智慧燈桿通信方案-寬帶電力載波（BPL）——2020神燈獎(jiǎng)申報(bào)技術(shù)

項(xiàng)目名稱(chēng)：  智慧燈桿通信方案-寬帶電力載波（BPL）

Smart Lighting Pole communication solution-Broadband Power Line

申報(bào)單位：   佛山市華全電氣照明有限公司

綜合介紹或申報(bào)理由：

寬帶電力載波（BPL）系統(tǒng)是利用原有的電力線去傳輸大數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)可以應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)合，目前華全致力于把本系統(tǒng)應(yīng)用于智慧燈桿領(lǐng)域。目前智慧燈桿主要通過(guò)光纖進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸。華全的寬帶電力載波（BPL）系統(tǒng)可以彌補(bǔ)光纖通信的一些問(wèn)題：舊路改造時(shí)的鋪設(shè)挖路施工麻煩、鋪設(shè)費(fèi)用高和后期通信費(fèi)高。之前寬帶電力載波沒(méi)有大面積利用起來(lái)主要是因?yàn)槠渫ㄐ啪嚯x、通信速度、抗干擾能力做得不夠好。華全開(kāi)發(fā)的BPL系統(tǒng)對(duì)以上問(wèn)題做了針對(duì)性性開(kāi)發(fā)，目前利用電力線傳輸數(shù)據(jù)的最高速度可以達(dá)到200Mbps，帶中級(jí)的情況下通信距離可達(dá)1.5km，并且其抗干擾能力強(qiáng)。
本系統(tǒng)主要由三個(gè)硬件組成：

（1）BPL Headend（網(wǎng)絡(luò)管理器）主要把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電力載波信號(hào)；

（2）BPL Gateway（網(wǎng)關(guān)），主要用把電力載波信號(hào)轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)信號(hào)：

（3）BPL Repeater（中繼放大器），主要用于數(shù)據(jù)的中繼與放大，延長(zhǎng)傳輸距離。

并且，本系統(tǒng)還自主開(kāi)發(fā)了一個(gè)后臺(tái)管理軟件NMS，可以對(duì)BPL的硬件進(jìn)行精細(xì)管理，例如配置中繼功能、歷史速度查看、故障監(jiān)測(cè)等。

主要技術(shù)參數(shù)：

BPL Headend 網(wǎng)絡(luò)管理器

>輸入供電12-48VDC ,輸入功率15W；

>接入電力線100-400VAC用于電力載波通訊，具備單相接入和三相接入兩款；

>調(diào)制方式OFDM，子載波數(shù)量1536個(gè)，載波頻率為 2-32MHz；

>最高電力線物理速度為200Mbits/秒，以太網(wǎng)速度為100Mbits/秒；

>最大MAC地址管理數(shù)量為1024個(gè)，最大BPL直接節(jié)點(diǎn)為15個(gè)；

>鋁外殼，IP65防護(hù)等級(jí)，可抵抗6kV雷擊浪涌。

BPL Repeater 中繼放大器

>接入100-400VAC，通訊和供電同時(shí),工作電流100mA，

>每個(gè)Headend  管理的BPL線路最多使用8個(gè)Repeater；

>調(diào)制方式OFDM,子載波數(shù)量1536個(gè)，載波頻率為2-32MHz；  

>最高電力線物理速度為200Mbits/秒 ,以太網(wǎng)速度為100Mbits/秒；  

>最大MAC地址管理數(shù)量為1024個(gè),最大BPL節(jié)點(diǎn)為15個(gè)；

>當(dāng)節(jié)點(diǎn)離Headend超過(guò)300米時(shí)可用Repeater對(duì)信號(hào)進(jìn)行 中繼放大，保證通訊速度；

>鋁外殼，IP65防護(hù)等級(jí)，可抵抗6kV雷擊浪涌。

BPL Gateway 網(wǎng)關(guān)

