2012年11月29日11:05 來源:人民網(wǎng)-財(cái)經(jīng)頻道
(注1)燃?xì)獗淼哪繕?biāo)是10年無需更換電池。
(3)是利用電力線通信,把輸電線作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的方法。因此,使用這種方法的前提是用于電表。利用輸電線構(gòu)成1對N的星形網(wǎng)絡(luò)傳輸智能儀表的抄表值,并匯集到數(shù)據(jù)匯總設(shè)備。從全球范圍來看,利用的頻帶大多是10千赫~500千赫左右。傳輸速度雖然不快,僅為每秒數(shù)百千比特,但與無線通信相比,這種方式具有不易受傳輸環(huán)境變化影響的優(yōu)勢。而且,因?yàn)榭梢允褂靡延休旊娋作為傳輸媒體,所以還可以降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本。但是,由于智能儀表與數(shù)據(jù)匯總設(shè)備是有線連接,因此,與無線相比,容納效率較差,不適合覆蓋大范圍。
在電力線通信的傳輸方式方面,已有了“G3-PLC”、“PRIME”等前景看好的規(guī)格。與家用的HD-PLC*等相比,這些規(guī)格雖然速度慢,但抗噪性好,適合長距離數(shù)據(jù)傳輸。G3-PLC是法國電力公司(Electricitede France)的子公司法國電網(wǎng)輸送公司(Electricite Reseau Distribution France),PRIME是西班牙電力企業(yè)伊維爾德羅拉公司(Iberdrola)主導(dǎo)開發(fā)的技術(shù)。其中,G3-PLC已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61334和IEEE P1901.2,并于2011年12月被國際電信聯(lián)盟(ITU)認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
*HD-PLC(High Definition Power LineCommunication):松下主導(dǎo)開發(fā)的電力線通信方式。特點(diǎn)是利用2M~28兆赫的頻率,最大數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)每秒240兆比特。
G3-PLC通過采用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方式,實(shí)現(xiàn)了最大每秒300千比特的數(shù)據(jù)傳輸速度,通過利用卷積碼和里德所羅門碼進(jìn)行二級糾錯,提高了抗噪性。其優(yōu)勢在于傳輸距離最大可達(dá)6公里,可以跨變壓器進(jìn)行通信,F(xiàn)在,開發(fā)G3-PLC收發(fā)芯片組的美國飛思卡爾半導(dǎo)體、美國美信集成、意法半導(dǎo)體、美國德州儀器、瑞薩電子這5家公司正在進(jìn)行互連性試驗(yàn)。美信日本公司多網(wǎng)段專家工藤一彥稱:“物理層的連接性試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束,MAC層的驗(yàn)證還在進(jìn)行之中!
B路徑
連接智能儀表與家庭、企業(yè)中的能源管理系統(tǒng)(EMS)的B路徑如今還在發(fā)展之中,實(shí)際采用的案例并不算多。各個(gè)國家和地區(qū)都在對各種各樣的技術(shù)進(jìn)行研究。
現(xiàn)在,B路徑的候選輸技術(shù)大致分成近距離無線和電力線通信兩種。這兩種方式采用的技術(shù)都與A路徑如出一轍(表1)。
表1:B路徑使用的主要傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
首先,在近距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)之中,前景最受看好的是“ZigBee”和“Wi-SUN”。尤其是Wi-SUN,因?yàn)槠涫褂玫奈锢韺印癐EEE802.15.4g”以及MAC層“IEEE802.15.4e”即將成為配備于智能儀表的國際標(biāo)準(zhǔn),因此在世界市場上很可能得到廣泛使用。除了B路徑之外,估計(jì)也會在構(gòu)筑A路徑的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中大量采用。
IEEE802.15.4g是規(guī)定物理層,IEEE802.15.4e是規(guī)定在物理層上面的MAC層的通信標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)化已于2012年3月完成。二者以ZigBee使用的IEEE802.15.4的物理層與MAC層為基礎(chǔ),為進(jìn)一步降低功耗,更改了通信順序和收發(fā)方式。
能符合多個(gè)國家的規(guī)定
過去的IEEE802.15.4物理層可以使用的頻率包括868兆赫、902兆赫,以及2.4吉赫頻帶,一級調(diào)制方式也僅限于2FSK(868兆赫和902兆赫)和O-QPSK(2.4吉赫頻帶)。
而IEEE802.15.4g支持400兆赫~2.4吉赫等多種頻帶,調(diào)制方式還可以選擇4FSK和OFDM(圖3(a))。能夠使用傳輸速度、傳輸距離、易達(dá)性均衡的700M~900兆赫頻帶域,這是非常大的優(yōu)勢。美國模擬器件公司日本法人的工業(yè)&基礎(chǔ)設(shè)施部門工業(yè)部RF系統(tǒng)專家椿原潤吾說:“雖然各個(gè)國家和地區(qū)可以使用的頻帶各異,但是,只要使用能夠支持各種頻帶的IEEE802.15.4g,就可以在很多國家和地區(qū)的智能儀表中配備!绷硗猓琁EEE802.15.4g還設(shè)想在IP網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用,最大幀長擴(kuò)展到了2048個(gè)八位組(IEEE802.15.4為127個(gè)八位組)。
圖3:面向智能電網(wǎng)制定的近距離無線國際標(biāo)準(zhǔn)“IEEE 802.15.4g”
為了靈活應(yīng)對各國規(guī)定,該標(biāo)準(zhǔn)支持多種頻帶和調(diào)制方式(a)。(b)是配備了IEEE802.15.4g收發(fā)器IC的無線模塊。由NICT開發(fā)。(表:《日經(jīng)電子》根據(jù)IEEE資料制作。攝影:NICT。)
IEEE802.15.4e以IEEE802.15.4的MAC層為基礎(chǔ),通過增加配合無線收發(fā)器之間的通信等待動作與數(shù)據(jù)收發(fā)動作,間歇性進(jìn)行收發(fā)等功能,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能化。前面提到的燃?xì)夤镜墓ぷ魅藛T說:“即便是以電池驅(qū)動為前提的燃?xì)獗,也有望可以多年無需更換電池進(jìn)行工作!绷硗猓绹M器件公司和意法半導(dǎo)體公司等已經(jīng)開發(fā)出了能夠支持IEEE802.15.4g/e的RF收發(fā)器IC產(chǎn)品,日本信息通信研究機(jī)構(gòu)(NICT)等也在開發(fā)智能儀表使用的無線收發(fā)器(圖3(b))。(日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿)