标签: 电力线通信

——WIZnet产品应用小例34：电力线通信系统         PLC，即电力线通信，它通过利用传输电流的电力线作通信载体，使其具有极大的便利性。传统设备只要通过已有的配电网络就能接入PLC，可是说PLC是一个很有前途的通信方式。各种设备通过现有的布线系统连为一起后，再集中通过WIZnet的以太网控制模块接入网络，PLC成熟的配电网络和WIZnet出色的以太网接入功能，两者结合，相得益彰！ 更多产品应用小例，参见WIZnet产品应用小例全系列( http://blog.iwiznet.cn/?cat=686 ) ——————————————————– WIZnet专注全硬件TCP/IP协议栈，面向嵌入式开发应用，为物联网发展助力！ WIZnet中文官方网站：http://www.iwiznet.cn/

3G移动宽带在中国的兴起一度遮掩了其他宽带接入技术发展缓慢的现实，然而这种现状或许即将被打破。 中国大多数人群可能对电力线上网不敢兴趣，但我不得不重申，美国、中国、韩国已经是在智能电网上走得比较快的国家。 “中国大多数人群可能对电力线上网不敢兴趣，但我不得不重申，美国、中国、韩国已经是在智能电网上走得比较快的国家。”日前，西班牙DS2公司总裁兼CEO Jorge Blasco博士对计世网表示:“宽带电力载波技术已经在中国具备了良好的生存土壤。”DS2公司是全球电力线载波芯片的著名厂商，于2004年率先推出速率达200bps的宽带电力载波技术，并且与中国国家电网展开了全面合作。DS2的芯片覆盖高压、中压和低压，可为电网的传输、分配到自动抄表、家庭组网提供全套的芯片方案。日前，DS2联合Woxter PLC技术公司在深圳成立了DS2中国应用中心，将加速宽带PLC在自动抄表和家庭组网方面的应用。 ARC咨询机构最新的研究报告指出：未来5年内北美地区先进计量设施(AMI)和智能电网市场将出现快速增长，两者的年复合增长率将达20.6%，即市场规模将从2008年的18亿美元增长到2013年的47亿美元。今年，智能电网率先在电力业信息化的改革中提上日程。2月，美国总统奥巴马曾宣布投入100亿美元建设国家智能电网，中国国家电网公司也启动了电网改造工程和国家智能电网的项目总规划，并投入了数百亿人民币的预算。 所谓电力信息化中的智能网，是指通过建立数字化的电网系统架构，从整个网络系统的各个节点处(电表、变电站、发电厂等)获得所需的智能化的信息，更好地管理电网结构中上至数量众多且分散的小型发电站，下至居民用户的个性化需求服务。它包括先进计量体系(AMI)、高级配电运行(ADO)、高级输电运行(ATO)和高级资产管理(AAM)四大模块。其中，AMI是智能电网的关键体系，而智能电表又是AMI的核心。DS2公司总裁 Jorge Blasco告诉记者：“中国国家电网在北京搭建的AMI(自动抄表基础设施)系统，30秒内可收集301个电表的数据，读表成功率达100%。”据悉，该AMI骨干网采用了6个节点，MV线传输距离近400米，AMI接入网采用集中器加采集器的方式。他还介绍了上海的一个试用网：基于DS2的方案，中国国家电网为世博会组建了AMI接入网，90秒内可收集942个电表的数据，并且成功读表率也为100%。该方案中，每个传输中心采用了两个集中器，每77个电表使用一个采集器，总共覆盖了842个电表。 在民用方面，从2003年开始，PLC(电力线载波）市场开始就已在中国探寻商用的可能性，这就是当时人们口耳相传的电力线上网技术；然而受中国传统电信运营商的网络资源和技术限制，PLC市场远未发展普及。“PLC在家庭内的联网谈了很多年了，但是在中国市场一直是雷声大，雨点小，最主要的原因有两条。”Woxter PLC技术公司CEO蒋伟告诉记者：“一是技术门槛高、应用方案开发困难；二是中国电网环境不好，波动大、噪音大、拓朴结构复杂。” 然而这并未掩盖PLC应用的诸多优势，3G等技术的带宽和流量带来的高额成本限制给予了PLC技术发挥的空间。“电力线是基础设施中最普及的东西，目前，不仅北京上海在试商用宽带PLC，中国的许多城市都已展开宽带PLC的试商用，有些城市的规模比北京上海还大，同时中国自己的PLC标准也在制定中。”国家电网下属企业深圳国电科技通信有限公司林大朋对记者表示：“从目前全球的使用情况来看，符合UPA标准的速率达200Mbps的宽带PLC芯片出货已超过600万片，而获得UPA认证的宽带PLC终端已有16款。” “在中国市场，宽带PLC接入网的市场虽然不是很看好，但是对于宽带PLC在家庭内的组网我们认为还是有一定市场的，特别是随着高清电视与高清播放机在家庭中的流行，WiFi不能达到需要的带宽，宽带PLC则可以实现200Mbps以上的宽带。”林大朋分析道。目前最大的阻碍还是宽带PLC芯片的成本太高。据悉，DS2正计划推出一款低成本的宽带PLC芯片——Montgo-AMR DSS8001。“我们计划使该芯片成为全球最便宜的宽带PLC芯片。”Jorge Blasco表示。不过，林大朋认为，宽带PLC芯片的价格要真正降下来，必须要将量做上去。 

