電力線通信 (PLC) 是一項在其開發過程之中便引起世界廣泛關注的全球性技術。在其最簡單的形式中，PLC 通過現有的電力線調制通信信號。這使得設備能夠在無需新增任何導線或電纜的情況下實現聯網。此種能力在各種各樣的應用中均極受青睞，其可通過網絡充分利用更高的智能和效率。PLC 最初的市場商機包括：

公用事業計量表：對于 PLC 來說，公用事業計量表是一項主要的批量型應用。PLC 是公用事業公司優先選擇的自動抄表 (AMR) 和自動計量基礎設施 (AMI) 通信技術，因為它完全不再需要安裝額外的配線。另外，很多消費者希望把計量表連接至某種能耗監測裝置（即：家用能源顯示設備 [IHD]），以顯示其能源消耗情況，并根據自己每天各個時段的能源需求利用好峰谷分時定價標準以降低費用，此類需求也對 PLC 的應用起到了推動作用。

家庭局域網：隨著家庭網絡的日益擴大，許多電器被納入其中（以提高能源的使用效率），OEM 制造商逐步轉向使用 PLC 作為各種家用設備與家庭網絡的銜接技術。該市場所面臨的主要挑戰之一是家用電器在其使用過程中存在的高噪聲特性。OEM 需要一種穩健和成本優化的實現方案來提供可靠的通信，從而使得窄帶 PLC 在面對有線通信或銜接現有的各種無線技術時成為最佳的選擇。

照明：PLC 既適合家庭自動化也適合工業自動化，因而使得 OEM 制造商能夠把智能集成到眾多的照明產品中。主要功能包括照明的遙控、照明燈的自動激活與去激活、監測能源使用狀況以精確計算能耗成本、以及與電網的連接。一項關鍵的設計要求是必需能夠實現一款用于控制和 PLC 的高性價比單芯片。

太陽能：對于太陽能設備的大規模推廣應用，PLC 充當了一項重要的支撐技術，其為太陽能逆變器提供了一個通信通道，可供公用事業公司在電網上監測和管理電力。雖然射頻 (RF) 技術已經在太陽能裝置方面取得了一些進展，但 PLC 則提供了一種在直流 (DC) 或交流 (AC) 線路上以高可靠性和低成本進行設備連接的理想方法。

G3：穩健和可靠的通信

PLC 實際上是所有采用電力線作為通信通道的技術的一個通稱。因此，PLC 實際上包括了多項標準，這些標準專注于與特定應用和工作環境（表 1）相關的不同性能因素和問題。G3 和 PRIME 是其中最著名的兩項標準。在諸多標準中，總的說來 G3（或與其類似的 IEEE P1901.2）更多地關注穩健性。考慮到 PLC 有可能工作的各種環境以及這些環境中所存在的不同種類的干擾，G3 標準具備的耐受噪聲的穩健性常常使其成為一種更受全球推廣應用項目青睞的選擇。

IEC61334、PRIME、G3 和 IEEE P1901.2/G3-FCC

表 1：電力線通信 (PLC) 實際上包括了多項標準，這些標準專注于與特定應用和工作環境相關的不同方面和問題。

作為一項標準，G3 的演進是由 G3 聯盟負責管理的。在歐洲，G3 工作于 CENELEC-A 頻段 (3～95 kHz)，并可在其他國家擴展到整個 FCC 頻段以提供較高的數據速率。G3 為雙向通信標準，具有 20 kbps 至 40 kbps（在 CENELEC-A 頻段）和高達 200 kbps 至 400 kbps（在整個 FCC 頻段 [G3-FCC]）的有效數據速率。其可與 S-FSK 及其他傳統 PLC 技術共存，并無縫支持 DLMS/COSEM（IEC 62065 系列），而且提供了用于 CCM 的第 2 層 128 位 AES 以增加數據安全性。目前，針對 IPv6 的支持使得 G3 能夠以一種高效的方式匯聚 IPv4 和 IPv6 設備與網絡。

G3 采用正交頻分復用 (OFDM) 調制，可提供針對干擾和衰減的高度適應性。因此，它能夠在中壓變壓器之間穿越時實現最遠距離達 6 英里的可靠通信。另外，該標準還可在橫跨低壓和中壓 (LV/MV) 變換時實現總距離不超過 2～3英里（具體數值取決于通道條件）的通信。

G3 穿過變壓器的能力是一項很重要的性能，對于低人口密度的鄉村地區尤其如此。特別是在北美地區，住戶與公用事業設備之間的低壓變換可能只延伸 3～4 米。在該變壓器之前布設一個集中器完全無法實現必要的密度，因此增加這個集中器是得不償失的。

