國內電力載波通信芯片技術及市場

摘 要：電力線載波通信（PLC）芯片將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設引來爆發(fā)增長。電力線載波通信的關鍵就是設計出一個功能強大的電力線載波專用modem芯片，可以從調制方式、傳輸速率、通信頻率、通信功率、EMI標準、芯片技術等方面開展研究。最后指出了我國電力線載波芯片的發(fā)展方向。

　　一、電力線載波芯片市場前景

　　電力線載波通信（PLC）芯片作為改造傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要手段，并且作為物聯(lián)網(wǎng)通信的有力補充，將隨智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的全面建設引來爆發(fā)增長。中國半導體行業(yè)協(xié)會CSIA預計至2014年，總需求將達到5*萬片，未來5年復合年增速（CAGR）將達到61%，國內電力線載波芯片銷量預測見圖1。需求增長來自三方面：首先受益于智能電網(wǎng)建設。電力線載波通信以電力線作為傳輸媒介，不需再次投資，將成為智能電網(wǎng)通信的主要手段，因此智能電網(wǎng)建設將直接帶來PLC 芯片的需求增長，如電能表需求增長在9%左右。其次來自滲透率提升。目前處于智能電網(wǎng)建設初期，PLC芯片利用率還很低，但作為未來智能電網(wǎng)通信的主要技術，其滲透率必將大幅提升。如目前載波電能表的市場占比僅為5.2%，但未來有望達到40%。最后還將受益于物聯(lián)網(wǎng)建設。電力線通信也將成為物聯(lián)網(wǎng)通信的主要補充，未來PLC應用中除智能電網(wǎng)的電能管理外，物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)控制應用將占16.8%，智能家居應用將占8.0%，安防監(jiān)控將占1%。

圖1 國內電力載波芯片銷量預測

　　二、電力線載波芯片的市場需求空間

　　預計到2014年，我國電力線載波芯片的市場應用份額中（見圖2），除了應用于智能電網(wǎng)的電能管理外，工業(yè)控制應用將占16.8%，智能家居應用將占8.0%，安防監(jiān)控將占1%。

圖2 2014 年我國電力線載波芯片應用市場預測

　　1、智能電網(wǎng)市場需求

　　配合中國的用電制度改革，以計算機為基礎的自動抄表系統(tǒng)成為電力部門響應國家這一政策的解決方法。自動抄表系統(tǒng)目前主要有有線通信技術和電力載波通信技術兩種。有線通信技術作為傳統(tǒng)方法，以其穩(wěn)定性占有優(yōu)勢。但有線通信鋪線工程浩大，而且容易被人為損壞；同時居民樓已建成，再在墻壁表面拉線，不能讓居民接受。電力載波通信技術能有效解決上述問題，它利用現(xiàn)有交流電源線
電源線

　　電源線是用作電氣組件或設備與電源的連接線，通常來說指電線與其一端連接的插頭或尾插的集合體，是電器產品的基本零部件之一。電源線分為電線和插頭兩部分。 [全文]

作為通信線路，省去了不切實際的鋪線工程，優(yōu)勢明顯。自動抄表系統(tǒng)還適用于水表、煤氣表等家用生活表。

　　目前主要通信方式有電力線載波、無線通信、電話線、光纖
光纖

　　光纖是一種傳輸介質，是依照光的全反射的原理制造的。光纖是一種將訊息從一端傳送到另一端的媒介，是一條以玻璃或塑膠纖維作為讓訊息通過的傳輸媒介。通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護結構可防止周遭環(huán)境對光纖的傷害，如水，火，電擊等。光纜分為：光纖、緩沖層及披覆。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中，芯的直徑是15mm~50mm， 大致與人的頭發(fā)的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8mm~10mm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纖保持在芯內。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆,易斷裂,因此需要外加一保護層。 [全文]

、電纜
電纜
　　電纜是一種用以傳輸電能信息和實現(xiàn)電磁能轉換的線材產品。既有導體和絕緣層，有時還加有防止水份侵入的嚴密內護層，或還加機械強度大的外護層，結構較為復雜，截面積較大的產品叫做電纜。 [全文]

等，各種通信方式對比見表1。無線通信可靠性差，不適合在惡劣環(huán)境中使用，尤其是不適合電力公司以變壓器
變壓器
　　變壓器（Transformer）是利用互感原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。變壓器是變換電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。它由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。 [全文]

為單位的計量方式；光纖成本高，安裝施工不便，尤其在目前電網(wǎng)和通信網(wǎng)無法實現(xiàn)融合下，電力公司不可能再鋪光纜；電纜和電話線需要將所有電表用導線連接，建設成本高，難以維護，不適合大范圍使用。電力線載波通信以已有的電力線為載體來傳送網(wǎng)絡信息，因此幾乎不需要基礎建設投資和日常維護費用，而且由于電力線在現(xiàn)代生活中已無處不在，可不受布線困擾和無線環(huán)境影響，實現(xiàn)大范圍覆蓋。