窄带电力线通信技术-longsy
电力线通信(PLC)技术与应用
电力线通信（PLC）技术与应用【摘要】PLC是利用室内的电力线实现每个房间灵活地上网，同时还可以满足多终端随时移动地需求，即PLC室内互联；解决宽带接入的最后300米的问题，即PLC宽带接入。
本文就电力线通信（PLC）技术与应用展开分析和探究。
【关键词】电力线；通信技术；应用技术背景用户通信发展的特点：用户对通信新业务体验的要求日益明显，而宽带、无线、移动是其重要特征。
用户通信一般集中在家庭、企业等少数区域。
一、PLC技术应用概述电力线通信应用分为两部分的内容（1）利用室内的电力线实现每个房间灵活地上网，同时还可以满足多终端随时移动地需求，即PLC室内互联；（2）解决宽带接入的最后300米的问题，即PLC宽带接入。
PLC技术标准PLC标准主要分为两大类：第一类是有关PLC通信技术的专用标准，有室内联网准：UPA（DS2Aitanna Technologv）、Homeplug1.0>HomePlug Turbo->HomeplugA V和楼宇接入标准：（Opera Technologyt及HomePlug BPL）。
二是相关的EMC标准主要有：CISPRI/89/CD和EN60950-1：2001.PLC 芯片发展2007年前，PLC室内互联产品主要面向互联网接入等较低速的应用，虽然DS2有较成熟的200M产品，但是价格太高，没有得到大规模发展。
且当时市场主流产品为85M电力猫，其抗干扰性较差，实际带宽难以保证iTV传送。
2007年后，Intellon200M的芯片面世；DS2芯片新增各种新的特性解决邻居网络等问题；同时，iTV、高清下载的应用在全球逐步发展起来；运营商对高性能的PLC产品的需求度提升；PLC应用与市场众多电信运营商采用电力猫作为iTV室内互联的解决方案：BT、Telefonica、neuf、FT、新加坡电信等；国内iTV业务急需室内互联解决方案，很多地市公司开始关注电力猫，如：苏州、广州、四川等；小结二、PLC室内联网技术评估室内互联技术对比PLC 室内互联各种技术比较中，PLC在保持速度可用的同时，具有环保与免布线的优点。
低压电力线载波通信技术
低压电力线载波通信技术嘿，咱今儿个就来唠唠低压电力线载波通信技术。
你说这玩意儿神奇不神奇？就好像是在那错综复杂的电力线里藏了无数条信息高速公路！想象一下，家里的电线不再仅仅只是传输电能的通道，还能同时传输各种数据和信息。
这就好比是本来只能走马车的小道，一下子变成了能跑各种豪车的大马路！以前咱得专门拉各种通信线，现在可好，直接利用现成的电力线，多省事啊！这低压电力线载波通信技术啊，就像是一个默默无闻的大功臣。
它悄咪咪地在幕后工作，让我们的生活变得更加智能和便捷。
比如说，家里的智能电表，不就是通过它来传递数据的嘛！你都不用人工去抄表了，它自动就把数据给传上去了，多厉害呀！而且哦，它的应用可广着呢！在智能家居领域，它能让各种设备之间轻松沟通，实现各种联动。
你想想，你还没到家呢，就能提前让家里的空调打开，等你一进门，哇，那叫一个凉爽！这不比你到家再开空调舒服多啦？这都是低压电力线载波通信技术的功劳呀！再看看那些工厂、企业，有了它，各种设备的监测和控制也变得更加简单高效。
不用再拉一堆乱七八糟的线了，直接利用电力线就行，这得省多少事儿啊！它就像是一个神奇的魔法，让原本普通的电力线变得充满了无限可能。
这技术是不是很牛？咱就说，要是没有它，咱的生活得失去多少便利呀！你说它怎么就能这么厉害呢？其实啊，这都是科技人员们努力钻研的结果。
他们就像一群勤劳的小蜜蜂，不断地探索、尝试，才让这低压电力线载波通信技术变得越来越好。
咱可不能小瞧了这技术，它虽然不声不响的，但却在默默地为我们的生活添砖加瓦呢！以后啊，说不定它还能给我们带来更多的惊喜和便利。
咱就好好享受这科技带来的福利吧，哈哈！你说是不是这么个理儿呢？反正我觉得这低压电力线载波通信技术真的是太了不起啦！。
宽带载波与窄带载波的对比
电力线载波通信(PLC)是一种使用电力线进行数据传输的通信技术，即利用现有电网作为信号的传输介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据传输。
