國內電力載波通信芯片技術及市場

表2 國內載波通信芯片參數表

　　1、調制方式與傳輸速率

　　目前電力線載波通信常用的擴頻技術主要有：直接序列擴頻、線性調頻Chirp和正交頻分復用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也較為常用。

　　國內載波通信產品主要采用直接序列擴頻技術。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、過零同步、分時傳輸；鼎信為二進制連續相位移頻FSK，過零同步、分時傳輸。

　　上述各家的擴頻技術各有不同特點。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。按照現階段現場實際應用狀況來看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

　　關于通信頻率，在美國由聯邦通信委員會FCC規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的發展做出了顯著的貢獻，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境中的衰減，均采取加大通信傳輸功率等做法。在實際產品化的過程中，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，這種做法導致電表產生的功耗損失無疑增加的線損，造成大量的能源浪費，這也有悖于國網公司上集抄系統的初衷；其次，如此大的功率傳輸將會嚴重污染電力線信道環境，我們原來是惡劣的電力線信道環境的受害者，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等相關指標滿足歐洲標準。

　　4、芯片技術

　　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企業，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、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、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集成到一塊硅片上構成的微型計算機系統。 [全文]

通過軟件完成物理層、MAC層、網絡層的模式。其優點是降低了研發難度，但該模式會導致其核心技術（相關軟件）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的載波通信芯片產品。

　　五、促進電力線載波芯片的發展

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

　　dsp是digital signal processor的簡稱，即數字信號處理器。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換成二進制的數字信號，并能進行一定形式的編輯，還具有可編程性。由于強大的數據處理能力和快捷的運行速度，dsp在信息科學領域發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展，也對國內相關產業提出更高要求。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、穩定可靠性不高

　　電力線通信(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。盡管國內對電力線通信關注度非常高，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，造成了自動抄表系統讀數與電表實際讀數不一致，在繳費時，用戶會有疑問，使目前自動抄表系統未能發揮應有作用。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中，又使得通信標準的制定迫在眉睫。