经多年的合作开发宽带中频电力线载波通信技术规模化应用时机来临

经国网多年的合作开发，宽带（中频）电力线载波通信技术规模化应用的时机终于来临！
中国现代电网量测技术平台

张春晖
2018年6月21日
1）IEEE19011国际标准
网上报道:中国电科院发布”IEEE19011国际标准”
— 2018年5月22日，由中国电科院、国网信通产业集团等企业联合制订的IEEE19011《适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信技术标准》正式发布实施。
—该标准是以国网Q/GDW 11612 《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范》为基础，大量使用创新技术，提出以OFDM、双二元Turbo编码、时频分集拷贝为核心的物理层通信技术规范，以及以信道时序优化、树形组网、多台区网络协调为代表的数据链路层技术规范。
该标准的发布，填补了中频电力线载波通信应用在智能电网领域国际标准的空白，提升我国在物联网领域的国际影响力和话语权。
— IEEE19011标准通过构建高带宽、高可靠、低时延、低成本的电力线通信网络，支持远程自动抄表、配电台区监测等多种应用场景，实现以电力线载波通信为基础的物联网技术在能源互联网中的有效应用。
该标准将促进电力线载波通信芯片、通信模组、智能终端全产业的发展。
2）国网，宽带（中频）电力线载波通信技术合作开发进程
国网为何重视宽带（中频）电力线载波通信技术的开发
国网的用电信息采集系统建设，从2010年开始，2017年基本完成，用电信息采集43亿户，覆盖率99%，用于用电信息采集设备及用户工程投资巨额，约510亿元。其中，70%的本地通信方式采用窄带（低速）电力线载波通信技术。经过多年的运行，窄带（低速）载波通信方式的通信速率慢，自动采集成功率低，有的居民小区的单相电表，24h都抄不到表，成为本地通信的技术瓶颈，一时难以解决。由此，国网利用配电网户户通电电力线的资源优势，将宽带（中频）电力线载波通信实用化应用，列为通信新技术重点开发课题。
根据中国电科院专家提出的配电、用电管理通信流量的预测:宽带（中频）载波通信速率需满足下列用电信息采集的要求:
· AMR/AMI的通信速率:12/20 k bps

·负荷管理10 k bps

·扩大到配电业务，配电自动化、报警管理、DG均为10 k bps；

·配电视频监控要求1 M bps；配电新提出的其它视频通信要求。
— 2012年7月，国网”新一代智能电力线载波通信关键技术研究”项目启动。该智能PLC是具有跨频带（150 k Hz---10 M Hz）、频率自认知、自适应、自组网、协调通信功能的载波通信技术。
该项目由中国电科院牵头，国网通信公司、南瑞集团参与。
2014年11月，该项目通过验收。其智能PLC系统在绍兴、长春电网的中、低压电力线路上开展了实际测试与验证。
— 2014年7月，在本文作者组织召开的《进口高端电能全性能研究》课题（长沙:威胜）技术交流会议上，华为海思公司介绍了自主设计的Hi3911型宽带（中频）载波芯片，频段:2---12MHz,通信速率200k---14M bps。
由此估计:华为海思公司的中频载波芯片推出时间还要更喜欢早一点。
— 2014年10月，国网召开低压电力线宽带载波通信技术标准研讨会，提出宽带载波通信单元技术规范、检验规范、通信协议（初稿）。
— 2014年11月，在本文作者组织召开的电力线载波通信新标准、新产品（青岛:东软）技术交流会议上，重点交流国际/国内宽带与OFDM窄带载波通信新技术。
— 2015年，据了解，华为海思公司将（中频载波芯片）物理层及通信协议在国网宽带载波通信技术企业标准中进行共享。各宽带载波芯片厂家在芯片物理层统一的前提下，自主开发宽带载波产品。
— 2016年，在本文作者组织召开的当前电表行业发展热点问题（重庆华立）讨论会上，重庆市电科院介绍了在大型公变台区（约700户）进行现场宽带载波通信互联互通测试结果。
— 2017年，江苏省电科院完成宽带载波模块互联互通测试，验证宽带载波模块在架空线路、预埋电缆、城市及农村等现场复杂运行工况下的互联互通情况。
— 2017年，重庆邮电大学、重庆市电科院《基于System Generator的宽带电力线脉冲噪声实现方法》提出:实现基于FPGA的Class A 噪声发生器，将有利于宽带PLC产品抗噪声性能评估测试。
— 2017年，国网发布:《低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范（Q/GDW 11612---2016）》
据了解，该标准分为6个部分:
第1部分:总则

