PLC相关资料介绍
结婚纪念日的说说PLC简介
PLC是电力线载波（Power Line Communication）的英文简写。电力线载波通信技术出现于二十世纪 的二十年代初期，它以高压电力线（35kV以上的电压等级）、中压电力线（10kV电压等级）或低压配电 线（380/220V）作为信息传输媒体，以载波方式将模拟或数字信号进行传输的通讯方式。它具有传输距离 远、通道可靠性高、安全保密性好、投资少见效快、与电网建设同步等优点，早已成为电力系统应用最广 泛的通信方式。它主要用于电网调度通信、亚用远动、高频保护和远方跳闸信号等。然而，这种通信方式传 输速率低、容量小，应用范围受到了很大的限制。
窄带载波通信
窄带电力线通信技术是指在3KHz—500KHz频率范闹的电力线载波通信应用，包括了由CENELEC（欧 洲电子技术标准委员会）规定的 CENELEC 频带（3KHz—148.5KHz）、FCC （federal Communications Commission,美国联邦通讯委员会）规定的 FCC 频带（9K
Hz—140KHz）ARIB（ Association ofRadio Industries and Business,口本无线电工业及商贸联合会）规定的ARIB频带（10 KHzT50KHz）以及我国（EPRI） 规定的窄带频带（3KHz—500KHz）o
CENELEC和CEN以及它们的联合机构CEN/ CENELEC是欧洲最主要的的标准制定机构。 CENELEC于1976年成立于比利时的布鲁塞尔，由两个早期的机构合并而成。它的宗旨是协调欧洲有关国 家的标准机构所颁布的电工标准和消除贸易上的技术障碍。CENELEC的成员是欧洲共同体12个成员国和 欧洲自由贸易区（EFTA） 7个成员国的国家委员会。除冰岛和卢森堡外，其余17国均为国际电工委员会 （IEC）的成员国。CEN于1961年成立于法国巴黎。1971年起CEN迁至布鲁塞尔，后来与CENELEC 一起办公。在业务范闹上，CENELEC主管电工技术的全部领域，而CEN则管理其它领域。其成员国与 CENELEC的相同。除卢森堡外，其它18国均为国际标准化组织（ISO）的成员国。
CENELEC窄带频带划分及其应用
CENELEC A 3KHz—95KHz | 保留给电力公共事业部 |
CENELEC B 95KHz—125KHz | 面向所有应用 |
CENELEC C 125KHz—140KHz | 具有强制CSMA/CA协议的家庭网络系统 |
CENELEC D 140KHz—148 5KHz | 军用和安全系统 望洞庭湖赠张丞相翻译 |
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第一代窄带载波技术主要使用的是基于单载波和双载波技术，调制方式主要有PSK、FSK、S-FSK（扩 展的频移键控调制）传输速度慢（最高只有几Kbps）、抗干扰能力差、频带利用率低。
第二代窄带载波（NB-PLC）技术普遍采用正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）的多载波调制。OFDM的抗频率选择性衰落强、频谱利用率高、易于均衡，传输速 率可以达到100kbps。
国内窄带领域企业的主要情况
表1.2国内窄带领域企业的主要情况
企业名 称 | 主要芯片型号 | 中心工 作频 | 调制方式 | 通信速 率 | 芯片技术 |
福星晓 程 | PL2102 PL3I05 PL3IC6 PL3201 | 120kHz | repeatly DPSK、 15 位直序列 扩频通信 技术 | 500/250 bps | “SOC”芯片,能提供简 单的网络层协议，内嵌 增强型8051兼容微处 理器 |
弥亚微 | M1200E Mi210 Mi211 Mi500 | 57.6/76. 8/115.2 kHz可 选 | QPSK 扩 频调相、过 零同步传 输技术 | 200/400/ 800/160 0 bps 可 选 | 高集成数棋混合载波 通信芯片、物理层芯片 能同时提供MAC层和 网络层通信协议、应用 层由应用厂家开发，也 可采用提供方案u |
鼎信 | TCC081C TCCO82C TCS091S | 421.1 kHz | BFSK、扩 频通信技 术、过零同 步传输技 术 | 50/100/6 00/1200 bps可选 | 三体书评采用单片机技术,通过 软件配置PHY层、 MAC层及网络层一 |
赤执 | SSC1641 | 270 kHz | FSK、63 | 330 bp. | 采用单片机技术，软件 |
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| PLCT38-IV PLCI36-IH-E PLCr38-in-E PLCI36-m PLCI36M-m PLCI38-m | | 位直序列 扩频 | | 配置物理层、MAC层 及网络层，应用层由应 用厂家开发，也可采用 提供方案。 |
中颖电 子 | SH99F01 钞 | 50KHz ~ 300KH z可调 | DBPSK 窄 带调制双 模方案和 63位直接 序列犷频 调制 | 0.8kbps 1.6kbps | 基于增强型8。51兼容 流水指令的8位单片 机，内嵌PLT模块设 计，包介有调制解调电 路和内部模拟前端电 路。拥有自身的PLC 组网通信协议，提供透 明是数据传输，应用层 由应用厂家开发。 |
瑞斯康 | RISE32O1 RISE33O1 RISE3401 RISE35O1 | 131.579 Khz/105. 263 Khz/ 86.207K hz/72.99 3 Khz 可 编程 | BPSK | 5.5kbps/ 11 kbps | 内嵌两个高速8位 CPU,分别完成不同的 功能-提供半双工的 UART透明传输通讯方 式，包含外接处理据 的，其中加入 ETA-709.1协议栈及专 有的自动路由算法，完 成系统建设，庖用层可 由厂家开发。 |