目前根据所用频段的不同，低压电力线载波通信一般分为窄带电力线载波通信(10kHz~500KHz)和宽带电力线载波通信(2MHz~20MHz)，但由于低压电力线信道的特殊性和复杂性，宽带/窄带低压电力线载波通信系统实际应用的效果对比出现比较模糊的状态，而对比一般主要集中在通信速率，噪声干扰和通信距离几个方面。
(1) 通信速率问题。
Shannon 定理指出，在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率(或称信道容量)为：)1(log 2N S B C +=要增加系统的信息传输速率，则要求增加信道容量。
增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B ，或增加信噪比S/N 来实现。
其中B 与C 成正比，而C 与S/N 呈对数关系，因此，增加B 比增加S/N 更有效。
当B 增加到一定程度后，信道容量C 不可能无限的增加。
信道容量C 与信号带宽B 成正比，增加B ，势必会增加C ，但当B 增加到一定程度后，C 增加缓慢。
这是由于随着B 的增加，噪声功率N=n0B 也要增加，从而信噪比S/N 要下降，最终影响到C 的增加。
0002244.1lim 44.1)1(log lim )1(log lim lim n S B n S B B n S B N S B C B B B B ==+=+=∞→∞→∞→∞→由此可见，在信号功率S 和噪声功率谱密度n0一定时，信道容量C 是有限的，即极限传输速率Rmax 是有限的。
(2) 噪声干扰问题。
低压电力线噪声普遍存在低频区域的噪声幅度较高，而随着频率的升高，噪声幅度有降低的趋势，但频率继续升高到中频400kHz 以后，降低的趋势将变缓，即100kHz 以下频率区域噪声幅度有时是400kHz~500kHz 频率区域噪声幅度的50~100倍，而400kHz~500kHz 频率区域噪声幅度相对于2MHz~20MHz 频率区域噪声幅度一般只有几倍，甚至处于同一水平。
一种电力线通信系统窄带干扰的检测与抑制方法
一种电力线通信系统窄带干扰的检测与抑制方法周春良;迟海明;张晓辉;李铮;唐晓柯【摘要】There exists usually severe narrowband interference (NBI) in low voltage power line channel, and it has a serious impact on system performance of power line communication (PLC). Aiming at this problem, a novel detection and suppression method for NBI is proposed based on the analysis of PLC system architecture and NBI feature in electric energy data acquisition system. The method takes full advantage of the static or quasi static feature of NBI in power line, and adopts a combination of on-line analysis with software in frequency domain and real notch filtering with hardware in time domain. The method is easy to implement and it doesn't fully depend on synchronization. The simulation results show it can effectively improve detection precision, and the performance improvement of signal to interference plus noise ratio (SINR) of PLC receiver is up to 45 dB in the case of severe NBI.%在低压电力线信道中普遍存在较强的窄带干扰,严重影响电力线通信系统性能.针对此问题,在分析用电信息采集系统中电力线通信系统架构及其窄带干扰特点的基础上,提出了一种新的窄带干扰检测与抑制方法.