与窄带电力载波（PLC）技术相比，宽带电力载波技术具有高速、抗噪音、传输距离长、覆盖率高等诸多优点，是近几年才开始商用的一种新兴电力载波技术，也是将来 智能电网 的主要承载技术。今年2月美国总统奥巴马曾宣布投入100亿美元建设国家智能电网。中国国家电网在智能电网也投入了数百亿元预算，并且已开始行动起来。 “美国、中国、韩国是在智能电网上走得比较快的国家。”西班牙DS2公司总裁兼CEO Jorge Blasco博士对《电子工程专辑》记者说道。DS2是全球电力线载波芯片的领导厂商，于2004年率先推出速率达200Mbps的宽带电力载波技术，并且与中国国家电网展开了全面合作。DS2的芯片覆盖高压、中压和低压，可为电网的传输、分配到自动抄表、家庭组网提供全套的芯片方案。日前，DS2联合Woxter PLC技术公司在深圳成立了DS2中国应用中心，将加速宽带PLC在自动抄表和家庭组网方面的应用。 “基于DS2方案，国网信通下属企业深圳国电科技通信有限公司在四川搭建的AMI(自动抄表基础设施)系统，30秒内可收集301个电表的数据，读表成功率达100%。”Jorge Blasco在应用中心成立会上介绍道。该AMI骨干网采用了6个节点，MV线传输距离近400米，AMI接入网采用集中器加采集器的方式。他还介绍了辽宁的一个试用网：基于DS2的方案， 90秒内可收集842个电表的数据，并且成功读表率也为100%。该方案中，远程信道使用EPON（无源光网络）连接控制中心和集中器，集中器与采集器之间通过宽带PLC通信，采用了两个集中器和77个采集器，总共覆盖了842个电表。 “中国的许多城市都已展开基于宽带PLC的AMR试点”国网信通下属企业深圳国电科技通信有限公司相关人员对《电子工程专辑》记者表示，“我们最早试商用的是在辽宁、四川、山西、湖北、北京等地，辽宁辽阳的试点覆盖近2000个电表。”在宽带PLC抄表上，中国是走在世界前列的。“深圳国电科技从2005年就开始试商用基于宽带PLC的AMI产品，是最早帮助DS2进入AMI/AMR市场的。在这之前DS2芯片在国外的应用主要是在接入网与家庭组网上面。”国电科技除了与DS2合作外，宽带PLC芯片方面，还与美国的Intellon、以色列的Yitran也有试商用合作。其中前者是PLC家庭联网HomePlug的领导者。 此翻DS2在深圳成立DS2应用中心，也是将重心放在家庭组网上，但是，DS2并不赞同HomePlug家庭组网标准，而是大力提倡UPA（通用电力线联盟）和最新的ITU G..hn标准。Jorge Blasco解释：“从目前全球的使用情况来看，超过200Mbps的宽带PLC设备中，采用UPA标准的占到54%，采用HomePlug标准的只占27%，还有19%采用的是HD-PLC标准。”他介绍，符合UPA标准的速率达200Mbps的宽带PLC芯片出货已超过600万片，而获得UPA认证的宽带PLC终端已有16款。 但是，目前PLC家庭联网标准仍是各自为政，给实施带来很大的麻烦，为此ITU提出一个统一的标准G.hn，希望统一PLC家庭联网市场。G.hn可以兼容UPA，并且也得到其它几个标准组织的支持，包括HomePAN、HomeGrid和CABA等。G.hn成立于2006年，现在已有40多个成员公司，得到英国电信和英特尔公司的大力支持。Jorge Blasco表示：“G.hn的物理层规范已制定完成，目前正在测试数据链路层规范。第一款商用的G.hn芯片预计将于明年1季度上市，2013年将有4200万片符合G.hn的芯片量产。” 此外，IEEE也在搞一个统一的标准P1901，这与G..hn形成直接竞争。Jorge Blasco解释：“P1901需要三个MAC层与PHY层，而G.hn只需要一个MAC层与PHY层就可以兼容更多标准。” 虽然国际上标准之战正酣，但是中国并不一定会买账。据说中国自己的PLC标准正在制定中。 DS2 中国应用中心将降低 PLC 应用门槛 PLC在家庭内的联网谈了很多年了，但是在中国市场一直是雷声大，雨点小。这其中原因有很多，最主要的原因是什么呢？Woxter PLC技术公司CEO蒋伟解释：一是技术门槛高、应用方案开发困难；二是中国电网环境不好，波动大、噪音大、拓朴结构复杂。 “中国应用中心的成立就是要降低应用门槛。”蒋伟表示。DS2西班牙总部的员工将直接支持这个应用中心，并建立专业的实验室。中心的主要任务包括推广、培训和交流；快速有效地推广DS2的新技术应用，目前已完成基于DS2 Aitana++芯片组的样机；开发不同的应用平台，开发不同种类的应用产品；发现一些新的应用领域。DS2提供的方案具有易安装的特点，“英国电信采用我们的方案，用户根据操作手册，自己就可以安装，非常简单。”Jorge Blasco说道。除此之外，他强调DS2的芯片还有QoS功能，为家庭成员提供不同的服务级别，这是很多对手的方案都不具备的。 “在中国市场，宽带PLC接入网的市场虽然不是很看好，但是对于宽带PLC在家庭内的组网我们认为还是有一定市场的，特别是随着高清电视与高清播放机在家庭中的流行，WiFi不能达到需要的带宽，宽带PLC则可以实现200Mbps以上的宽带。”深圳国电科技相关人员分析道。目前最大的阻碍还是宽带PLC芯片的成本太高。DS2正计划推出一款低成本的宽带PLC芯片——Montgo-AMR DSS8001。“我们计划使该芯片成为全球最便宜的宽带PLC芯片。”Jorge Blasco表示。不过，业内人士认为，宽带PLC的应用规模要做上去，必须要将芯片价格真正降下来。

1.什么是电力猫? 电力猫”即“电力线通讯调制解调器”，是通过电力线进行宽带上网的Modem的俗称。它具有即插即用的特点，能通过普通家庭电力线传输网络信号。 2.什么情况下用电力猫? 如果您在家中除了宽带上网外还需使用IPTV而电视机旁又无网线或经常变更在家中使用网络的接口地点，而无线网络又无法保证效果，但又不希望重新铺设网络线，那么，MARVELL的电力猫是您最好的选择.它可以将你家中的电源插座转换为网络接口，无须另外布线，电力线设备就可以提供高速的网络连接给您的家庭网络应用，通过电线上网，高达200Mbps的高速传输速率可使你在家中的不同房间内透过高速宽带轻松浏览网站、收发电子邮件、或是传递大型档案， 并具备256-bitAES（Data Encryption Security）数据加密保护功能同时更兼顾了数据传输的安全性 。 3.电力猫在小公司或家庭联网中能用吗? MARVELL的优势就在64个点以下的设备联网,不需用户做任何设置即可自动组网.用心只需要插上电源插头，联上RJ45网线就可以联网，将电脑,打印机,电视,VCR,机顶盒,保安监视设施,IPTV,音响,…..都可以很轻松地通过现有的电线连接起来. 4.什么是电力猫与PLC行业是什么关系? PLC 的英文全称是 Power Line Communication ，即电力线载波通信，是指利用电力线传输数据、话音、视频信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话，以实现信息传递。该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载，而电力猫就是其中的标准网络数据信号传送设备。 5.电力线联网有什么好处? 1）利用既有的室内和楼内配电线路，任何一个插座都能成为通信节点。避免了大规模综合布线造成的大量投资；避免了由于开通率不高或信息点布设不合理所造成的投资沉淀浪费； 2）工程实施简单。充分利用现有家庭电力线，无需任何室内布线，无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物和公用设施的破坏，大大加快了工程实施的进度。 3）使用更加方便。实现高速PLC接入的终端用户可在家庭任何一个电源插座上宽带访问互联网，与通常只有一个接口的以太网或ADSL相比，更加方便。22M带宽足够承载语音、数据、图象等综合业务。 4）可以实现家庭内部联网，使人们可以尽享由PLC技术带来的家庭音、视频网络，多人对抗游戏等娱乐，提高了该设备对最终用户的使用价值。 5）实现数字化家电,家居自动化的生力军通过遍布各个房间墙上的插座将智能家电联网，通过网络远程控制,提前享用数字化家庭的舒适和便利。 6.使用DS2电力猫上网是否有触电危险？会不会损坏电脑？ 设备采取了多种保护措施来确保设备使用的绝对安全： 1 ）电力猫利用线圈的耦合原理将高频信号耦合到电力线中并从电力线中分离，设备中数据信号的传输线路不得与 220V 电线直接连接。 2 ） 电路设计中，强、弱电路分开设计，保证信号线路中不会出现高电压。 3 ） 设备电路中设置过压保护装置，避免由于感应或短路造成对计算机和用户的伤害。 7、是否有强大的辐射？ 