本文讲述的是载波通信标准化研究，电力线通信(PLC) 技术可以用于同轴电缆、电话线等媒体来传输，按使用频率通常分为窄带PLC 和宽带PLC， 窄带PLC 使用的频率为3kHz~500 kHz，提供较低传输速率的通信服务，适合智能电网、工业控制等控制信息的传输;宽带PLC 使用的频率为1.8MHz~250 MHz，利用现有电力线组建室内网络，实现宽带数据和多媒体信号传输，能够提供2 Mbit/s 以上的数据传输速率。
1 国外宽带PLC 标准宽带PLC 标准一般工作于1.8~250 MHz，传输速率从几兆比特每秒到几千兆比特每秒。当前主流的宽带PLC 标准主要包括ITU-T G.hn、HomePlugAV/AV2/GreenPHY、IEEE 1901、HD-PLC 等。
(1) ITU-T G.hn 2006 年ITU-T 启动G.hn 系列家庭网络标准制定工作，可以支持家庭中已有布缆包括电话线、电力线、同轴电缆和五类双绞线等不同媒体的联网，数据速率达1 Gbit/s，该系列标准发布情况见表1。
G.hn 网络由一个或多个域组成，域包括可相互之间直接通信的全部节点。因此，相同网络的不同域之间没有干扰。一个节点为域主服务器，它控制该域中全部节点的操作，包括加入域、带宽预订、分配和其他管理操作。万一域主服务器失效，域主功能传递给域中另一个节点。
网络中可通信或者相互直接影响的全部节点在相同的域中。域主服务器通过协调节点的通信时间来避免他们之间的干预，这比协调共享媒体的若干域的传输更为简单和高效。用户可在相同媒体上建立多个域，如电力线上使用基带和通频带或者同轴电缆使用不同的RF 信道。相同网络的不同域通过域间网桥连接，见图1。
这就允许任何域的节点看见网络中任何域的任何节点，任何域也可桥接到有线或者无线的外部网络( 如DSL、PLC、WLAN、其他家庭网络技术)。
(2)IEEE 1901 2005 年IEEE 成立了IEEE 1901 工作组，旨在开发出应用于交流电力线的高速通信标准;2007 年10月，工作组选择了HD-PLC 和HomePlug 的方案，共同构成了IEEE 1901 标准;标准最终于2010 年12月发布，可用于室内和接入互联网。IEEE P1901 标准规定了适用于室内互联和互联网接入电力线通信MAC 层和物理层，支持达500 Mb/s 的物理层传输速率。其中，室内互联部分采纳了HomePlug AV 和HD-PLC 方案，物理层分别为基于快速傅立叶变换(FFT) 的OFDM 调制和离散小波变换正交频分复用(Wavelet OFDM) 调制。为了支持不同PLC 系统的共存，IEEE P1901 中定义了系统间协议(ISP) 共存机制，支持IEEE P1901接入、FFT 室内互联、Wavelet 室内互联、G.hn 系统的共存。
(3)HomePlug 标准 HomePlug 联盟(Home Plug Alliance，HPA) 由松下、英特尔、惠普、夏普等13 家公司于2000 年3 月成立，从成立以来Home Plug 陆续制定了一系列电力线通信技术规范。从2001 年发布的HomePlug1.0规范，到2012 年3 月发布的HomePlug AV2 规范，在11 年的发展和演进中，HomePlug 针对电力线通信的不同应用场景和需求，制定了一系列的标准，基本上覆盖了所有电力通信技术的应用领域。同时，实现了PHY 理论传输速率从14 Mb/s 到1 Gb/s 的飞跃。Homeplug 联盟制定的标准主要包括HomeplugAV、Homeplug AV2 和HomeplugGreenPHY，其相互之间是可以互联互通的。HomePlug 系列标准和发布时间如表2 所示。
(4) HD-PLC 标准 由松下开发的高速宽带PLC 标准HD-PLC 其主要应用市场在日本，2007 年成立了HD-PLC 联盟;HD-PLC 最大传输速率可达240 Mb/s。HD-PLC 有HD-PLC“inside”和HD-PLC“complete”两种标准，其比较如表3 所示。
2 国外窄带PLC 标准窄带PLC 技术主要工作在3~500 kHz，传输速率从几千字节每秒到一兆字节每秒以上，主要面向智能电网应用。当前主流的窄带PLC 标准包括IEEE1901.2、ITU-T G.hnem、G3-PLC、PRIME 等。
(1) IEEE 1901.2：工作于10~490 kHz 的频段，物理层基于OFDM 技术，可以实现接近500 kb/s 的传输速率。同时可以支持不同国家的频段规则，可以与已有的单载波技术共存。
(2) ITU-T G.hnem：G.9902。为解决不同窄带PLC 标准的互操作性，ITU-T 启动了G.hnem 项目。该标准支持包括欧洲、日本、美国规定的全部窄带频段(10~490 kHz)，提供高达1 Mb/s 的传输速率。
(3) G3-PLC：G.9903。由ERDF(法国电力) 发起，由Maxim和Sagem Communication 公司开发方案G3-PLC，于2009 年9 月发布，2011 年10 月，成立了G3-PLC联盟。G3-PLC 支持包括欧洲、日本、美国规定的全部窄带频段(10~490 kHz)，提供20~300 kb/s 的传输速率。
(4) PRIME：G.9904。西班牙Iberdrola 公司从2007 年组织制定的窄带PLC 的AMR 标准，并依此成立了PRIME 联盟。2010 年，PRIME V1.3 版本发布，工作频段采用41.992~88.867 kHz，采用OFDM 调制，最高实现128 kb/s 的数据速率;其工作于500 kHz 的扩展版本目前正在制定中。
下图是国外标准化组织的构成。
国外PLC标准化组织
3 国内PLC 标准窄带PLC 技术国际、国内相对成熟，我国已有相关国家和行业标准。目前国内宽带PLC 标准主要集中在应用标准，如：低压电力线抄表系统等，基于自主知识产权的宽带PLC 基础标准( 如物理层和数据链路层) 还没有。宽带PLC 技术方面，我国提出了时域同步正交OFDM (TDS-OFDM) 技术，并将其应用在PLC 系统中，目前正在基于该技术制定两项PLC 国家标准：《信息技术 系统间远程通信和信息交换 低压电力线通信第1 部分：物理层规范》、《信息技术 系统间远程通信和信息交换 低压电力线通信 第2 部分：数据链路层规范》。
本文转自：5I研习社微信公众号
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