第2部分:技术要求

第3部分:检验方法

第4部分:物理层及通信协议

第5部分:链路层及通信协议

第6部分:应用层技术要求
— 2018年5月，中国电科院发布:《适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信技术标准（IEEE19011）》
3）青岛东软公司:推出符合IEEE19011国际标准的宽带（中频）载波通信芯片，并获得国际通行证
网上报道:”IEEE发布载波新标准，东软载波芯片获国际通行证”
—东软推出新的载波（中频）芯片的型号:

Eastsoft SSC1667。现在，已有至少100万颗芯片在网使用，并不断深化应用，拥有超级电容停电上报台区自动识别等功能。
—东软SSC1667型宽带（中频）载波通信芯片的设计性能
· 40nm Flash工艺，SOC芯片集成度高，Flash内置，外围成本低

· OFDM正交频分复用调制技术

·通信速率6MHz

·通信频带07MHz---12MHz

·功耗更低:静态功耗07W/动态1W

·支持新的/老的国网宽带互联互通标准，支持频段切换功能

· 4频段、6种模式，具体支持的标准和频段:（略）。
4）点评
—我国在电力线载波通信技术国际标准制订方面实现零的突破
在国际上，由中国电科院等单位联合制订的《适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信技术标准（IEEE19011）》，填补了中频电力线载波通信应用在智能电网领域国际标准的空白。
经查证:
·国际上，宽带（高频:2MHz及以上）电力线载波通信标准的制订:先期研究的重点领域是智能家居网络，后来面向家庭数字多媒体、视频、音频、数据、能源智能化控制等通信的需求。这方面，Home Plug（家居即插）联盟提出的宽带电力线载波通信技术标准较早、面广，其中的部分宽带载波通信标准，已经转换成IEEE国际标准:
从2001年的Home Plug 10标准，数据速率最高达14M bps，主要定位于家庭网络应用，也有用于低压宽带接入；2004年的Home Plug 10 ---Turbo标准，提升数据速率，最高数据速率85M bps，；2005年的Home Plug AV标准，频段:18---25MHz,最高数据速率200M bps,用于传输视频、音频、数据；2006年的Home Plug Green PHY标准，是为家庭和建筑物中嵌入式智慧能源和自动化应用而设计，它与IEEE1901/Home Plug AV标准的电力线网络协议互 *** 作，并具有将数据速率由200M bps降低为低速率（注:10M bps）、低功耗（注:功耗降低80%）、低成本和宽广家庭覆盖能力等特性。
·国际上的窄带（低频:500kHz及以下）OFDM电力线载波通信标准的制订:
2009年，MAXIM公司发布G3标准
2011年，PRIME联盟成立，发布G3---PLC标准；ITU（国际电信联盟）的G9955兼容G3---PLC物理层；IEEE P 19012兼容G3---PLC物理层
2012年，G3---PLC更新，由ITUG9903发布；10月发布更新版本
2013年，ITUG9903发布更新版本；IEEE19012投票通过成为正式版本
2014年，ITU G9903发布再更新版本。
这些窄带通信标准，使用OFDM的低频窄带载波通信技术，以较高的传输速率及频段具有d性等优势而快速兴起，主要用于自动抄表管理、智能家居网络，频段:10k---500k Hz ，数据传输速率20k---150k bps。
·以上情况说明:
a1 国际上，长期以来，适用于智能电网用电信息采集的中频（150k---12MHz）电力线载波通信方式，一直未推出国际标准。
a2 国内，自2009年国网提出开展电力用户用电信息采集系统建设之后，对适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信技术进行多方位的合作研究。
IEEE19011国际标准的提出，是基于国内通过几年的宽带（中频）电力线载波通信的中频载波芯片开发、现场宽带载波通信干扰性能测试、宽带载波通信互联互联讨论、宽带载波通信标准制订等多方位的合作创新、系统研究成果。
—从应用的视角，中频（低于12MHz）电力线载波通信有哪些技术难点与争议
国际上，迟迟未能推出适用于智能电网应用的中频（低于12MHz）电力线载波通信国际标准，估计主要有应用技术难点与争议。
经综合2014年青岛电力线载波通信新标准/新产品技术交流会议、2016年重庆电表行业发展热点问题讨论会议的情况，本文作者提出中频电力线载波通信应用技术开发的3个难点与争议问题:
其一，中频电力线载波通信双向高频干扰。网上报道:2013年6月，ITU---R（国际电信联盟无线电通信部门）发布《电力线通信系统对工作在80MHz以下的无线电通信系统的影响（ITU---R SM2158---3报告）》，对电力线载波通信方式提出质疑。
注:SM系列，频谱管理。
（说明:目前尚未看到国内有关部门对ITU--R SM2158---3报告的评论）
其二，配网预埋电缆、无功补偿装置对中频电力线载波通信影响的严重程度与改进措施的合理性评估。经现场实测，有时将集中器布置在

