前言

　  使用電力線載波技術，在現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡上實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸，不需要另外布線，各種用電設備之間可以在花費最少的情況下，組成智能網(wǎng)絡。

　  世界上很多公司在電力線載波技術領域均積累了豐富的經(jīng)驗，其中比較引人矚目的是美國Echelon公司的LonWorks電力線傳輸技術。在世界上規(guī)模最大的電力線載波網(wǎng)絡，即意大利Enel全國電表聯(lián)網(wǎng)項目中，每一個智能電表中均使用了Echelon公司的電力線收發(fā)器。該項目的規(guī)模是2700萬個電表。

    電力線情況概述

    在電力線上使用電力線載波技術進行數(shù)據(jù)傳輸時，會遇到巨大的挑戰(zhàn)。電力線具有高噪聲、高衰減、信號畸變大的特點,而且在不同的建筑內(nèi)，不同的應用場合，不同地區(qū)，不同國家，電力線通信的性能差別很大。即使在同一地點，每天中在不同的時段，通信效果都不一樣!因此要可靠地實現(xiàn)電力線載波通信，必需采用高級的調(diào)制解調(diào)器技術。這樣的技術應該是，第一，技術的實現(xiàn)成本要低；第二、要基于開放式的標準；第三、無論在電力線環(huán)境還是非電力線環(huán)境都能可靠地工作；第四、由于不同國家對電力線載波頻率的要求不同，載波技術必須符合全球各地對電力線載波頻率的規(guī)范要求；第五、使用該技術的產(chǎn)品應該容易開發(fā)；第六、當電力線載波技術應用在消費類產(chǎn)品中時，必須能實現(xiàn)即插即用，即OEM產(chǎn)品不需要額外的安裝開銷；第七、要提供研發(fā)商業(yè)工程系統(tǒng)應用的工具；第八、對現(xiàn)有的布線不用任何調(diào)整，不需要增加網(wǎng)絡調(diào)整設備：如放大器、相間耦合器等。在世界各地、在房間中的任何插座之間都可以可靠通信；第九、高集成度，需要的外部器件越少越好。可實現(xiàn)緊湊的設計，能用在體積要求高的設備中。

    埃施朗公司的電力線傳輸技術

    美國埃施朗公司的電力載波技術完全滿足上述要求，是用于ANSI 709.1即LonWorks控制網(wǎng)絡的傳輸技術，用于構建開放的、對等的、分布的、平坦的、端到端的智能控制網(wǎng)絡，是一種低速的數(shù)據(jù)通信技術，是美國ANSI
709.2標準。

    在過去的十幾年中，Echelon公司在電力線通信領域一直是充當先鋒的角色。在全世界，目前有超過２千萬個使用該技術的電力線節(jié)點應用在家庭自動化、公共設施、商業(yè)樓宇、交通運輸和工業(yè)應用等領域。埃施朗公司在電力線領域持有38項美國專利，是唯一的一家同時掌握擴頻和窄帶收發(fā)器技術的公司。

    表一中，列出了幾種Echelon公司電力線載波收發(fā)器的基本參數(shù)比較。

表一 埃施朗公司的電力線載波收發(fā)器

　　埃施朗公司的應用擴頻技術的電力線載波收發(fā)器已不再生產(chǎn)，現(xiàn)已被更可靠的雙頻窄帶BPSK收發(fā)器取代。作為同時掌握電力線擴頻調(diào)制技術和窄帶BPSK技術的公司，埃施朗公司做了很多試驗來比較兩種技術在不同應用場合對各種產(chǎn)生電力線噪聲設備的適應能力。測試結果如表二。

表二 幾種電力線載波技術的應用測試結果

　　從表二可以看出，埃施朗公司的窄帶BPSK電力線載波技術，比普通的常規(guī)窄頻和擴頻載波技術有巨大的優(yōu)勢，該技術適應各種復雜的應用場合。

　　經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，無數(shù)的應用案例，證明了埃施朗公司電力線載波技術無于倫比的通信可靠性，國內(nèi)使用過埃施朗公司電力線收發(fā)器的用戶也有同樣的體會。

　　埃施朗公司北京辦事處曾經(jīng)和國內(nèi)的用戶合作，對中國的電力線的環(huán)境進行過必要的測試，測試的結果很令人滿意。

　　埃施朗公司PLT-22電力線收發(fā)器，采用了數(shù)項獨特的技術創(chuàng)新，以確保通信的可靠性，包括:自動雙頻切換，窄帶技術，使用了數(shù)項專利的數(shù)字處理邏輯算法，功能強大的輸出放大器，專利的、低開銷的前向糾錯算法等。這些技術應用的結果，就是真正實現(xiàn)了智能設備的即插即用，在安裝網(wǎng)絡時，無須對現(xiàn)有布線進行任何調(diào)整。自動雙載波頻率運行是指，當首選頻率由于噪聲阻斷時，收發(fā)器會自動切換到第二頻率進行數(shù)據(jù)通信。

　　埃施朗公司的智能電力線收發(fā)器PL 3120和PL 3150

　　埃施朗公司于2003年推出了智能電力線收發(fā)器PL 3120和PL 3150。智能電力線收發(fā)器與PLT-21/22收發(fā)器完全兼容。智能電力線收發(fā)器，基本由以下三部分組成：三個8位處理器的神經(jīng)元芯片核，電力線模擬集成電路和電力線DSP集成電路。其中神經(jīng)元芯片核的三個8位處理器分別是：MAC處理器、網(wǎng)絡處理器和應用處理器。集成在片上的存儲器，用于應用程序、網(wǎng)絡管理、ANSI-709.1 協(xié)議的執(zhí)行、存儲唯一的 48-位 Neuron ID等。智能電力線收發(fā)器的工作溫度為-40~+85?C，支持的外部時鐘頻率為6.5536MHz和10MHz，（此時智能電力線收發(fā)器分別工作在CENELEC的A波和C波段），支持硬件全雙工的UART/SPI串口等。智能電力線的目的就是為用戶降低成本，使用智能電力線收發(fā)器，在設備中增加電力線通信功能時，花費相當于以前的1/3 。PL 3120和PL 3150的基本參數(shù)對比見表三。

表三 PL3120和PL3150

　　符合全球的電力線載波頻率限制要求

　　很多國家在電力線通信上，對使用頻率有嚴格的要求，例如在歐洲和部分非洲地區(qū)，電力線載波的頻率要求如下：