華為中頻帶電力線載波通信技術(shù)的特點與應(yīng)用優(yōu)勢

隨著人類社會加速邁向智能化、隨著各種新型數(shù)字技術(shù)的涌現(xiàn)，“萬物互聯(lián)”已經(jīng)不再只是個口號，而海量智能設(shè)備的“最后一公里”問題亦日益浮出水面。

在此背景下，華為開創(chuàng)了中頻帶電力線載波通信技術(shù)PLC-IoT，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在電力線介質(zhì)的高速長距離傳輸，并基于該技術(shù)發(fā)展出IPv6、多模通信、邊緣計算等獨特技術(shù)和被集成模式；與此同時，作為一種新型物聯(lián)手段，PLC-IoT在短時間內(nèi)就被市場所接受，其產(chǎn)業(yè)生態(tài)和行業(yè)實踐正以超乎想象的速度豐富起來。

從“人人有寬帶”到“物物能智聯(lián)”，或許這一天并不遙遠(yuǎn)。

點亮物聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”

物聯(lián)網(wǎng)概念提出已有20多年，在經(jīng)歷了熱炒與冷遇后迎來了產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)期，并納入了更多價值與內(nèi)涵。數(shù)據(jù)顯示，2018年中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達(dá)到1.5萬億人民幣，2020年這一數(shù)字將有望突破2萬億人民幣；從全球來看，到2020年物聯(lián)網(wǎng)市場的空間將超過1.7萬億美元，相關(guān)連接數(shù)亦將達(dá)到208億個。另一方面，其形式也不再局限于小型設(shè)備、小型網(wǎng)絡(luò)，而是進入到完整的智能化領(lǐng)域，賦能人們的衣食住行以及各行各業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，成為智能社會不可或缺的底層支柱。

然而機遇與挑戰(zhàn)總是相攜而來，重要性的提升以及多樣化的場景、海量的設(shè)備連接，也令物聯(lián)網(wǎng)“最后一公里”的可靠安全通信越來越受重視。常見的物聯(lián)手段各擅勝場，或通信距離有限、或易受環(huán)境影響，無法覆蓋到所有的場景。PLC-IoT則因其“網(wǎng)隨電通”、在現(xiàn)網(wǎng)大部分為有源設(shè)備的情況下不用額外部署專門線路的特性，成為不少場景特別是對現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境通信線路部署嚴(yán)苛的場景下的首選，比如電力配用電、路口交通信號燈、城市路燈等。

具體來說，PLC-IoT是基于HPLC/IEEE 1901.1結(jié)合華為特有技術(shù)的，面向物聯(lián)網(wǎng)場景的中頻帶電力線載波通信技術(shù)。其工作頻段范圍在0.7-12MHz，噪聲低且相對穩(wěn)定，信道質(zhì)量好；采用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)，頻帶利用率高，抗干擾能力強；通過將數(shù)字信號調(diào)制在高頻載波上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在電力線介質(zhì)的高速長距離傳輸。PLC-IoT應(yīng)用層通信速率在100Kbps到2Mbps，通過多級組網(wǎng)可將傳輸距離擴展至數(shù)公里，基于IPv6可承載豐富的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，使能末端設(shè)備智能化、實現(xiàn)設(shè)備全聯(lián)接。

將電力線通信（PLC）應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)也并非易事。眾所周知，低壓電力線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和物理特性都與傳統(tǒng)通信傳輸介質(zhì)不同，是在已加載工頻電力信號的通路上傳輸高速數(shù)據(jù)信息，因此帶來了工作環(huán)境惡劣、噪聲干擾嚴(yán)重以及時變性大等問題；同時，信號很容易產(chǎn)生反射、駐波和諧振等現(xiàn)象，令信號的衰減特性極其復(fù)雜，造成PLC信道具有很強的頻率選擇性。

而華為PLC-IoT精確有效地建立了電力線通信信道傳輸模型，根據(jù)頻率選擇特性確定最佳信號傳輸頻率，并通過大量的實測數(shù)據(jù)分析獲得電力線的信道特性，針對這些特征設(shè)計有效的抗噪聲技術(shù)和抗衰減技術(shù)，最終大大地提高了電力線的通信性能，實現(xiàn)高速、可靠、實時的長距離通信。

PLC-IoT技術(shù)特點與優(yōu)勢

肇端于智能電網(wǎng)、不止于智能電網(wǎng)，PLC-IoT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可謂一日千里。目前該技術(shù)已經(jīng)在電力、交通、金融、消防等多個行業(yè)落地成功實踐，比如今年已部署了30萬臺智能配變終端；同時，已有超過100家合作伙伴基于該技術(shù)與華為展開了產(chǎn)品及解決方案的集成與聯(lián)合創(chuàng)新。那么是什么令PLC-IoT迅速得到了眾多客戶及合作伙伴的青睞？很大程度上這歸功于其本身的技術(shù)特點與優(yōu)勢。

