在(zai)傳(chuan)統(tong)電(dian)網(wang)向(xiang)新(xin)型(xing)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)轉(zhuan)變(bian)，以(yi)及(ji)其(qi)中(zhong)將(jiang)麵(mian)臨(lin)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)，需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)來(lai)實(shi)時(shi)接(jie)收(shou)所(suo)有(you)用(yong)戶(hu)信(xin)息(xi)和(he)控(kong)製(zhi)其(qi)負(fu)載(zai)。要(yao)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，目(mu)前(qian)最(zui)被(bei)認(ren)可(ke)且(qie)最(zui)可(ke)靠(kao)的(de)方(fang)案(an)是(shi)以(yi)電(dian)網(wang)為(wei)通(tong)信(xin)媒(mei)介(jie)的(de)PLC（電力線載波）技術。本文介紹了PLC技術及其發展曆程，並將傳統的窄帶單載波FSK調製方案與基於OFDM的PRIME和G3兩種新方案進行了對比。

　　I：介紹

　　chuantongdedianwangzhengzaifashengbiange。zaiguoqudeyigeshiji，dianwangshiyigeyonglaijiangyouyidingshuliangdefadianzhanfachudediannengchuanshudaodaliangbutongjibiedeyonghudexitong。shejiheyunxingdianwangdebiaozhun
，jiushiyaojiangdiannengyiyizhongyouxiaodefangshicongshubaigefadianzhanchuanshudaoshubaiwandeyonghujiazhong。zhegexitongchucundiannengdegongnengshihenyouxiande，suoyiruheyuceyonghudeyongdianliangjiubiandezhiguanzhongyao。dianwangdekongzhishijiyumeirideyucelaijinxing
，erdiannengshiyoufadianzhantongguochuanshuwangluoshusongdaopeidianwangluo。dabufenfadiandouxuyaoyoutiaojieqilaikongzhi。

　　而現在在某些國家
，以及將來的更多國家，綠色能源對於電網的貢獻將會越來越大。它在電網中所占的比率，由原來5%的水力發電

，上升到了有40%是shi太tai陽yang能neng和he風feng能neng發fa電dian。在zai大da部bu分fen綠lv色se電dian能neng中zhong
，調tiao節jie器qi要yao進jin行xing的de控kong製zhi很hen少shao。此ci外wai
，電dian動dong交jiao通tong工gong具ju也ye加jia入ru了le變bian革ge的de隊dui伍wu。電dian動dong交jiao通tong工gong具ju的de大da規gui模mo推tui廣guang，將jiang使shi電dian網wang的de用yong電dian量liang加jia倍bei
，並bing大da規gui模mo地di帶dai來lai了le超chao大da儲chu電dian能neng力li。用yong電dian量liang的de上shang升sheng、綠色電能的推廣和不受控製的發電、diandongjiaotonggongjudechudiannenglibeirenweishidianwangdewanmeifengbao。zhegefanganjiubeichengweizhinengdianwang。tajieheleqianrushizhinengjishuheshishitongxinyukongzhigongneng，nenggousuishiyurenheyonghujinxingshishitongxinbingkongzhiqifuzai。yaoshixianzheyangdetongxingongneng，jiuxuyaocaiyongyidianwangzuoweizhuyaotongxinmeijiedePLC技術。

　　PLC技術早在20多年前就被用於中壓領域來控製電網。但在低壓側大規模使用PLC則是更近才開始。PLC技術的一個典型成功案例，是意大利ENEL供電公司采用一個基於FSK和BPSK調製的窄帶PLC係統為3500萬用戶構建一個AMM（自動電表管理）係統。此係統可每2個月自動抄讀一次3500萬台電表。但是它的平均波特率不夠，無法支持更多的實時通信和控製，以及未來基於IPv6等通信協議的應用。

　　要進行更多的實時通信和控製，以及未來基於IPv6等通信協議的應用，就需要一種基於OFDM調製的新一代PLC技術。其中兩種主要的OFDM方案，就是現在的G3和PRIME技術。G3是一個由法國EDF電力公司發起，MAXIM和SAGEMCOM開發的方案。這個方案在2009年被公布，EDF計劃將在2013年試用2000台采用G3技術的電表。

　　PRIME是一個由PRIME聯盟推出的一個開放式多供應商解決方案，該聯盟包含了30多個由供電公司
、表計廠家和ADD半導體、FUJITSU、STM和TI等晶片供應商組成的成員。其中的表廠包括SAGEMCOM、ITRON、LANDIS+GYR
、 ISKRA-MECO、ZIV和SOGECAM。IBERDROLA是第一家推廣此方案的供電公司
，但現在EDP、CEZ MERENI和ITRI也加入這個陣營。

　　IBERDROLA在2010年開始安裝10萬台采用PRIME技術的電表。該供電公司還計劃在2010年年底發布一個需量為100萬台電表的新標
，並於未來3-5年在西班牙完成1000萬台電表的安裝。其它一些供電公司也開始采用PRIME技術。G3和PRIME都是OFDM方案，但發展曆史有所不同。G3最初是采用了一塊由MAXIM設計的芯片，此芯片可提供適用於PHY層和某些現有軟件層的IEEE 802.15.4 2006通信、適用於MAC層的6LowPAN和適用於網絡層的IPv6通信。

