　　國內載波通信產(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擴頻調相、過(guò)零同步、分時(shí)傳輸；鼎信為二進(jìn)制連續相位移頻FSK，過(guò)零同步、分時(shí)傳輸。

　　上述各家的擴頻技術(shù)各有不同特點(diǎn)。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(shí)提供200、400、800、1600bps四種可變速率；東軟：330bps；福星曉程：250/500bps；鼎信：100bps。按照現階段現場(chǎng)實(shí)際應用狀況來(lái)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(huì )FCC規定了電力線(xiàn)頻帶寬度為100~450kHZ；在歐洲由歐洲電氣標準委員會(huì )的EN50065-1規定電力載波頻帶為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(zhù)的貢獻，目前全球AMR系統均采用該頻段標準。

　　國內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

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

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

　　4、芯片技術(shù)

　　嚴格意義上講，國內載波通信方案供應商并不完全都是芯片設計研發(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(jiǎn)稱(chēng)，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、定時(shí)器/計時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅動(dòng)電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）采用超大規模集成電路技術(shù)集成到一塊硅片上構成的微型計算機系統。 [全文]

通過(guò)軟件完成物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò )層的模式。其優(yōu)點(diǎn)是降低了研發(fā)難度，但該模式會(huì )導致其核心技術(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(kāi)發(fā)的載波通信芯片產(chǎn)品。

　　五、促進(jìn)電力線(xiàn)載波芯片的發(fā)展

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

　　dsp是digital signal processor的簡(jiǎn)稱(chēng)，即數字信號處理器。它是用來(lái)完成實(shí)時(shí)信號處理的硬件平臺，能夠接受模擬信號將其轉換成二進(jìn)制的數字信號，并能進(jìn)行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強大的數據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(zhù)越來(lái)越大的作用。 [全文]

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

　　1、穩定可靠性不高

　　電力線(xiàn)通信(PLC)在歐美等地區集抄方案(AMR)中的應用已有幾十年的歷史，使用效果非常好。盡管?chē)鴥葘﹄娏€(xiàn)通信關(guān)注度非常高，但在中國本地還沒(méi)有取得明顯的成績(jì)。其中最大的障礙之一是其通信的穩定可靠性，這是所有基于載波抄表方案必須解決的一個(gè)迫切問(wèn)題，而且在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，不能提高解決方案成本。

　　2、解決通信距離問(wèn)題

　　在線(xiàn)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(shuō)加一兩級中繼，在同一配電變壓器下解決通信距離問(wèn)題。

　　3、把電力線(xiàn)載波通信芯片集成到電表中

　　電力線(xiàn)載波通信芯片集成到遠傳電表中，傳統的抄表系統用集中器采集電表脈沖，再轉換成電表讀數，造成了自動(dòng)抄表系統讀數與電表實(shí)際讀數不一致，在繳費時(shí)，用戶(hù)會(huì )有疑問(wèn)，使目前自動(dòng)抄表系統未能發(fā)揮應有作用。隨著(zhù)電子電表的普及，把電力線(xiàn)載波通信芯片集成到電表中，就可從根本上解決上述問(wèn)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，這是國內外一大趨勢。

　　4、標準制定迫在眉睫

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