首先，PLC-IoT基于IPv6，提升低壓配網(wǎng)通信效率和信息化水平：基于開放標(biāo)準(zhǔn)的IPv6技術(shù)，不同類型的末端設(shè)備可以共享PLC網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)主機側(cè)應(yīng)用和容器內(nèi)多個應(yīng)用也可共享同一個PLC網(wǎng)絡(luò)，獨立訪問各自管理的末端設(shè)備而互不影響，提升PLC網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)能力和通信效率。同時，基于IPv6可通過TCP/UDP協(xié)議承載豐富的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，如基于標(biāo)準(zhǔn)化的COAP協(xié)議實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸，以及通過DTLS協(xié)議實現(xiàn)末端設(shè)備接入認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密傳輸，加固了HPLC/1901.1的安全性。開發(fā)者可以在網(wǎng)關(guān)的容器中和尾端模塊的SDK上，參考以太網(wǎng)開發(fā)方式，基于Socket接口訪問PLC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并且可以借助大量開源軟件的成熟能力，快速開發(fā)應(yīng)用，大大簡化了PLC的開發(fā)難度。

其次，PLC-IoT實現(xiàn)無擾臺區(qū)識別，簡化安裝部署現(xiàn)場配置，提升部署效率：無擾臺區(qū)識別是華為主推的新一代臺區(qū)識別技術(shù)，無需任何外加設(shè)備，根據(jù)寬帶載波技術(shù)特點和電網(wǎng)及信號特性，僅通過軟件分析處理，在模塊本地自動分析出末端設(shè)備所歸屬的變壓器區(qū)域。利用無擾臺區(qū)識別的結(jié)果，可免除白名單配置，從而減少現(xiàn)場配置，提升設(shè)備部署效率。

第三，PLC-IoT+RF雙模通信，場景寬覆蓋，解決設(shè)備組網(wǎng)盲點：雙模通信采用寬帶電力線載波與微功率無線通信技術(shù)融合，在高頻次采集的場景下，PLC-IoT與RF雙通道并行采集不同節(jié)點的數(shù)據(jù)，提升效率40%左右。關(guān)鍵信息交互時，雙通道可同時傳輸關(guān)鍵信息，形成冗余通道，實現(xiàn)可靠通信。并且當(dāng)設(shè)備發(fā)生停電故障、PLC鏈路斷開時，可通過RF通信及時上報停電事件。

第四，LC-IoT利用旁路耦合技術(shù)，可靠上報停電事件，提升精細(xì)化管理水平：PLC-IoT模塊配合旁路耦合電路，為PLC-IoT通信提供了又一種逃生通道。當(dāng)電力線開關(guān)斷開后，PLC-IoT模塊可通過旁路耦合單元繼續(xù)通信，將停電事件等重要信息上報給物聯(lián)網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)停電主動搶修，提升運營效率和客戶滿意度，解決停電后如何將信息上報并及時進行處理的問題。

最后，即插即用，支持設(shè)備自發(fā)現(xiàn)，簡化設(shè)備接入流程，提升業(yè)務(wù)上線效率：PLC-IoT模塊結(jié)合邊緣計算網(wǎng)關(guān)，提供即插即用框架，PLC-IoT尾端模塊開放SDK，第三方應(yīng)用通過簡單函數(shù)調(diào)用，即可實現(xiàn)自身末端設(shè)備的自動發(fā)現(xiàn)，以及向容器中業(yè)務(wù)APP與遠(yuǎn)端物聯(lián)網(wǎng)平臺的注冊，使能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)與末端設(shè)備快速建立業(yè)務(wù)通道，有效解決傳統(tǒng)末端設(shè)備上線流程復(fù)雜，安裝部署耗時的問題。

“萬物互聯(lián)”的宏偉畫卷正徐徐展開，PLC-IoT作為點亮“最后一公里”的技術(shù)無疑將在這樣一個波瀾壯闊的時代發(fā)揮重要作用。據(jù)了解，12月19-20日，首屆PLC-IoT產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨華為PLC-IoT生態(tài)聯(lián)盟成立大會將在東莞舉行。屆時不僅將探討PLC-IoT技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展方向、發(fā)布一系列創(chuàng)新成果，更將正式宣告華為PLC-IoT生態(tài)聯(lián)盟的成立，以此為依托做大產(chǎn)業(yè)蛋糕、實現(xiàn)商業(yè)共贏。讓我們拭目以待！

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