该方法充分利用电力线窄带干扰静态或准静态的特性,采用频域软件在线分析与时域硬件实时陷波相结合的方式,具有实现简单、不完全依赖于同步的特点,仿真结果表明,该方法能有效提高检测精度,在窄带干扰十分严重的情况下,电力线通信接收机信号与干扰噪声比的性能提升高达到45 dB.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)004【总页数】6页(P10-15)【关键词】电力线通信;窄带干扰;用电信息采集;检测;陷波器【作者】周春良;迟海明;张晓辉;李铮;唐晓柯【作者单位】北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室,北京100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司国家电网公司重点实验室电力芯片设计分析实验室,北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TN915.853电力线通信（PLC）是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式，因其建设成本低、覆盖范围广等优势，在用电信息采集系统中得到了大范围的推广和应用。
低压配电网电力线载波通信与新技术
近年来，电力线载波通信(PowerLineCommunication，PLC)技术已经成为通信系统中新的研究热点，它被看成一种未来重要的现场设备总线通信技术。
然而，作为一种具有光明前景的通信方式，电力载波通信由于具有时变性、频率选择性等固有特点，使其在具体应用中还存在很多问题等待解决。
电力载波通信特点1、电力线载波通信技术概况电力线载波通信(PLC)是指利用专用调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。
早在20世纪20年代电力载波通信就开始应用到l0kV配电网络线路通信中，利用电力载波机和阻波器，在中高压配电网中传输语音、控制指令和系统状态等信息，并形成了相关国际和国家标准。
对于低压配电网来说，许多新兴的数字技术，例如扩频通信技术、数字信号处理技术和计算机控制技术等，大大提高和改善了低压配电网电力载波通信的可用性和可靠性，使电力载波通信技术具有更加诱人的应用前景。
为此，美国联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100～450kHz；欧洲电气标准委员会(CENELEC)的EN50065—1规定电力载波频带为3～148.5kHz。
这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著贡献。
尽管如此，低压配电网电力线载波通信中的很多问题仍没有得到很好解决。
同时，随着电力载波应用领域的推广和扩大，低压配电网电力载波通信成本问题、协议(标准)问题、安全问题等一系列问题也开始浮出水面。
低压配电网电力线载波通信的实用化还面临着许多考验。
2、电力线载波通信特点就低压配电网来说，电力线载波通信一般具有以下特点：(1)通信信道的时变性对载波信号来说，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各种不同性质的电力负载在低压配电网的任意位置随机地投入和断开，使信道表现出很强的时变性。
(2)通信信道的频率选择性正是由于低压配电网中存在负荷情况非常复杂、负载变化幅度大、噪声种类多且强等特点，各节点阻抗不匹配，信号很容易产生反射、驻波、谐振等现象，使信号的衰减变得极其复杂，造成电力载波通信信道具有很强的频率选择性。
PLC相关资料介绍
2DPSK 差分相干解调器原理框图和各点时间的波形 2DPSK 信号的另一种解调方法是差分相干解调（相位比较法） ，其原理框图和解调过程各点的波形如 图 2-12 所示，用这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需要由收到的 2DPSK 信号延时一个码元间隔 Ts，然后与 2DPSK 信号本身相乘。相乘器起着相位比较的作用，相乘结果反映了前后码元的相位差，经 过低通滤波器后再进行抽样判决，即可恢复出原始的数字信息，故解调器中不需要码反变换器。