>接入100-400VAC，通訊和供電同時(shí),工作電流100mA，

>視節(jié)點(diǎn)的帶寬 要求連接節(jié)點(diǎn)數(shù)量,每個(gè)Gateway最多管理64個(gè)MAC地址；

>調(diào)制方式OFDM,子載波數(shù)量1536個(gè)，載波頻率為2-34MHz；  

>最高電力線物理速度為200Mbits/秒 ,以太網(wǎng)速度為100Mbits/s；

>鋁外殼，IP65防護(hù)等級(jí)，可抵抗6kV雷擊浪涌。

與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品或同類(lèi)技術(shù)的比較情況：

寬帶電力載波目前也應(yīng)用于家用的電力貓，家用的電力貓速度快，可達(dá)100Mbps左右，但是傳輸距離短一般在100米以?xún)?nèi)，并且沒(méi)有中繼功能。工業(yè)級(jí)的寬帶電力載波比較少見(jiàn)。華全的寬帶電力載波系統(tǒng)是工業(yè)級(jí)的，防水防雷耐高低溫，可適應(yīng)惡劣使用環(huán)境，并且克服了家用電力貓上的傳輸距離問(wèn)題，并且具備中繼功能，部署極為容易。

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：

利用本BPL系統(tǒng)可以節(jié)約鋪設(shè)光纖所用的費(fèi)用，例如，以每米300元的挖路光纖鋪設(shè)費(fèi)用計(jì)算，一公里就需要30萬(wàn)元。利用BPL系統(tǒng)的話，就不需要重新挖路鋪設(shè)光纖，直接使用原有電力線進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸，直接省下30萬(wàn)元每公里的施工費(fèi)用。

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：

本BPL系統(tǒng)具備下面幾個(gè)主要特征：

（1）傳輸速度快：物理速度可達(dá)200Mbps

（2）低延時(shí)，一般在10毫秒以?xún)?nèi)

（3）具備中繼功能，帶中繼的情況下可傳輸1.5公里，基本滿(mǎn)足一個(gè)段路上的智慧燈桿

（4）工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，鋁外殼，IP65防水等級(jí)，可抵抗6kV雷擊浪涌。

實(shí)際運(yùn)用案例和用戶(hù)評(píng)價(jià)意見(jiàn)：

目前本BPL系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在華全新工廠的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，和公安局用于某社區(qū)的部分高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，均已運(yùn)行3個(gè)月以上，工作穩(wěn)定，能夠完全滿(mǎn)足高清視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁亢蜁r(shí)延要求。未來(lái)，智慧燈桿將大力發(fā)展，本BPL系統(tǒng)將應(yīng)用于智慧燈桿領(lǐng)域。
   

申報(bào)單位介紹：

佛山市華全電氣照明有限公司，創(chuàng)辦于1986年，工廠位于廣東省佛山西樵西岸工業(yè)區(qū)，占地面積約150畝，廠房面積10萬(wàn)平方米，是一家專(zhuān)門(mén)致力于LED驅(qū)動(dòng)電源等照明控制裝置研發(fā)、制造的國(guó)家高新技術(shù)型企業(yè)。

公司主要設(shè)備全部采用德國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)外最先進(jìn)設(shè)備，管理全面實(shí)施執(zhí)行ISO9001質(zhì)量管理體系和ISO14001 環(huán)境管理體系。

在整個(gè)制造過(guò)程中全面運(yùn)用ERP系統(tǒng)和SPC在線品質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，配合六西格碼方法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證產(chǎn)品出廠不良率控制在3.4 PPM。

與多家國(guó)際一流照明品牌企業(yè)至今已有10多年的OEM合作經(jīng)驗(yàn)。

公司2018投資了法國(guó)一家通信公司TD，并且開(kāi)始致力于智慧城市的產(chǎn)品研發(fā)。

公司以國(guó)際前沿技術(shù)為目標(biāo)，不斷進(jìn)行自主創(chuàng)新。貫徹環(huán)保、節(jié)能、安全理念，為全球用戶(hù)提供完善的產(chǎn)品方案、產(chǎn)品和服務(wù)！追求可持續(xù)發(fā)展、永續(xù)經(jīng)營(yíng)的遠(yuǎn)景！

產(chǎn)品圖片：