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　  前言

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

　  世界上很多公司在電力線載波技術(shù)領(lǐng)域均積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，其中比較引人矚目的是美國(guó)Echelon公司的LonWorks電力線傳輸技術(shù)。在世界上規(guī)模最大的電力線載波網(wǎng)絡(luò)，即意大利Enel全國(guó)電表聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中，每一個(gè)智能電表中均使用了Echelon公司的電力線收發(fā)器。該項(xiàng)目的規(guī)模是2700萬(wàn)個(gè)電表。

    電力線情況概述

    在電力線上使用電力線載波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，會(huì)遇到巨大的挑戰(zhàn)。電力線具有高噪聲、高衰減、信號(hào)畸變大的特點(diǎn),而且在不同的建筑內(nèi)，不同的應(yīng)用場(chǎng)合，不同地區(qū)，不同國(guó)家，電力線通信的性能差別很大。即使在同一地點(diǎn)，每天中在不同的時(shí)段，通信效果都不一樣!因此要可靠地實(shí)現(xiàn)電力線載波通信，必需采用高級(jí)的調(diào)制解調(diào)器技術(shù)。這樣的技術(shù)應(yīng)該是，第一，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成本要低；第二、要基于開(kāi)放式的標(biāo)準(zhǔn)；第三、無(wú)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(guó)家對(duì)電力線載波頻率的要求不同，載波技術(shù)必須符合全球各地對(duì)電力線載波頻率的規(guī)范要求；第五、使用該技術(shù)的產(chǎn)品應(yīng)該容易開(kāi)發(fā)；第六、當(dāng)電力線載波技術(shù)應(yīng)用在消費(fèi)類產(chǎn)品中時(shí)，必須能實(shí)現(xiàn)即插即用，即OEM產(chǎn)品不需要額外的安裝開(kāi)銷；第七、要提供研發(fā)商業(yè)工程系統(tǒng)應(yīng)用的工具；第八、對(duì)現(xiàn)有的布線不用任何調(diào)整，不需要增加網(wǎng)絡(luò)調(diào)整設(shè)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(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)，能用在體積要求高的設(shè)備中。

    埃施朗公司的電力線傳輸技術(shù)

    美國(guó)埃施朗公司的電力載波技術(shù)完全滿足上述要求，是用于ANSI 709.1即LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)，用于構(gòu)建開(kāi)放的、對(duì)等的、分布的、平坦的、端到端的智能控制網(wǎng)絡(luò)，是一種低速的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，是美國(guó)ANSI
709.2標(biāo)準(zhǔn)。

    在過(guò)去的十幾年中，Echelon公司在電力線通信領(lǐng)域一直是充當(dāng)先鋒的角色。在全世界，目前有超過(guò)２千萬(wàn)個(gè)使用該技術(shù)的電力線節(jié)點(diǎn)應(yīng)用在家庭自動(dòng)化、公共設(shè)施、商業(yè)樓宇、交通運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域。埃施朗公司在電力線領(lǐng)域持有38項(xiàng)美國(guó)專利，是唯一的一家同時(shí)掌握擴(kuò)頻和窄帶收發(fā)器技術(shù)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(yīng)用擴(kuò)頻技術(shù)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(shí)掌握電力線擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)和窄帶BPSK技術(shù)的公司，埃施朗公司做了很多試驗(yàn)來(lái)比較兩種技術(shù)在不同應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)各種產(chǎn)生電力線噪聲設(shè)備的適應(yīng)能力。測(cè)試結(jié)果如表二。

表二 幾種電力線載波技術(shù)的應(yīng)用測(cè)試結(jié)果

　　從表二可以看出，埃施朗公司的窄帶BPSK電力線載波技術(shù)，比普通的常規(guī)窄頻和擴(kuò)頻載波技術(shù)有巨大的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展，無(wú)數(shù)的應(yīng)用案例，證明了埃施朗公司電力線載波技術(shù)無(wú)于倫比的通信可靠性，國(guó)內(nèi)使用過(guò)埃施朗公司電力線收發(fā)器的用戶也有同樣的體會(huì)。

　　埃施朗公司北京辦事處曾經(jīng)和國(guó)內(nèi)的用戶合作，對(duì)中國(guó)的電力線的環(huán)境進(jìn)行過(guò)必要的測(cè)試，測(cè)試的結(jié)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(xiàng)獨(dú)特的技術(shù)創(chuàng)新，以確保通信的可靠性，包括:自動(dòng)雙頻切換，窄帶技術(shù)，使用了數(shù)項(xiàng)專利的數(shù)字處理邏輯算法，功能強(qiáng)大的輸出放大器，專利的、低開(kāi)銷的前向糾錯(cuò)算法等。這些技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果，就是真正實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備的即插即用，在安裝網(wǎng)絡(luò)時(shí)，無(wú)須對(duì)現(xiàn)有布線進(jìn)行任何調(diào)整。自動(dòng)雙載波頻率運(yùn)行是指，當(dāng)首選頻率由于噪聲阻斷時(shí)，收發(fā)器會(huì)自動(dòng)切換到第二頻率進(jìn)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(gè)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(gè)8位處理器分別是：MAC處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器。集成在片上的存儲(chǔ)器，用于應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)管理、ANSI-709.1 協(xié)議的執(zhí)行、存儲(chǔ)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(shí)鐘頻率為6.5536MHz和10MHz，（此時(shí)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(shè)備中增加電力線通信功能時(shí)，花費(fèi)相當(dāng)于以前的1/3 。PL 3120和PL 3150的基本參數(shù)對(duì)比見(jiàn)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(guó)家在電力線通信上，對(duì)使用頻率有嚴(yán)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：