第一代窄带载波技术主要使用的是基于单载波和双载波技术，调制方式主要有 PSK、FSK、S-FSK(扩 展的频移键控调制)传输速度慢（最高只有几 Kbps） 、抗干扰能力差、频带利用率低。 第 二 代 窄 带 载 波 （ NB-PLC ） 技 术 普 遍 采 用 正 交 频 分 复 用 技 术 （ Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）的多载波调制。 OFDM 的抗频率选择性衰落强、频谱利用率高、易于均衡，传输速 率可以达到 100kbps。 国内窄带领域企业的主要情况
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通常，M 取 2 的某次幂： M = 2k k=正整数 (式 2-5-3) 对于多进制 PSK 信号， 不能简单的采取一个相干载波进行相干解调。 它需要用两个正交的相干载波进行解 调。为了便于分析，不失一般性的，令式 2-4-2 中的 A=1，然后将 MPSK 信号码元表示式展开写成： sk(t)=Acos(ω 0t +θ k) =akcosω 0t −bksinω 0t(式 2-5-4) 式中：ak=cosθ k ,bk=sinθ k 。 MPSK 信号码元 sk(t)可以看做是由正弦和余弦两个正交分量合成的信号，他们的振幅分别是 ak 和 bk，并 且(ak)2+(bk)2=1.这就是说，MPSK 信号码元可以看做是两个特地个的 MASK 信号码元之和。
电力线通信（plc）技术综述
６６０中国科协２００４年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会２００４年学术年会论文集巾国·海南电力线通信（ＰＬＣ）技术综述曹惠彬（国电通信中ｏ、北京１００７６１）ＳＵＲＶＥＹｏＦＰｏＷＥＲＬＩＮＥＣｏＭＭＵＮＩＣＡＴｌ０Ｎ（ＰＬＣ）ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹＣＡｏＨｕｉ—ｂｉｎ（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＴｅｌｅｃｏｍＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７６１，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｎⅡｏｄｕｃｆｉｏｎ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｍａｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｈｅｗｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｓｔａｎｄａＩｄｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄＥＭＣｉｓｓｕｅｓｏｆｐｏｗｅｒｌｉｎｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＰＬＣ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＰｏｗｅｒｌｉｎｅｃｏｌｎｌｌｌＵｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｎｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ｆｕｎｅｔｉｏｎａｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ：Ｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ：ＥＭＣ摘要：论述了电力线通信技术概况、技术分类、功能定位、主要用途、网络体系结构特征、发展动态、标准化进展、ＥＭＣ问题等．侧重于宏观分析，不涉及技术细节。
关键词：电力线通信；技术分类；功能定位；网络体系结构特征：标准化：电磁兼容１概述电力线通信（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）是利用电力线实现信息传递的通信方式的统称，简称ＰＬＣ。
要了解电力线通信，首先必须对电力线有一个基本的了解。
