PLC国内外发展现状

国外对电力线通信的研究开始较早,1978年,Pico Electronics公司研发了国际通用的面向智能家居的电力线通信协议X10,成为全球第一个利用电力线控制电器设备的标准。该协议利用50Hz(或60Hz)的交流电过零点时刻进行数据传输[3],因而数据速率很慢,传输一条指令需要约Is,且只能传输有限的控制信号。但它的出现,使得电力线通信成为现实。1990年,英国联合电力公司的子公司Norweb通讯开始对电力线通信进行研宄并于1995年与加拿大的北电网络(Nortel)公司联合研发电力线通信这项新技术。在随后的两年里,这两家公司在英国曼彻斯特对20个居民用户进行了成功试验,但并未得到推广。同年10月两家公司在电力线通信的关键技术点上取得重大突破,利用其新开发的DPL(Digital Power Line)实现了1Mbps的远程通信,从而将电力线网络变成了信息的高速公路[4],被认为是电力线通信发展历史的又一里程碑。

目前国外对于电力线通信的研宄从技术上主要分为两大方向:一类是窄带电力线通信的研究,其带宽在不同的国家地区有不同的规定,美国为50-450KHZ,欧洲为148.5KHZ(其中95KHZ以下用于接入,95KHz以

上用于户内通信),主要应用于智能抄表,设备管理,照明控制等领域。另一类为宽带电力线通信的研究,在美国指4-20MHZ频段,主要用于户内通信;在欧洲尚无统一的标准,欧洲电信标准组织(ETSI)的标准将它定为1.6-10MHZ作为户外接入,10-30MHZ作为户内通信,欧洲电工标准化委员会(CENELEC)制定的标准以13MHz 为分界点。宽带PLC主要应用于Internet接入,视频监控等高速数据通信和多媒体信息传输领域。

致力于宽带电力线通信研究的主要有家庭插电联盟(HPA,HomePlug Powerline Alliance)、电力线通信论坛、IEEE P1901工作组等。其中HomePlug联盟于2001年推出了 HomePlug 1.0版本技术规范【5],实现14Mbit/s的速率,应用于家庭内部互联。2005年推出HomePlug AV技术规范,实现200Mbit/s的速率,主要应用于家庭内部多媒体数据通信。该技术的代表产品主要是InteU<)n(己经被Atheros收购)的电力线芯片,目前市面上大多数的电力线以太网Modem采用该公司产品。

美国电气电子工程师协(IEEE)会于2005年7月成立P1901工作组,主要工作目标是统一宽带电力线通信技术的标准。其具体工作内容包括宽带电力线通信的户外接入、户内宽带互联以及两者的互操作性三部

分。该工作组于2009年提出G.hn草案,旨在建立包括电力线网络、电话线和同轴电缆在内的有线家庭网络的通用标准,实现高达Gbis/s的速率。

窄带电力线通信技术虽然目前种类繁多,但并未像宽带PLC —样形成若干有基于G3-PLC的电力线通信接收机的设计与实现影响力的成熟标准。意法半导体(ST),以色列Yitran等公司均有应用于AMR系统的窄带PLC芯片,但这些技术大多只是实现了物理层协议,而未能提供包括上层协议的成套解决方案,需要用户或系统商另行开发。2007年由西班牙Iberdrola公司发起,数十家公司联合成立了PRIME联盟(PoweRHne Intelligent MeteringEvolution),并完成了窄带电力线通信标准PRIME。另一个是2009年公布的由法国ERDF公司组织研发的的G3-PLC标准,本文将在接下来的章节中对它进行详细介绍。

国内发展现状

我国对电力线通信技术的研宄起步较晚,目前多数研究主要针对电力线通信应用所做的系统级研发,针对底层技术如芯片级研发很少。深圳国电科技通信公司采用了美国HomePlug 1.0技术研制生产了14Mbps的宽带电力线通信产品。2005年,中电飞华公司在北京地区对397个小区进行了电力线通信设备的

安装、测试和试验,并开通了近3万户的收费用户。在中压PLC方面,中电飞华、深圳国电等公司也相继进行了小规模的点对点连通实验,并在某些地区进行了配网用电自动化管理的试点。华为等传统通信公司也在积极进行电力线通信芯片的研发。

在标准制定方面,有由原国电通信中心牵头制定的《低压电力线通信宽带接入系统技术要求》和《低压电力线宽带接入系统测试规范》,以及国家电网公司企业标准《低压电力线高速数据通信技术标准》等。但由于各方标准存在一定的不兼容,并且对于一些问题至今很难达成一致,因此电力线通信技术标准化工作至今仍在缓步进行。

缺乏自主研发的成熟的技术标准,未能在国际有影响力的电力线通信组织和电力线通信标准制定中占有一席之地是我国当前的研宄现状。目前,很多高校在积极的进行针对电力线通信、组网等方面的理论研究和自主创新活动,以追赶国际先进水平。在电力线通信领域,我国尚处于起步阶段,因此具有广阔的发展空间。