无功补偿装置之前（电源侧），自动抄表成功率极低甚至抄不到表。
其三，宽带载波通信互联互通问题。据了解，在国内，各宽带载波芯片厂家的中频载波芯片物理层及通信协议已经统一，网络的路径选择和中继功能还是各不相同，在现场实际的组网和抄表时，互联互通的效果并不理想。
针对以上难点与争议问题，据了解，国网计量部门统一组织了现场测试分析，提出一些改进措施。但是从期刊、网上很少见到这方面的报道。
这次，IEEE19011国际标准提出中频（低于12MHz）电力线载波通信网络的物理层、数据链路层技术规范，其大量使用的创新技术，提高了通信信号（位、帧）的收发质量和数据传输性能。据了解，随后国内有意向继续合作开发中频载波通信网络的网络层及其它层级的技术规范，期望在组网技术、路由算法、数据传输、互联互通等深层次通信技术进行开发统一，实现大幅度提升用电信息采集速率、自动采集成功率，化解中频载波通信质量引发的应用难题。
同时，本文作者提出尚需合作研究制订另一个重要标准:中频电力线载波通信信道监测、管理技术规范。该技术规范制订的建议，在本文第5）部分叙述。
中频电力线载波通信的高质量，只有从中频载波通信网络技术性能开发与信道监测管理两个方面措施相结合，才能较好地化解中频电力线载波通信应用的3个难题。
—载波模块价位。与窄带（低速）载波模块相比，目前的中频载波模块价位还高，将影响其大规模推广应用。但是，可以预期，随着中频载波模块应用量不断增长，其价位可以降到合理水准。
—拓展载波模块更新资金渠道
2010---2017年，国网用电信息采集设备的招标量:集中器约464万台，采集器约5115万台。如集中器、采集器的窄带载波模块70%，更新为中频载波模块，按目前的中频载波模块价位估计，集中器的新模块投资65亿元，采集器的新模块投资25亿元，单相载波表的新模块（按国网供电服务区457亿户的15%估算）投资34亿元。以上3项合计，国网采用中频载波模块需投资655亿元。按传统电子式电表8年轮换周期，每年需载波模块更新资金82亿元。
2017年底，国网用电信息采集系统建设基本完成。现在要申请进行用电信息采集载波模块的更新资金，化解本地通信技术瓶颈，这条资金渠道是否可以走通，还难以预料。国网，当前投资的重点还是特高压工程与推进配电网智能化建设。
目前，居民用电低压电网的主动故障报警与抢修，电能质量监测与控制，配电网与用户之间实用互动功能开发，是国网推进智能配电网建设的短板。由此，通过各级电网配电管理部门提出要求:拓展用电信息采集系统配电用新功能，申请中频载波模块购置资金，则是另一条合理渠道。
5）国内，中频电力线载波通信信道监测、管理技术规范制订的建议
国际上，EN50065:《3kHz至1485kHz频段的低压电气装置上的信号传输》:
第1部分: 一般要求、频带和电磁骚扰
第2---1部分: 95kHz至1485kHz频段用于住宅、商业和轻工业环境下工作的交流电源通信设备与系统的抗扰度要求
第2---2部分: 95kHz至1485kHz频段用于工业环境下工作的交流电源通信设备与系统的抗扰度要求
第2---3部分: 3kHz至95kHz频段用于电力提供商和分销商工作的交流电源通信设备与系统的抗扰度要求
第4---1部分: 低压去藕滤波器 --- 通用规范
第4---2部分: 低压去藕滤波器 --- 安全要求
第4---3部分: 低压去藕滤波器 --- 输入滤波器
第4---4部分: 低压去藕滤波器 --- 阻抗滤波器
第4---5部分: 低压去藕滤波器 --- 分段滤波器
第4---6部分:低压去藕滤波器 --- 相位藕合器
第7部分: 设备阻抗
国内:中频电力线载波通信信道监测、管理技术规范的制订，可参考EN60065系列标准，结合中频电力线载波通信的特征，需要涵盖中频频带和双向电磁骚扰限值；中频载波信号衰减及信噪比测量，集中器选址勘测；双向高频干扰监测；