电力线大致分为五类：（１）各种输电线：包括特高压输电线（ＵＨＶ，１０００ｋＶ及以上）、超高压输电线（明Ｖ，７５０、５００或３３０ｋＶ）、高压输电线（ＨＶ，２２０ｋＶ）；（２）高压配电线；１１０、６６、３５ｋＶ；（３）中压配电线：ｌＯ（２０）ｋＶ：（４）低压配电线：３８０／２２０Ｖ；（５）室内用户线：我国一般为单相２２０Ｖ。
电力线载波通信系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
2、调制方法
电力线载波机采用得调制方式主要有双边带 幅度调制、单边带幅度调制和频率调制三种, 其中单边带幅度调制方法应用最为普通。
远动信号就是脉冲序列。为使她能和话音信号同 时传输,需经过调制解调器将脉冲信号调制在远 动信号频段内得音频上,然后才能通过送入载波 机得远动入口。所以,对电力线载波机而言,远动 信号就是指已调得音频信号,通常采用频移键控 (FSK)方式传输。
电力线载波通信系统
1、概述
电力线载波通信(Power Line Carrier PLC)就是利用输电线作 为传输通路得载波通信方式,用于电力系统得调度通信、远动、 保护、生产指挥、行政业务通信及各种信息传输。 一、电力线载波通信得特点 1、独特得耦合设备(电力线上有工频大电流通过,载波通信设备 必须通过高效、安全得耦合设备才能与电力线相连。这些耦合 设备既要使载波信号有效传送,又要不影响工频电流得传输,还要 能方便地分离载波信号与工频电流。此外,耦合设备还必须防止 工频电压、大电流对载波通信设备得损坏,确保安全。) 2、线路频谱安排得特色性(决定因素:①电力线本身得高频特性; ②避免50Hz工频得干扰;③考虑载波信号得辐射对无线电广播及 无线电通信得影响。我国统一规定电力线载波通信使用得频率 范围为40～500kHz。 3、线路存在强大得电磁干扰(由于电力线上存在强大得电晕等 干扰噪声,因此要求电力线载波设备具有较高得发信功率,异获 得必须得输出信噪比)
③低压电力线载波指用于380v及以下电压等级得电力线载波通信 设备。载波线路状态极差,主要传输电力线上网、用户抄表及 家庭自动化得信息和数据。
2、从使用得带宽角度划分
从使用得宽带角度来说,电力线载波通信分为宽带电力 线载波通信(Brodband Power Line munication,BPLC) 和窄带电力线载波设备。所谓电力线宽带通信技术就就 是指带宽限定在2M～30MHz之间、通信速率通常在 1Mbit/s以上得电力线载波通信技术,她多采用先进得 OFDM技术,实现高速数据传输。所谓窄带电力线载波通 信技术就就是指带宽限定在3～200kHz、通信速率小于 1Mbit/s得电力线载波通信技术,她所采用普通得PSK技
窄带物联网通信技术的设计与实现
窄带物联网通信技术的设计与实现窄带物联网（Narrowband Internet of Things，NB-IoT）通信技术是一种专门针对物联网应用而设计的新一代低功耗、广覆盖、低成本、高连接密度的无线通信技术。
它能够为物联网提供长距离传输、深室内穿透和低功耗的特性，为广泛的物联网应用场景提供支持。
下面将从设计和实现两个方面，探讨NB-IoT通信技术的特点和优势。
首先，通过精心设计NB-IoT通信技术，可以实现对物联网应用覆盖范围的扩大。
NB-IoT可以在现有的GSM网络和LTE网络上进行部署，可以很好地利用既有的基站和频谱资源，减少了网络建设的成本。
同时，NB-IoT能够提供更广阔的室内和室外覆盖范围，克服传统无线通信技术在室内终端信号弱和室内外覆盖不一致的问题。
这使得NB-IoT可以广泛应用于智能家居、智能城市、智能农业等各个领域。
其次，NB-IoT通信技术在连接密度和能效方面也有显著优势。
NB-IoT采用窄带技术，其带宽只有200kHz，相比于传统的蜂窝通信技术，能够支持更多的连接数量。
这对于物联网场景下大规模终端设备的连接是非常重要的，使得NB-IoT在物联网应用中能够实现高密度部署。
同时，NB-IoT采用的低功耗设计，使得终端设备可以持续较长时间的工作，不仅延长了设备的使用寿命，也降低了维护成本。
在实现方面，NB-IoT通信技术依赖于物联网模块和相关的网络架构。
物联网模块通常包括处理器、无线通信芯片、传感器等，这些模块能够实现数据的采集和处理，并通过NB-IoT通信技术将数据传输给云平台。