G3 專為解決該問題而設計，其允許 PLC 信號穿過低壓變壓器并分配至中壓線路。這使得能夠將集中器放置在其可從多得多的位置聚集數據的地方，從而改善實現家庭/商企與公用事業公司之連接的成本效益性。

另外，G3 還構成了 ITU G.9955（G.9956 用于 G3 MAC）標準的附錄 A 和附錄 D (G3-FCC) 部分。目前，IEEE 正在制定 G3 的全球性版本（名稱定為 P1901.2）。最終的標準預計將于 2012 年底之前制定完成。其他與 OFDM 相關的標準包括 G.9955/9955 主體（即 G.hnem）。

為了支持數據速率的增加和覆蓋范圍的擴大，G3-FCC 采用了相干調制選項。實際上，當通道能夠通過使用導頻信號進行可靠估測時，就可使性能相比于差分調制有所改善。G3-FCC 支持面向 Robo 模式、BPSK、QPSK、8PSK 和 16-QAM 的相干解調，并可提供高達 5 dB 的增益。與相干調制有關的已知難題包括晶振漂移以及如何在一個 AC 周期之內控制通道變更。

G3 以外的其他標準

在尋找最適合的 PLC 實現方案的過程中，許多國家已經開始了自己的評估工作，就是對 G3 在特定地區的常見噪聲操作條件下的工作狀況進行特性分析。 比如在韓國，許多電纜都是埋設在地下的。當時，韓國政府認為可以通過這些電纜來使用寬帶 PLC 技術。然而，當在地下使用時，寬帶的可靠性受損。對于此類工作條件來說，諸如 G3 等窄帶實現方案更為適合。

雖然不少國家已圍繞 G3 實施標準化（特別是法國），但有些國家（如西班牙）則選擇了其他的技術，例如：PRIME。不過，真正的標準之爭只是剛剛拉開帷幕。諸如中國、印度尼西亞和日本等國家則尚未表現出要圍繞 PLC 展開標準化的特殊跡象。因此，那些能夠制造支持多種標準之產品的 OEM 廠商將處于可更好地利用這些新興市場商機的有利位置。

德州儀器 (TI) 提供了一種可實現本文第 2 頁表 1 中的所有標準的 PLC 平臺。除此之外，TI 還提供了 PLC-Lite^TM，作為一種采用 PLC 技術的非標準型、較低成本且非常靈活的方法。由于它不是一項固定標準，因此開發人員能充分利用 PLC-Lite 的靈活性以針對特定的通道特性優化實現方案，從而在那些 G3 和 PRIME 技術會因為線路上的干擾需要進行異常處理而遭遇困難的環境中改善鏈路穩健性。

PLC-Lite 的最大數據速率為 21 kbps，并支持全頻段和半頻段模式（下一頁上的表 2）。它專為提供針對某些類型干擾的更強穩健性而設計，包括會影響 G3 鏈路的窄帶干擾。其包含一個簡單的 CSMA/CA（載波偵聽多點接入/沖突避免）MAC，該 MAC 可與任意專用堆棧相集成。

由于其具有簡單性和較低的數據速率，因此每條鏈路的實現成本大幅下降。另外，PLC-Lite^TM 還提供了巨大的靈活性，并允許開發人員在某種業界標準的限制范圍以外定制通道鏈路。

TI PLC-Lite 特性參數

表2：由于其具有簡單性和較低的數據速率，因此 PLC-Lite 每條鏈路的實現成本遠遠低于 G3 或 PRIME。此外，PLC-Lite 還通過允許開發人員定制通道鏈路提供了巨大的靈活性。

PLC-Lite 適合于對成本非常敏感的環境，以及那些不需要 G3 和 PRIME 的復雜性、但仍然需要一條穩健通信通道的應用。就像電視遙控器并不需要擁有 Wi-Fi^TM 的全部功能來切換頻道或調節音量一樣，并不是每一種應用都需要 PRIME 和 G3 的先進功能和數據速率。例如：PLC-Lite 是適合家庭網絡內部的簡單燈泡或墻壁開關的理想解決方案，在此場合中幾個 kbps 的速率就足夠了。

PLC-Lite 特別適用于電能表以外的裝置，包括太陽能逆變器、家庭和工業照明以及網絡設備等。憑借一種可提供在噪聲環境中實現可靠運作所需穩健性的低成本方法，它在許多應用中皆提供了重要的價值。其優化的內存占用和計算性能要求使開發人員能夠借助 PLC 通信來實現照明燈控制或逆變器控制（在單顆芯片上提供了一種非常獨特的集成水平）。