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载波方案将转向SoC解决方案
安捷伦科技有限公司半导体产品事业部产品经理 陈江汉
电力线通信(PLC)在集抄方案(AMR)中的应用已有几十年的历史，在欧美等地区使用效果非常好。除了在海外使用外，尽管人们关注度非常高，但在中国本地还没有取得明显的成绩。简单来说，其中最大的障碍之一是其通信的稳定可靠性，这是所有基于载波抄表方案必须解决的一个迫切问题，而且在解决这个问题时，不能提高解决方案成本。
将来，载波方案的发展可能会转向芯片系统(SoC)解决方案，其中将配有量身定制的高级调制方案和充足的处理能力，同时其成本仍保持在市场预期范围内。
目前，集抄方案通信方式主要是有线或无线。电力线通信或RS-485专线通信属于有线连接，而无线集抄方案在通信中不要求既有物理硬件，因此极具吸引力。这两种连接方式各有自己的优点，适合特定的环境。电力线通信的独特之处在于它可适应任何新的基础设施。简而言之，电力线通信方式具有无线技术的灵活性，但又由电力公司自己所有。
从市场角度看，自中国实行"一户一表"政策以来，基于电力载波的方案已经进行了许多试验和原型测试。事实上，即使在AMR中引入其他技术以前，电力线通信仍是最有利的通信媒介。与多年来已经取得巨大成绩的电能表相比，基于载波方案测试试验在整体上成绩不大。目前之所以主要采取其他竞争技术，这也是没办法中的办法。
尽管有很多失败案例，但基于电力载波方案仍是电力公司最希望采用的技术之一。毋庸置疑，其前景仍非常光明。如果有一家或多家厂商愿意投资于新技术，同时有足够的耐性，回报将非常大。
每个载波收发器制造商都希望提供高度稳定可靠的产品。安捷伦科技公司把重点放在稳定可靠性上，它采用传统上在高端专用通信设备中使用的先进调制方案。此外，我们还计划提供参考路由算法，以简化应用设计。到目前为止，我们一直在各行业的大力支持下，进行实际测试。我们正在不断微调性能，结果令人鼓舞，前景乐观。
电力线通信开始进入可实用阶段
深圳昊元科技有限公司副总经理 陈果
在电表集抄方面，电力载波经历了十多年的发展，到目前仍未成熟，主要还是没有适合中国电网的载波芯片。但随着众多电力载波芯片厂家如深圳昊元、福星晓程、青岛东软等的加入，电力线通信逐渐开始进入可实用阶段，并有望在最近一两年内步入成熟。
电力载波最大的优势就是可以利用无所不在的电力线网络作为一种通信媒介，这是世界上分布范围最广的、最现成的通信资源。并且构建抄表系统简洁，成本低廉，如果技术成熟，将是电表抄表系统的最佳通信资源。
只要技术难点真正得到克服并成熟，整个产业链从芯片厂商、终端厂商到系统集成商，在大家的共同努力下，应该具有广阔的应用前景。成功的电力线载波通信还会促进信息家电和智能家庭的发展，而信息家电及智能家庭被许多人预测为继PC时代后又一次更大规模的革命。
载波抄表方案关键需要解决的问题还是抄表的可靠性问题，这也是电力载波抄表系统长期不能真正解决的问题，因为抄表的可靠性不高造成整个系统的维护工作量和维护成本太高。
主流载波芯片应具备的特征如下：干扰抑制(包括多点频干扰和脉冲干扰)；快速信道自适应；取样时间误差自动纠正；快速自动增益控制及接收信号质量监控，监控内容包括信号功率、干扰强度等。
针对电力线载波通信的困难，特别是中国电力线的特殊情况，昊元设计了一款专用于电力线载波通信的芯片HYT3101。它具有以下特点来改进以往芯片存在的不足：1.能承受比国际标准更加苛刻的条件和要求，具有卓越的点对点通信性能。2.HYT3101内部的通信模块是按EIA709.1、EIA709.2以及EN50065-1等国际标准设计的，和国际标准接轨，兼容性强。3.HYT3101能够实时监测电网干扰和信号功率，能够检测节点所在相位，为系统的路由/中继和系统的自适应提供了物理上的基础，保证了整个系统拓扑结构的自动学习。4.内嵌适合于现场网络的通信协议栈，包括链路层、网络层、传输层、会话层和应用层等的上层通信协议，与EIA-709.1兼容。
HYT3101于2005年4月推出，在2005年8月底可为客户提供完整的Demo板和开发工具。昊元公司正在完成整个系统的自动路由实现，在2005年9月底可提供用户可演示的自动路由通信验证系统。
应从协议、网络、标准等方面改善可靠性
江苏林洋电子有限公司副总工程师 陆寒熹