各类应用环境的抗传导、幅射干扰要求；预埋电缆、无功补偿设备对中频载波通信影响测试及处理方案；同频干扰测试及改进方法；各类去藕滤波器；设备阻抗；双向通信与网关技术规范；其它要求。

MQTT协议。自动售货机，是一种能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市，可以通过MQTT协议与物联网平台进行交互，在应用侧可以到物联网平台订阅设备侧变化的通知，用户可以在控制台或通过应用侧接口创建数据转发规则，把设备上报的属性转发给其他华为云服务。常见的自动售卖机共分为四种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机、化妆品自动售卖机。

1 GE
Predix是第一个被认为是世界上最大的工业互联网平台，但推广不尽人意。
2西门子
2019年西门子一直在推动其MindSphere，在国内进行了多次的产品推广会，希望超越GE Digital的Predix。西门子是一家庞大的跨国公司，只需将其自己的设备连接到MindSphere，即可使其成为世界上最大的IIoT网络。
3施耐德电气（WonderWare）
施耐德电气主要提供能源管理系统和工业自动化解决方案，两者都非常适合IIoT网络。借助像施耐德电气的WonderWare这样的IIoT网络，可以对所有电机和机器人以及诸如此类的东西进行集中监控和管理。未来，只有一个人坐在控制室中的计算机上，可以直接访问故障机器并查看传感器参数，并且机器知道如何解决。
4 SAP

