国内电力载波通信芯片技术及市场

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1、国内电力载波通信芯片技术及市场摘 要：电力线载波通信（PLC）芯片将随智能电网和物联网的全面建设引来爆发增长。电力线载波通信的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片，可以从调制方式、传输速率、通信频率、通信功率、EMI标准、芯片技术等方面开展研究。最后指出了我国电力线载波芯片的发展方向。一、电力线载波芯片市场前景　　电力线载波通信（PLC）芯片作为改造传统电网的主要手段，并且作为物联网通信的有力补充，将随智能电网和物联网的全面建设引来爆发增长。中国半导体行业协会CSIA预计至2014

2、年，总需求将达到5000万片，未来5年复合年增速将达到61%，国内电力线载波需求增长来自三方面：智能电网大规模建设。电力线载波通信以电力线作为传输媒介，不需再次投资，将成为智能电网通信的主要手段，如电能表需求增长在9%左右；其次来自渗透率提升。目前处于智能电网建设初期，PLC芯片利用率还很低，但作为未来智能电网通信的主要技术，其渗透率必将大幅提升。如目前载波电能表的市场占比仅为5.2%，但未来有望达到40%。最后还将受益于物联网建设。电力线通信也将成为物联网通信的主要补充，未来PLC应用中除智能电网的

3、电能管理外，物联网的工业控制应用将占16.8%，智能家居应用将占8.0%，安防监控将占1%。图1 国内电力载波芯片销量预测7　　二、电力线载波芯片的市场需求空间　　预计到2014年，我国电力线载波芯片的市场应用份额中（见图2），除了应用于智能电网的电能管理外，工业控制应用将占16.8%，智能家居应用将占8.0%，安防监控将占1%。图2 2014年我国电力线载波芯片应用市场预测1、智能电网市场需求　　配合中国的用电制度改革，以计算机为基础的自动抄表系统成为电力部门的解决方法。自动抄表系统目前主要有有线通

4、信技术和电力载波通信技术两种。有线通信技术作为传统方法，以其稳定性占有优势。但有线通信铺线工程浩大，而且容易被人为损坏；同时居民楼已建成，再在墙壁表面拉线，不能让居民接受。电力载波通信有效解决上述问题，它利用现有交流电线作为通信线路，省去铺线工程。自动抄表系统还适用于水表、煤气表等家用生活表。　　目前主要通信方式有电力载波、无线通信、电话线、光纤、电缆等，各种通信方式对比见表1。无线通信可靠性差；光纤成本高，安装施工不便；电力公司不可能再铺光缆；电缆和电话线需要将所有电表用导线连接，建设成本高，难以维

5、护，不适合大范围使用。电力线载波通信以已有的电力线为载体来传送网络信息，因此几乎不需要基础建设投资和日常维护费用，而且由于电力线已无处不在，可不受布线困扰和无线环境影响，实现大范围覆盖。7表1 各种通信方式对比　　电力线载波通信技术发展成熟，完全可以胜任未来智能电网通信的需要。电力线载波技术早在上世纪二十年代就已在欧美实现，目前已成为通信标准。美国的Echelon公司创立的LonWorks网络传输技术中的LonTalk通信协议，以及基于PLT－22电力线网络技术的信号传输方式被FCC（美国联邦通信委员

6、会）确定为北美PLC通信标准；欧洲意法半导体公司的PLC通信技术被欧洲电工标准化委员会（CENELEC）确定为欧洲PLC通信标准。电力线载波技术通过发展选频、中继、扩频和自适应调制技术基本上克服了电力线传输中存在的高衰落、高干扰问题。国家电网的智能电表招标情况来看，载波表成为主流，由此也验证了电力线载波技术将是智能电网未来发展的方向。2、物联网市场需求　　物联网建设为电力线载波芯片提供容量巨大的新兴市场，目前物联网处于加速启动建设阶段，对电力线载波芯片的需求将保持较高的增速。　　物联网是个万亿级产业，

7、带来电力线网的应用革命。物联网建设是我国今后信息化建设的重心，含盖了工业生产、公共服务、社会管理、现代化农业、家居服务、军事航天等众多领域应用，预计到2020年将形成一个万亿级产业。物联网通过通信网络实现信息互联，因此物联网建设必将为包括电力线网在内的通信网络带来巨大的应用市场（见图3）。图3电力线载波芯片在物联网中的应用　　加快建设物联网必将改造现有电力网，电力线载波芯片需求将急升。20097年8月****总理提出“感知中国”，物联网建设步伐明显加快，利用现有通信网络成为政府和企业的首选。电力线作为

8、规模最大、终端最多、布线最方便的线路系统，只要通过电力线载波芯片改造为通信网络，便能为物联网应用提供覆盖最广、成本最低的通信网络，不仅带来社会效益，也为电力公司带来巨大的增值服务空间。　　三、电力线通信需要强大载波芯片　　电力线是给用电设备传送电能，不是用来传送数据，所以电力线对数据传输有许多限制：　　首先，配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送。其次，三相电力线间有很大信号损失(10dB-30dB)，一般