载波抄表方案的关键当然是抄表的可靠性问题，但可靠性问题实际上涉及到很多方面。作为载波抄表专用芯片，除了要提高信道本身的可靠性指标外，还应具有自动适配电网动态特性的功能。不仅如此，载波芯片还应从协议、网络、标准等方面改善抄表方案的可靠性，解决同一款芯片因协议、网络的设计不同，而造成抄表可靠性差别很大的问题。
未来主流的载波芯片应具有分析电网特性并动态改变通信手段的能力，同时还应具有很强纠错能力，并有网络管理功能的通信协议以及标准化的API接口。一句话，可以类似现在采用ADE7755设计电能表一样，让用户能用标准化的设计方法设计载波电表。
对比其他方式，电力载波的最大优势是其网络线路的建设和管理最方便。但随着通信技术的不断发展，以及高技术成本的不断下降，必将有更多的通信方式和电力载波同时服务于自动抄表用户。
应用载波抄表方案需要解决两大关键问题
北京福星晓程电子科技股份有限公司副总经理 崔扬
自2003年开始，电力载波抄表的应用进入到快速增长的阶段。相对于其他通信方式，方便快捷、免除人工与信道使用及维护成本是电力载波的最大优势，因此，其发展前景是非常值得期待的。随着电力载波通信物理层调制/解调与纠错技术的不断发展以及半导体集成规模的不断扩大，采用复杂数字信号处理技术的超大规模电力载波通信集成电路所能达到的抗干扰能力与其前几代产品相比，有了极大提高。通过信道频带自适应技术，维持相邻通信节点间的可靠传输已经完全可以达到。有了上述基础，通过载波通信集成电路内嵌的网络传输/控制协议，实现以配电变压器为单位的网络内无障碍数据传输(抄表)已经进入到实用化阶段。
目前市场上的主要电力载波通信芯片大部分都是国外厂家的产品，它们在设计之初更多是考虑短距离的高速数据通信应用，因此并不适用于远程抄表；其次，高昂的售价也是限制其大量应用的重要因素。目前，国内应用载波抄表方案需要解决两个关键问题：任意相邻节点的物理层通信保障能力与具有帧中继控制的网络传输协议，而如不采用高度集成的SoC解决方案是难以实现的。因此，真正能够在国内电力线载波通信应用解决方案中脱颖而出的，将是那些采用先进的数字信号处理与信道编码技术、并能够对通信频带做自适应选择的窄带调制/解调方式；其次，芯片内部具有嵌入式微处理器来进行网络传输与信息安全控制也是专用电力载波通信芯片必须具备的特征。
到目前为止，福星晓程的载波通信芯片既包括采用调相与码分多址技术的直序扩频系列产品，也包括采用专利数字信号处理与调相技术的窄带自适应系列产品，它们均采用了先进的数据交织与信道编码技术，大大提高了抗干扰能力与数据传输的稳定性。同时，芯片内部的嵌入式微处理器为实现复杂的网络控制与协议提供了丰富的资源。
集抄通信方式要进行灵活技术组合
苏州银河龙芯科技有限公司总经理 王瑞毅
电力载波技术应用供电系统自己的信道，这些年经历了反复的过程。虽然现在载波技术相对于3年前已经有大幅提高，但我个人认为，它还不能实用，需要一个漫长的过程。
除了电力载波，集抄还有其他几种方式，分别为485、GPRS、短距无线和有线电视网等多种方式。可以不同的交通道路来形容这几种通信方式的特点和发展前景：电力载波是一条古栈道，路是可以走通的，但道路艰险而漫长；485是老百姓家外边的一条水泥小路，路质量可以，但要自己修和维护；GPRS是一条空中栈道，非常快，很好用，但投资不低，利润也很高；有线电视网是山底下已经修好的高速公路，路很好，但要买辆好车才能走好，因此费用不低。
我认为，在一个具体的集抄项目中，没有任何一种通信方式是最佳的，要根据当时、当地的情况选择一种、两种甚至三种技术进行组合，才能达到最佳的应用目标。
我们国家的电网非常复杂，电力载波技术要应对几个关键问题：首先有时变干扰，干扰的频谱范围、强度、地点都在实时变化，例如现在家中使用的各种变频空调中的变频器就是一个干扰源。二是时变网络阻抗，变压器所带的阻抗随时间的变化在不断改变，导致输送能量要不断变化。这两个原因是导致载波不能很好工作的根本原因。三是网络拓扑的不可知性。在设计电力载波产品时，我们要去应对并不知道拓扑结构的网络，因此也很难保证产品的性能。总之，这三个问题是电力载波技术要解决的难点。
我们目前自己没有开发电力载波技术，但参与了安捷伦公司载波芯片的项目，主要对他们的载波芯片进行测试试验。我认为，这是目前市场上最先进的载波技术。这款载波芯片有几大技术特色，采用了多载波技术、光耦合技术以及内网管理等新技术，预计今年9月将上市。
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