力合微 电子 | LME2200C LME2210 LME2210B | 9~150kH z/ 40kHz~4 50kHz | 正交四载 波调制技 术 | 2.4kbps/ 1.2kbps/ 600bps | 基于数字信号处理器 <DSP>技术，软件配 置物理层、MAC层。 上层由应用厂家开发口 |
LME2980 | 352 kHz, 96 kHz最 大带宽 | 1280子载 波 OFDM 调制技术 | 60 kbps (QPSK)> 平均速 率20 kbps |
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表1.3国外主要HNBFLC技术规范主要技术参数
技术规范 | PRIME规范 | G3-PLC规范 | TTU-T G.hnem 规范 |
应用频带 | CENELEC-A | CENELEC. ARTB、 FCC | CENELEC、ARTB、 FCC |
最高传输速率 | 130kbps | 240kbps | 1 Mbps |
前序纠错编码 | 卷积编码 | RS编码、卷积编 码、重复,编码 | RS编码、卷积编码 |
数据调制映射方式 | DBPSK、DQPSK、 D8PSK | DBPSK、 DQPSK、 D8PSK | BPSK、QPSK、 16QAM |
主要芯片厂家 | ADD、TI、ST | TI\ Maxim | TI |
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PLC协议规范
PRIME规范、G3-PLC规范、ITU-T G.hnem规范以及IEEE标准化组织开发的P190L2规范。
PRIME 规范和G3-PLC规范已经通过相关的测试，并在复杂的电力线抄表系统中实装，ITU-TGhnem规范也在紧 张的进行现场测试。
出自历史故事的成语PRIME
PRIME通讯协议的参考模型如下图所示:
•转换子层(cs)
特定于服务的融合子层(CS)交将数据信息分类并与适当的MAC层连接。这一层能够将各种数据信息 与包含在MAC层中的sdu正确地执行映射。
•介质访问控制层(MAC)
MAC层提供核心的MAC功能：系统访问、带宽分配、连接管理以及拓扑解析等。该层被定义为面向 连接的主从结构，尽量充分利用低压电力线。
•物理层(PHY)
物理层负责接收发送相邻节点的MAC层的协议数据单元(PDUs)o物理层主要是基于OFDM多路及
用应用于CENELEC-A频段，原始数据率可以达到130 kbps。
G3
调制方式介绍
NB-PLC主要采用以卜•的调制方式：DPSK、BPSK （二进制差分相移键控）、QPSK、FSK、DBFSK、 OFDMo
PSK调制
相移键控包括绝对相移键控（一般就称PSK）和相对相移键控（DPSK,又称差分相移键控）。解调时由于 PSK信号是同频、相位不连续的恒定包络信号，不能用包络检测，只能用相干解调。相干解调需要本地载 波与接受到的已调信号中的载波信号保持同步关系，由于PSK信号没有载波频率线谱，通常时从接收到的 PSK信号通过倍频分频得到相干载波。由于分频电路是双稳态触发电路，其初始状态常常是不确定的，因 而所恢更的相干载波初相也是随机的会出现“相位模糊”问题，而DPSK可以解决PSK的相位模糊问题。 三种基本数字调制方式还包括儿童绘本故事ASK和FSK。PSK信号功率与FSK相当，但其频带利用率较高。采用相同 的接收方式，ASK、FSK、PSK的误码率依次减小。在带宽紧张、相对速率要求较高、外界噪声干扰较严 重的情况下用这种方式比较适宜。下面就其PSK简单原理予以简要介绍：
PSK信号是用载波相位的变化表征被传输信息状态的，通常规定0相位载波和p相位载波分别代表传1和 传0,其时域波形示意图如下图所示：
S2PSK⑴
二进制相移键控（2PSK）
二进制相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息的，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用 初始相位0和九分别表示二进制的“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为：
2PSK典型的波形图
2PSK的调制原理框图如图2- 4所示。与2ASK信号的产生方法相比较，只是对s（t）的要求不同，在
2PSK中s(t)步步高点读笔是双极性的基带信号◎
2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调器原理框图如图2- 6所示。在相干解调中，如何得到与接 收的2PSK信号同频同相的相干载波是关键的问题。
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开关电路
(b)犍控法
2PSK信号相干解调各个时间波形如图2-7所示。
图中，假设相干载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位一致(通常默认为0相位)。但是， 由于2PSK信号的载波恢匆过程中存在着1800的相位模糊，即恢好的本地载波与所需的相干载波可能同相, 也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反, 即“1”变为“0”， “0”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。这个即为2PSK方式在实际中很少采
用的原因。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波，致使在接收端无法 辨认信号码元的起止时刻。
二进制差分相移键控(DPSK)
为了解决上小节中PSK出现的问题，可以采用差分相移键控(DPSK)体制。DPSK是利用前后相邻 码元的载波相对变化传递数字信息，所以又称相对■相移键控。假设△①为当前码元与前一码元的载波相位 差，可定义一种数字信息与△①之间的关系为：
