gPLAN(PowerLine Advanced Networking for Green Applications)是針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境并基于先進(jìn)的正交多載波(OFDM)技術(shù)的窄帶高速電力線載波通信(PLC)技術(shù)，也是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上技術(shù)最先進(jìn)、最適合國(guó)內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境、應(yīng)用規(guī)模最大的窄帶高速PLC技術(shù)。

　　窄帶OFDM PLC技術(shù)基本上自2008年開(kāi)始作為新一代窄帶電力線載波通信技術(shù)在國(guó)外迅速發(fā)展，取代早期的通信速率慢、抗干擾能力差的單載波調(diào)制技術(shù)，使窄帶電力線載波通信進(jìn)入“第二代”。與此同時(shí)，針對(duì)中國(guó)復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境和國(guó)外技術(shù)無(wú)法適應(yīng)的局面，國(guó)內(nèi)窄帶OFDM PLC技術(shù)gPLAN與國(guó)外同步發(fā)展,由深圳力合微電子研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2009年4月在北京首次發(fā)布了中國(guó)的這一技術(shù)以及高度集成的芯片LME2980，開(kāi)啟了國(guó)內(nèi)第二代電力線載波通信時(shí)代，并且成為迄今在全球范圍內(nèi)實(shí)際應(yīng)用規(guī)模和性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它任何第二代技術(shù)的窄帶高速OFDM PLC技術(shù)，使中國(guó)在這一通信領(lǐng)域走在了國(guó)際的前列。

　　電力線載波通信(PLC)是利用電力線進(jìn)行終端組網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸和通信的一種局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。PLC有窄帶和寬帶之分。寬帶PLC一般使用2-30MHz頻段，采用OFDM技術(shù)。由于具有較寬的可用帶寬，因而可以提供較高的通信速率。但由于載波頻率較高，信號(hào)衰減快，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信距離受限。所以，寬帶BPLC適合在一定的范圍內(nèi)提供寬帶連接，例如高速上網(wǎng)、音視頻傳輸?shù)?。窄帶PLC工作在500kHz以下的頻段，適合控制類應(yīng)用，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信距離、芯片成本、功耗、模塊體積上具有優(yōu)勢(shì);在室外低壓電力線上，適合“最后1公里”終端連接和通信;在室內(nèi)電力線上，則適合家居智能設(shè)備的連接、通信和控制。

　　窄帶PLC技術(shù)最大的挑戰(zhàn)是低壓電網(wǎng)具有噪聲大、干擾大和負(fù)載重的特點(diǎn)，以及信道的時(shí)變性和不確定性,而中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家則更加惡劣。這也就是為什么針對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家電網(wǎng)環(huán)境所設(shè)計(jì)的國(guó)外PLC技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)不適合中國(guó)的原因。表1為中國(guó)和歐美低壓電網(wǎng)環(huán)境對(duì)比。圖1為國(guó)內(nèi)典型的大功率LED等驅(qū)動(dòng)電源所產(chǎn)生的噪聲。

　　gPLAN專門針對(duì)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境而開(kāi)發(fā)(因此也更適合國(guó)外各種電網(wǎng)環(huán)境)，采用數(shù)百個(gè)相互正交的子載波(OFDM)，以及一系列的先進(jìn)技術(shù)和措施確保在惡劣的信道環(huán)境下物理層的魯棒性，包括優(yōu)化的OFDM子載波間隔、相干調(diào)制技術(shù)、雙重信道編碼技術(shù)、時(shí)域和頻域雙重交織技術(shù)、導(dǎo)頻技術(shù)、工頻同步發(fā)送和接收技術(shù)、以及支持靈活的載波頻率和帶寬配置等，使得它成為目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上技術(shù)最先進(jìn)和性能最魯棒的窄帶OFDM PLC技術(shù)。 gPLAN包括MESH網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持多節(jié)點(diǎn)自動(dòng)組網(wǎng)和節(jié)點(diǎn)間自動(dòng)路由中繼，從而為應(yīng)用層提供端到端透明通信連接，并通過(guò)應(yīng)用支持層(APS)支持各種應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)的端到端傳輸。典型的多節(jié)點(diǎn)PLC網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。從節(jié)點(diǎn)代表各種智能設(shè)備，主節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)，一般嵌入到路由器或網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，可以與各從節(jié)點(diǎn)通信。

　　在從節(jié)點(diǎn)端，gPLAN PLC還可以轉(zhuǎn)換為紅外、藍(lán)牙等其它信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。在主節(jié)點(diǎn)端，gPLAN PLC可以轉(zhuǎn)換為WIFI或以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接。

　　圖3 gPLAN PLC協(xié)議棧

　　gPLAN是目前唯一具有數(shù)千萬(wàn)量級(jí)實(shí)際應(yīng)用的窄帶高速OFDM PLC技術(shù)。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上成熟應(yīng)用的基礎(chǔ)上，目前該技術(shù)和芯片也正迅速應(yīng)用到了歐洲、美洲和東南亞市場(chǎng)。目前市場(chǎng)上gPLAN PLC SoC芯片包括工業(yè)級(jí)芯片LME2980C，適用于三表通信、路燈控制等，以及針對(duì)智能家居控制應(yīng)用的芯片LME2980B，由深圳力合微電子提供。單芯片即可實(shí)現(xiàn)gPLAN PLC組網(wǎng)和通信，同時(shí)，其內(nèi)置MCU具有UART、SPI、I2C、PWM、GPIO等接口可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種外設(shè)的智能控制或轉(zhuǎn)換為其它信號(hào)。

　　智能設(shè)備連接是智能家居控制系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。相對(duì)于其它連接方式，gPLAN PLC利用設(shè)備本身的電源線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)從路由器或網(wǎng)關(guān)到每一個(gè)智能設(shè)備的連接、通信和控制，具有實(shí)施方便、無(wú)輻射、穿墻越壁、不受阻擋等特點(diǎn)，將成為智能家居中連接智能設(shè)備的一種主要技術(shù)手段。