网络架构方面，NB-IoT通信技术支持设备到设备（D2D）通信，提供了直连和中继两种通信模式，通过中继技术可以实现更广阔的覆盖范围。
同时，物联网应用也需要云平台的支持，通过云计算、大数据分析等技术对数据进行处理和管理，为用户提供更智能、便捷的服务。
总结起来，NB-IoT通信技术通过精心的设计和实现，能够满足物联网应用对于广覆盖、高密度连接和低功耗的需求。
电力线通信技术第七章
7.1.2 低压电力线载波通信协议的设计
• 1．协议的基本要求 • 制定数据通信协议（DCP）规范的方法依赖于最新的
标准和服务实体的集合。组成协议层的不同服务实体 的方法要保证整个系统的平衡性和稳定性。协议的选 择取决于以下各种因素： • 寻求在低波特率和高传输次数下的高效率； • 寻求通往集中器节点的最佳通道； • 电力线信道作为通信信道的干扰； • 对网络互连的要求比较低，但管理自动化功能要好； • 成本比较低。
•电力线通信划分
•
频率带宽角度划分：窄带PLC（NB-PLC）和宽
带PLC（BB-PLC） ；
•
通信速率角度划分：低速PLC（LS-PLC）和高
速PLC（HS-PLC）；
•
电压等级角度划分：高压配电线（35 kV以上）
、中压配电线（30 kV/10 kV）和低压配电线（低于
380 V）。
7.1.1 协议模型分析
7.1.2 低压电力线载波通信协议的设计
• 2．数据传输原理 一般来说，通信协议需要满足几个要求： • 独立于物理网络拓扑结构； • 独立于硬件设计； • 独立于调制方案。 • 网络通信由“启动方”（集中器）对其下属的所有“服务
器”（采集器）进行组织和管理。只有当“启动方”发出 请求时，“服务器”才可以访问介质。路由协议嵌于“启 动方”（集中器）的应用进程中，在比较恶劣的传输环 境下（如高噪声、强衰减等），必须能够提供中继机 制来保证整个网络的有效通信。
7.1.1 协议模型分析
2．现有的家庭总线协议 •（2）LonTaIk协议 •LON（Local Operating Network）是美国Echelon公司 于1991年推出的局部操作网络，为集散式监控系统提供 了强大的实现手段。LonTalk协议由各种允许网络上不同 设备间彼此智能通信的底层协议组成，提供一整套通信 服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设 备发送和接收报文，而无需知道网络的拓扑结构或者网 络的名称、地址或其他设备的功能。在LonTalk协议的协 调下，以往那些孤立的系统和产品融为一体，形成了一 个网络控制系统。它最大的特点是对OSI七层协议的支持 ，是直接面向对象的网络协议。通信介质不受限制，包 括电力线、双绞线、无线（RF）、红外（IR），以及同 轴电缆和光纤，并可在同一网络中混合使用。
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精品 welcome 1. 窄带电力线通信技术： 1） 中压窄带载波一般采用10-500KHz频段 2） 速率150-2400bps，采用OFDM调制可达100kbps以上 3） 传输距离较长，架空线路距离大于10km 4） 调制技术FSK、PSK，新型技术采用OFDM
近年来，随着低压电力线载波通信技术逐步完善，国内有十余家企业专注于技术开发和应用，采用的技术主要有扩频加窄带频移键控（FSK）、扩频加窄带相移键控（PSK）、正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）等，在用电信息采集、智能家居能源管理、楼宇监视和路灯控制等领域均有大规模的应用。 国内比较主流的低压电力线窄带载波通信技术方案及应用如错误!未找到引用源。所示： 表 1国内比较主流的低压电力线窄带载波应用现状
中心频率 调制方式 频带宽度 (kHz) 波特率 (bps) 典型厂商 数量 （万只） 市场占有率 270kHz BFSK +扩频 30 100-800 青岛东软 2,431.24 34.86% 421kHz BFSK +扩频 40 50-1.2k 青岛鼎信 1,828.82 26.22% 120kHz BPSK +扩频 15 250/500 北京福星晓程 1,601.61 22.96% 76.8kHz QPSK +扩频 32 200-1.6k 上海弥亚 微电子 211.98 3.04%