　　PRIME則是由一個供電公司、行業廠家和大學研究所構成的聯盟，合作開發一個新型OFDM電力線技術公開標準的產物。該聯盟采用一個針對PHY層的係統性設計流程，從滿足最基本要求開始。接下來就是從噪音等級
、噪音節奏、信(xin)號(hao)減(jian)弱(ruo)和(he)阻(zu)抗(kang)模(mo)式(shi)等(deng)要(yao)素(su)來(lai)對(dui)物(wu)理(li)媒(mei)介(jie)進(jin)行(xing)定(ding)義(yi)。行(xing)業(ye)廠(chang)家(jia)則(ze)開(kai)發(fa)用(yong)於(yu)這(zhe)些(xie)目(mu)的(de)的(de)新(xin)型(xing)自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)品(pin)，並(bing)和(he)供(gong)電(dian)公(gong)司(si)展(zhan)開(kai)了(le)多(duo)次(ci)合(he)作(zuo)。由(you)此(ci)產(chan)生(sheng)了(le)一(yi)個(ge)包(bao)含(han)了(le)噪(zao)音(yin)等(deng)級(ji)、噪音節奏
、信號減弱和阻抗模式等要素的大型數據庫，和用於電網的精確數據統計模式。

　　第二步，他們通過模擬的方法，用這個模式來評估OFDM技術的頭實現、帶寬分配、子載波數量、zizaibotiaozhihewuchajiuzhengdengduogecanshugouchengdebutongzuhe，bingcaiyongxinshebeizaishidiceshizhonglaipingguzuihaodefangan。jingguoduocidezhongfuhedaliangdeshidiceshi，tamengenjuouzhoudianwangdeqingkuanghegongdiangongsideguigeyaoqiu，xuanzechuzuijiadecanshuzuhe。ciwai，MAC和上端通信層也是由一個包含了晶片供應商

、表廠和供電公司的聯盟開發出來的。

　　經過努力

，他們開發出了PHY
、MAC和集中通信層。PHY層在臨近節點之間收發MPDU。它采用位於CENELEC A頻段高頻率的47.363 kHz頻率帶寬，平均傳輸速率為70kbps，最大速率可達120 kbps。在此條件下

，網絡中各個節點之間可直接通信的概率為92%。其它時候，路由可以確保100%連接成功。

　　MAC層提供了係統接入、帶寬分配、連接創建/維護和拓撲分辨等核心MAC功能。

　　服務專用型集中層（CL）可以對信息傳輸進行分類，將其和適合的MAC連接關聯起來。它可測定可能包含在MAC SDU中的任何數據傳輸
，也可具備有效負載頭壓縮功能。同時
，采用多個子集中層來實現MAC SUD中的各種不同的數據傳輸。

　　在基本FSK或BPSK方案中
，信息是以單個載波來傳輸的。傳輸的波特率取決於帶寬的大小，而噪音和選擇性減弱會限製通信。而在OFDM方案中，信息是通過多個子載波來傳輸的。傳輸的波特率取決於帶寬和DBPSK
、DQPSK或D8PSK子載波調製的複雜性。通過采用多個子載波、編碼和糾錯，更好地消除了通信中的噪音和選擇性減弱。

　　符(fu)號(hao)的(de)大(da)小(xiao)是(shi)由(you)采(cai)樣(yang)頻(pin)率(lv)以(yi)及(ji)子(zi)載(zai)波(bo)的(de)數(shu)量(liang)決(jue)定(ding)的(de)。符(fu)號(hao)越(yue)大(da)
，越(yue)能(neng)夠(gou)可(ke)靠(kao)地(di)抑(yi)製(zhi)脈(mai)衝(chong)噪(zao)音(yin)。編(bian)碼(ma)提(ti)高(gao)了(le)穩(wen)定(ding)性(xing)

，但(dan)也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)複(fu)雜(za)性(xing)和(he)功(gong)耗(hao)。子(zi)載(zai)波(bo)越(yue)多(duo)，通(tong)信(xin)穩(wen)定(ding)性(xing)就(jiu)越(yue)高(gao)
，但(dan)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)波(bo)特(te)率(lv)也(ye)越(yue)高(gao)。

　　G3技術采用36個子載波
、0.735ms的分類符號、6.79ms的序和9.5ms的開頭，需要重複法和RS糾錯來提高通信穩定性。

　　PRIME采用了97個子載波、2.24ms的長符號

、2ms的序和4.48的開頭。為了避免重複法和RS糾錯的複雜性，它采用了能效高3倍的符號來提高通信穩定性。這是一個能夠提供穩定性但成本更低的方案。

　　總之，傳統電網在向需要更高級通信能力的智能電網發展。PLC技術是實現必需功能和穩定性的更便利的技術。PLC技術也在朝著OFDM方案變革，而G3和PRIME則是主要的2個方案。