应用于智能电网的PLC通信标准(2)

如上述，窄频电力线通信虽然并非新一代的技术，但随着通信技术增长，不论是通信速度或是对抗噪声的调变技术都有大幅增长。当下已有许多国家有制定自己的窄频通信规范，例如北美的美国联邦通信委员会FCC(9k~490kHz)，在欧洲，则由1976年成立于比利时的CENELEC制定其规范(3kHz~148.5kHz)，以及日本电波产业会ARIB(10kHz~450kHz)等等。

近来，许多之前使用在数字通信的调变技术都被拿到电力线通信上使用例如FSK、PSK、展频等等，其中最热门的莫过于使用多载波的OFDM调变技术，主要原因在于其抗信道衰减及噪声干扰的优异表现，也因此，欧洲的G3及PRIME两个窄频电力线解决方案都是采用这个技术。

无所不在的高速通信

因为芯片制程技术进步及新调变技术表现优异，PLC通信的速度成功突破瓶颈，2006年，新的HomePlugAV规范使速度达到189M(bps)。自此，PLC通信技术不再被局限只能用于自动控制，而是真正进入高速信息通信的殿堂。

目前，HomePlug联盟正积极制定下一代新的通信标准HomePlugAV2，预期传输速率可达1G(bps)，且支持多重串流的1080p高画质影音、3D影音等等主流应用，预期在今年第3季问世。此外，在智能家庭方面，该组织日前拟定的HomePlugGreenPHY(GP)窄频标准已获选为美国家电制造商协会(AHAM)智能电网产品的主要通信协议，使得未来家庭电网的兼容性又大大提升。

目前PLC业界有3个比较大的标准组织，分别是HomePlug、UPA及CEPCA。HomePlug是由HomePlugPowerAlliance业界标准组织制定，主要成员是由美国PLC制造业者组成。UPA，全名UniversalPowerlineAssociation，是另一个宽带电力线通信标准，由西班牙DS2公司为中心所成立的业界标准组织。CEPCA消费电子电力线通信联盟，Panasonic为主的业界联盟组织，使用WaveletOFDM调变技术是与前两者最大的不同之处。上述三个宽带电力线规范以市场分布及联盟成员来区别大致可以分成HomePlug(美规)、UPA(欧规)、CEPCA(日规)。

由于当下并没有一个全球通用的业界标准，国际电信联盟（ITU-T）、IEEE便着手于此，希望不久将来宽带PLC可以像Ethernet或WiFi一样有一个通用的标准流通于市面上。

新一代整合界面标准-G.hn

G.hn是由ITU-T制定，并由HomeGrid论坛推动的新标准，目的在于统一PLC及其他所有家用的高速通信规格。G.hn能在短时间内迅速窜起除了可以同时兼容电力线、同轴电缆与电话线之外，在使用同轴电缆作为传输媒介时传输速率更可达到700M(bps)，其通信速度可用在更广泛且热门的应用之中也是业界看好其发展性的重点之一。

电力线通信先天的阻碍

因为电力线本是为了供应用电而不是设计用于通信，所以要在这个环境下通信必须克服许多先天的不良因素。例如在变压器(11.4kv～220kv)到家用电表端间的通信，如同图2所示，即AMI系统的数据传送信道，在此环境中即可能遇到电力线通道在地下，无法预估长度或是分接予其他用户的情形，这些都可能导致通信上的困难。

窄频电力线方面如同先前所述因为较不易受到环境衰减，所以大多使用在中压或是AMI的远距离传输，但也因为使用的传输频带较低(约在1M(Hz)以下)，所以容易受到电器噪声的影响。相较之下，窄频电力线受到的干扰，宽带电力线则是高频通道衰减较为严重。图4所示即为真实电力线的噪声量测结果，可以看出噪声多集中在低频带。图5显示是同场域量测的通道响应，从接收功率的分布情形得知高频部分可能受到的严重衰减而并非噪声干扰。当然，在室内使用之电力线通信也可能因为家中电器使用或是大负载电器而造成信号衰减，这些都是先天即存在且必须克服的不利因素。