除了以上低压电力线载波通信方案，近两年在国家电网集中招标中也出现过100kHz、175kHz、300kHz等多种频率方案，由于大部分通信厂家采用各自的企业标准，频率选择、调制方式、传输技术及组网技术各有特点，难以实现互操作问题。
国内窄带电力载波通信技术发展现状 一、国内现有载波通信技术特点 精品 welcome 现有的低压载波通信芯片的技术特点可以从调制方式、传输速率、通信频率、通信功率、EMI标准、芯片技术等方面来分析。
1.调制方式与传输速率 目前电力线载波通信常用的扩频技术主要有：直接序列扩频、线性调频Chirp和正交频分复用OFDM等。此外，跳频FH、跳时TH以及上述各种方式的组合扩频技术也较为常用。 国内载波通信产品主要采用直接序列扩频技术。其中 东软为FSK，15 位直序列扩频通信； 福星晓程DPSK 63 位直序扩频； 弥亚微为QPSK扩频调相、过零同步、分时传输； 鼎信为二进制连续相位移频FSK，过零同步、分时传输。 上述各家的扩频技术各有不同特点。对载波通信芯片性能最直接影响在于可靠性和传输速率。 目前这四家中，传输速率分别为： 弥亚微，同时提供200、400、800、1600bps四种可变速率； 东软：330bps； 福星晓程：250/500bps； 鼎信：100bps。 按照现阶段现场实际应用状况来看100至500bps速水平仅能用于普通抄表功能，如果涉及到远程控制（断送电）和管理功能则需要提供更高速率保证。
2.通信频率 关于通信频率，在美国由联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHZ；在欧洲由欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3~148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献，目前全球AMR系统均采用该频段标准。 国内载波通信芯片中符合欧洲标准的为2家，分别是福星晓程120KHz和弥亚微57.6KHz/76.8KHz/115.2KHz三种可选。
3.通信功率及EMI指标 国内东软、福星晓程、鼎信等多数载波通信方案为了针对国内电力信道环境中的衰减，均采取加大通信传输功率等做法。在实际产品化的过程中，基本上做到3W至5W，有的电表厂甚至做到了8W，这种做法是绝对不可取的。 首先，这种做法导致电表产生的功耗损失无疑增加的线损，造成大量的能源浪费，这也有悖于国网公司上集抄系统的初衷； 其次，如此大的功率传输将会严重污染电力线信道环境，我们原来是恶劣的电力线信道环境的受害者，现在却也能成为最大的制造者。 就目前研究了解的情况，国内只有弥亚微的载波芯片Mi200E采取低功耗设计。其发送信号时的功率仅为0.4W，在保证可靠的通信性能的同时该芯片EMI等相关指标满足欧洲标准。
4.芯片技术 严格意义上讲，国内载波通信方案供应商并不完全都是芯片设计研发企业，像东软和鼎信均是采用MOTROLA的MC3361＋单片机通过软件完成物理层、MAC层、网络层的模式。其优点是降低了研发难度，但该模式会导致其核心技术（相关软件）容易泄密或被解密，安全性值得探讨。福星晓程和弥亚微均是完全自主开发的载波通信芯片产品。 精品 welcome 二、国内载波芯片产品分析 青岛东软 该公司是国内较早对低压载波进行投入的厂家，目前市场分额较大。 主要产品主要特点是：采用FSK调制方式，信号频率为270K；软件相关器和匹配滤波器，63位码序列，码速率20.8k波特；自适应数字信号处理和模糊处理技术，具备前向纠错功能；帧中继转发机制，支持3级中继深度。 但东软的载波方案不满足相关国际标准，通信模块的EMI特性难以满足，会对电网带来比较大的谐波干扰。同时，由于使用MC3361＋单片机的模式，载波方案的集成度不高。同时由于外置功放的使用，外部分立元器件一致性问题的影响，带来调试，安装，现场施工的一系列问题，从而会对集抄系统的稳定性，可靠性带来影响。