根据ICT从业者的学习和进阶需求，华为认证分为工程师级别(HCIA)、高级工程师级别(HCIP)和专家级别(HCIE)三个认证等级。华为认证工程师级别有哪些技术方向呢？今天就介绍一下工程师级别(HCIA)的所有技术方向以及对这些方向进行简短的介绍。
HCIA已发布的技术方向认证有：
ICT技术架构认证
云计算 HCIA-Cloud Computing
HCIA-Cloud Computing认证定位于云计算虚拟化解决方案，桌面云和大数据的规划设计、部署和故障处理等能力构建和考察。 其中，对华为虚拟化环境的学习和掌握是重点。另外，本课程还初步引入了华为桌面云和大数据的内容，为后续深入学习和认证HCIP-Cloud Computing 技能做铺垫。
大数据 HCIA-Big Data
HCIA-Big Data认证定位：大数据技术普及，FusionInsight HD 的规划设计、部署实施、运维管理能力的构建、考核和认证
物联网 HCIA-IoT
HCIA-IoT认证定位于物联网技术普及，物联网基础开发与运维能力的构建、考核和认证。
人工智能 HCIA-AI
HCIA-AI认证定位于人工智能的普及、深度学习的了解、基于开源TensorFlow框架进行编程之基础能力的构建和华为云EI的学习，旨在推动ICT行业人工智能人才的培养。
网络统一通信 HCIA-Unified Communication
HCIA-Unified Communication认证是对企业统一通信系统初级知识和技能的考察和认证，该认证课程强调讲解企业级统一通信网络的架构和技术运用，以及华为企业IPT解决方案的安装、配置、部署和运维等，拥有HCIA-Unified Communication证书证明您具备当前主流统一通信技术、协助规划和部署华为统一通信解决方案的技术能力。
网络视讯 HCIA-Video Conference
HCIA-Video Conference认证是对视讯初级知识和技能的考察和认证，证明您具备主流视讯基础技术，能够协助进行华为视讯小、中型系统解决方案的规划和部署。该认证强调视讯通用技术，视讯系统的安装、配置、部署、日常运维和故障处理, 具备HCIA-Video Conference认证的工程师能够胜任中、小型企业视讯系统的使用与维护工作。
企业联络中心 HCIA-Contact Center
HCIA-Contact Center认证是对联络中心系统基础知识和技能的考察和认证，证明您具备主流联络中心技术和华为联络中心解决方案的基本规划部署能力。HCIA-Contact Center强调企业级CC的技术原理和组网，以及华为企业eSpace CC解决方案的安装、配置、部署和运维等方面应用。拥有HCIA-Contact Center认证的工程师能够胜任呼叫中心人工业务、普通IVR 业务、监控、质检和报表的工作。
云服务 HCIA-Cloud Service
HCIA-Cloud Service认证定位于主流云服务产品的使用和管理，它的内容包括但不限于：云服务演进和价值，华为云服务架构和生态，华为公有云发布的主要计算服务、存储服务、网络服务、安全服务、监控服务、关系型数据库、云容器和云桌面的应用场景和使用管理。理论知识和动手实践的比重是4:6。 HCIA-Cloud Service是对华为八大类云服务基础知识和使用技能的考察和认证。能帮助个人快速掌握最前沿的云服务知识和实践动手能力，为云知识技能获取打好基础、抢得先机。
ICT技术架构认证
数据中心 HCIA-Data Center
华为Data Center系列职业认证基于数据中心场景，是华为第一个跨传统知识领域的职业认证，其中HCIA-Data Center定位于云数据中心部署和运维工程师岗位，主要介绍数据中心相关基本知识、云数据中心技术基础和华为数据中心相关软硬件产品功能，主要适用于在校大学生、数据中心初入行者或传统数据中心工程师希望学习云数据中心技术的相关人士。
数据中心基础设施 HCIA-Data Center Facility
HCIA-Data Center Facility是对数据中心基础设施的通用理论及知识体系的认证和考察。HCIA-Data Center Facility认证课程包含数据中心基础设施概述、数据中心配电系统介绍、数据中心制冷系统介绍、数据中心监控管理系统介绍及与数据中心基础设施相关的消防、新风、综合布线系统介绍。具备HCIA-Data Center Facility的工程师能够对数据中心基础设施进行基本的 *** 作、使用、维护。
存储 HCIA-Storage
HCIA-Storage 是对存储系统基础知识和技能的考察和认证，证明您具备使用华为存储设备构建SAN 存储网络和系统及其运维管理的能力。HCIA-Storage 认证强调存储系统架构，RAID 技术，SCSI、iSCSI、FC 协议及其应用，IP-SAN 和FC-SAN 架构、组网、连接、部署以及SAN 存储系统的维护与管理，帮助企业IT 工程师建立高效、快捷的数据存储与管理方案中所需的规划、实施、运维能力。