已通过CE FCC认证。 8、USB接口和以太网接口哪个更稳定？ 一样稳定。 以太网接口不需要驱动等软件，更方便。 9、PLC电力宽带是否耗电？ 通过PLC电力猫上网不耗电。上网方式只是通过电线为载体传输信号，信号在电线中传输是不耗电的，耗电的只是电力调制解调器设备，但只是相当于4瓦灯泡的耗电量。 10、通过 PLC上网网速有多快？ 采用的MARVELL的DSS9501电力载波通讯芯片的电力猫的物理带宽是200M，实际环境中是80M左右。 11、电力猫是否直接支持语音、视频传输？ 上网电力猫不支持，但有企业已用MARVELL的DSS9501电力载波通讯芯片制做了直接支持语音、视频传输的音频猫和视频猫。     

Marvell PLC系列数字IC以极低的成本提供最高的集成度，并与Marvell模拟IC配套使用。先进的OFDM调制技术能够克服任何类型介质的挑战，包括电力线、同轴电缆或双绞线同时在基于目前UPA标准条件下能为高带宽应用提供超过200Mbps的峰值数据速率，未来基于G.hn 标准产品峰值数据速率预计可达1Gbps及以上。 Marvell目前为9501/9502/9503 系列产品提供三种不同的软件包，包括 Spirit , Alma AMI 和Alma Pro。这些独立的软件包能为多种应用如计量基础设施(AMI)、宽带电力线(BPL)、配电自动化、室内网络、IPTV和同轴以太网，实现最佳性能所需的管理功能、高性能和专用特性。每个包都能充分利用这些集成电路的设计优势和强大功能。 　　Marvell还为用户端的调制解调器、嵌入式模块和基础设施设备提供完整的参考设计。这些设计都已经过彻底的EMC和热性能验证，为寻求最短上市时间的制造商打下了稳固的基础。 　　另外，Marvell还针对多种应用生产并销售基于上述参考设计的评估套件。这些评估套件可提供一个平台让客户测试在不同标准和相关应用下的设备性能比较，有助于客户对使用Marvell技术作出快速评估和规划。 　　产品应用领域 　　 Home Networking 　　 家庭网络 　　Marvell UPA技术可以运用于家庭中铺设的任何类型线缆，而且与无线解决方案不同的是，墙壁对它没有衰减。家里的电线、同轴电视线或电话线都可以变成高速网络，允许用户将数字设备放在任何地方，并方便地共享信息。 　　 IPTV Distribution 　　 IPTV分发 　　Marvell最新一代高速任意线缆通信技术可以实现快速家庭组网。宽带IPTV内容可以通过现成电线(或任何其它可用电缆，如同轴线或电话线)传送到家庭的任何一个角落，也就是说不需要铺设新的线缆。Marvell IPTV解决方案符合UPA的“数字家庭标准”，采用了快速、简单和安全的产品，这些产品具有用户界面友好、易安装的特点，不需要繁琐的布线工程，从而提高了IPTV业务的赢利能力。 　　 Advanced Metering Infrastructure (AMI) 　　 高级计量基础设施(AMI) 　　Marvell高级计量网络解决方案能够满足AMI(高级计量基础设施)面临的通信挑战，可以形成从二次变电站到电表嵌入式模块的低压电网中实现即插即用的自愈网络。 　　Broadband Powerline (BPL) 　　宽带电力线(BPL) 　　Marvell BPL技术可以将任何中低压电网转换成高速数据接入传送系统。Marvell UPA技术支持强大的中继器功能，使PLC信号到达包括从一次变电站到家庭在内的电网中任何角落，并进入消费者住宅。 　　 Ethernet over Coax (EoC) 　　 同轴以太网(EoC) 　　Marvell同轴以太网解决方案采用Marvell公司的UPA PLC技术。这种技术能够满足同轴电缆的要求，与市场上的任何其它系统相比，能以非常低的成本提供高性能、安全和具有丰富特性的解决方案。 　　 Distribution Automation 　　 配电自动化 　　Marvell的配电网络是一种高度可扩展的解决方案，适用于中压电网的配电自动化。Marvell配电网络覆盖一次变电站和二次变电站之间的区域，是一种实时双向通信网络，并且可以根据新的应用进行扩展。 　　 Smart Buildings 　　 智能楼宇 　　Marvell公司的Anywire(任意线)技术可通过现有电线扩展商用宽带连接(如xDSL、同轴电缆、BPL、FTTx、WiFi、卫星等)或私有LAN，在任何类型的大楼或校园中实现快速完全连接。Marvell高性能智能楼宇技术可以用在任何类型大楼中，为高速互联网、VoIP、IPTV和其它网络服务及应用提供安全联接。