福星福星晓程 福星晓程于2000年前后推出载波ASIC芯片，其集成度比东软的要高，在国内的份额同东软差不多。 其产品PL3105 采用的是PSK调制直序扩频方式，载波频率为120K，码元速率500bps，伪码为15的M序列。它内部集成了2 路16 位的A/D，LED/LCD 显示控制模块，3 个定时器，2 个多功能串口。 由于PL3105采用数字解调、解扩，抗干扰性能好于东软，在实际使用中物理层的通信距离较好。但其载波芯片实质是一个带载波MODEM的单片机，只有物理层，链路层、应用层需要各厂家自己开发，加大了开发难度和开发周期；同时由于各厂家的链路层协议不尽相同，出现了同是采用福星晓程芯片也未必能互联互通的尴尬局面。另外其推出的中继算法不太实用也限制了其的发展。
弥亚微电子 弥亚微电子的Mi200E是国内目前唯一一款既满足国内市场需求，又符合国际标准的高性能载波通信芯片。 Mi200E采用了直接序列扩频、数字信号处理、数字功率放大等新技术，该电路应用在电力线通信方面具有较强的抗干扰及抗衰减性能。MI200E是内部集成了扩频解扩、调制解调、输入信号整形放大、数字功率放大器、市电检测、高性能带通滤波器、数模转换接口以及与单片机(MCU)串口通信等功能。同时为上层网络协议提供载波侦听和有效帧指示信号。 Mi200E具备可变扩频增益，提供 200、400、800和1600bps四种不同的通信速率，满足现场的各种需求；三种可选的载波频率；低功耗设计,最大发射功耗仅为0.4W；Mi200E符合 EN50065-1以及IEC61000-3-8 标准所规定的低压电力线载波通信信号频段以及EMI的要求。 过零同步传输技术是弥亚微高性能载波通信芯片Mi200E的核心技术。Mi200E以电力线的过零时间为时间基准进行信号同步，使通信信号工作在以零点为中心的6.6ms时间内。该区域电网噪声最弱，网上干扰最小，负载阻抗较轻，在这段时间里进行通信避开了电力线上负载较重的时间段，同时解调算法采用时间分集的方式，大大提高了通信的稳定性和可靠性；同时也能保证各相之间不能相互通信，使主站能够正确区分每一个电表的相别；不同相别的准确区分为中继的实现提供了可靠的保证，且由于跨相抄收而引起的中继不稳定现象得到了根除。 Mi200E应用电路简单，内置数字功放大大减少了载波电表的外围电路器件要求，在大批量生产时保证产品一致性好，调试容易，可靠性高；同时有效降低BOM成本，后期维护成本大大降低。 不仅如此，弥亚微还为电表厂提供具备“自动路由、自动中继、自我学习”机制的高效载波通信网络协议配合Mi200E的应用。
青岛鼎信 这是一家新成立的公司，其核心技术人员均来自于青岛东软，目前的技术方案实际是以吉林省公司为精品 welcome 主导提出、由鼎信来具体实现和加以完善。 鼎信产品主要特点：软件相关器和匹配滤波器，80 位正交码序列；扩频通信技术；高效率前向纠错；BFSK 调制、半双工通信；码速率每相50bps、100bps；帧中继转发机制，数据链路层支持中继深度可达32 级；接收信号强度权重参数指示，为中继搜索算法提供支持，提高通信系统稳定性；四层网络结构：物理层、数据链路层、网络层、应用层，其中应用层通信协议针对DL/T645-1997 通信规约进行了专门优化； 鼎信是继弥亚微之后，第二家采用过零同步传输技术的载波通信方案提供商。其以电力线的过零时间为时间基准进行信号同步，使各相工作在以本相零点为中心的3.3ms时间内。 鼎信的不足在于： 第一，其传输速率仅为50,100bps，该速率仅能做为抄表应用，如果想实现远程控制和智能电网管理功能则会力不从心，这是一个潜在的隐患。 其二，中心频点过高。传输频率：421.1KHz ，超过欧洲标准，随着国内标准化进程的逐步加强是潜在的风险。 其三，通信模块的发射功率大，从而载波电表的功耗较大，难以满足国网规约对表计的整体功耗要求；EMI特性难以满足，会对电网带来比较大的谐波干扰。 其四，与东软的载波方案类似，由于使用MC3361＋单片机的模式，载波方案的集成度不高。同时由于外置功放的使用，外部分立元器件一致性问题的影响，带来调试，安装，现场施工的一系列问题，从而会对集抄系统的稳定性，可靠性带来影响。
三、结论 综上所述，目前国内主要的载波通信芯片产品仍然处于快速成长阶段，各种技术方案均有很大的发展空间。作为后来居上的新技术方案代表的弥亚微，其可靠性与满足国际标准是其他方案所不具备的优势，应该予以大力推广。其我们必须坚持实事求是，以科学的发展观，客观评价每一项技术方案，每一款载波通信芯片和每一个成长中的载波通信技术创新企业，为国内集抄市场的发展和智能电网的建设奠定良好的基础。
四、国内载波通信芯片参数简表
品牌 青岛东软 福星晓程 弥亚微 青岛鼎信 成立时间 1993年 2000年 2004 2008年