智能计算 HCIA-Intelligent Computing
HCIA-Intelligent Computing V10 认证定位于计算产业知识普及、计算生态系统架构和芯片技术基础知识、智能计算产品和技术应用、行业解决方案及应用等能力的构建，旨在推动ICT行业智能计算人才的培养。
HCIA-Intelligent Computing V10认证包括：计算产业发展简史及趋势、计算生态系统架构概述、芯片的发展史及前景、计算平台产品及常用技术、行业解决方案及应用实践等。
路由交换 HCIA-Routing & Switching
HCIA-Routing & Switching是对企业网络初级知识和技能的认证。证明您具备配置和维护小型企业网络的能力。 HCIA-Routing & Switching认证考查工程师协助设计、部署小型企业网络和基本网络运维的能力。目的是考察企业网络工程师使用华为网络设备搭建小型企业路由交换网络的能力，使之能承载基本的语音、无线、云、安全和存储等网络应用，满足企业对网络的使用需求。
无线局域网络 HCIA-WLAN
HCIA-WLAN是对无线局域网初级知识和技能的认证。通过华为认证HCIA-WLAN的系统指导，学员将掌握无线局域网络基础知识及相关原理，并具备使用华为WLAN设备组建和中小型企业无线局域网络的基本配置和维护能力。HCIA-WLAN认证考察无线局域网络基础知识、相关原理、无线局域网络简单故障排除的能力。
接入网 HCIA-Access
HCIA-Access是对接入网基础知识和技能的考察与认证。通过认证，将证明您对接入网架构有初步的了解，掌握了接入网络的通用技术，并具备接入网架构设计以及使用xPON接入设备实施的基础协作能力。
安全 HCIA-Security
HCIA-Security是对企业网络安全基础知识和技能的考察和认证，证明您具备企业网络安全基础运维和管理能力。 HCIA-Security认证帮助企业网络工程师使用华为安全设备规划设计和搭建中小型企业安全网络，综合应用包过滤、NAT、网络互联、 ***、准入控制等相关技术，保障网络的安全运维与管理。
传输 HCIA-Transmission
HCIA-Transmission是对传送网络初级知识和技能的认证。证明您能够描述传送网的基本概念，了解传输产品的基本特性和组网能力，能够使用网管对简单业务进行配置和监控。HCIA-Transmission认证考查工程师对传送网主流技术的理解，协助设计、部署企业传送网络能力，满足其对网络的使用需求。
HCIA-LTE
HCIA-LTE认证定位于LTE网络维护工程师岗位。
HCIA-LTE认证包括但不限于：LTE的基本原理，设备的硬件基础知识、设备调测、数据配置、 *** 作维护以及基本故障处理。
通过HCIA-LTE认证，将证明您对LTE的基本原理和产品技术有基本的了解，掌握LTE网络基本软硬件 *** 作与维护方法，基本的故障处理能力，具备LTE网络的部署及运维能力。
拥有通过HCIA-LTE认证的工程师，意味着有能力部署和运维LTE网络，或为客户提供LTE网络部署和基本运维服务的能力。
HCIA-SDN
HCIA-SDN认证定位于SDN运维工程师岗位。
HCIA-SDN认证包括但不限于：SDN基础知识、SDN产品方案特性、单板性能、硬件维护知识，SDN控制器、交换机、路由器设备硬件安装与维护等内容。
通过HCIA-SDN认证，将证明您对SDN架构和技术有基本的了解，掌握SDN网络场景基本软硬件 *** 作与维护方法，具备SDN网络、接口协议、核心控制器等简单技术的部署及运维能力。
拥有通过HCIA-SDN认证的工程师，意味着有能力部署和运维SDN基础设施，或为客户提供SDN基础设施部署和基本运维服务的能力。
行业ICT认证
金融行业 HCIA-Finance
HCIA-Finance认证定位于在金融行业从事ICT相关工作的专业人士。包括厂商及其渠道的销售、售前、服务等人员，也包括初入金融行业从事ICT技术工作的新员工。通过HCIA-Finance的系统指导，学员将掌握与ICT技术密切相关的金融业务常识、银行科技体系、华为金融ICT解决方案等重要知识，成为既懂金融业务，又懂ICT技术的融合型人才。
公共安全行业 HCIA-Public Safety
HCIA-Public Safety认证主要考察对警务信息化发展的理解，及对大数据等技术在公共安全行业应用和掌握的能力。基于警务“大数据战略”以及向科技要警力的实际业务诉求，公共安全行业ICT认证课程从警务业务当前面临的挑战出发，对信息化的现状与展望，大数据、视频图像等技术在警务业务中的最新应用及背后的系统支撑进行了系统的介绍。
以上就是华为认证HCIA所有的技术方向，大家可以根据自己的专业选择考试方向，关于更多华为认证问题可以点击下方免费咨询了解详情。

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