Mesh網絡成功克服了通信限制，有別于每個網絡節點均與中心節點(也稱為集中器)連接的架構，Mesh網絡中的每個節點都能夠與網絡中通信距離可及的其它節點通信。如果消息不能直接達到所尋址的節點，其它節點會自動中繼轉發此消息，直到送達目的地。

　　Mesh網絡為高級電表基礎架構(AMI)等傳感器網絡提供了一個功能強大的解決方案，該網絡可以在覆蓋范圍內有效連接數百、甚至數千個傳感器。Mesh架構常見于ZigBee等無線通信網絡，目前已應用于G3-PLC電力載波通信這一新型國際電信聯盟(ITU)標準系統。用于構建AMI網絡時，Mesh網絡中的PLC收發器能夠以更低成本高效連接傳感器(即電表)，并且不受穿墻及建筑物阻礙的限制。Mesh網絡不僅擴展了PLC系統的傳輸范圍，也減少了網絡中的集中器數量。

　　PLC技術的發展及局限性

　　數十年來，PLC已廣泛用于周期性地讀取電表的用電數據，省去了人工抄表的成本。基于單載頻或雙載頻的頻移鍵控(FSK)調制技術，這些PLC系統通常可以在一個集中器上掛接10-20個電表，在同一小區實現遠程抄表。但當數據傳輸速率提升到2kbps到15kbps時，FSK系統不能保證可靠通信，其低傳輸速率限制了誤碼糾錯。換句話說，即使電表每月只讀取一次數據，在FSK系統上也會花大量時間重復讀取數據。

　　PLC抄表系統已經開始降低電力部門的運營成本，毫無疑問，一些類似的公共設施建設也開始紛紛效仿，通過擴展每個集中器的網絡架構降低成本，依靠“智能化”通信管理構建智能電網，最終達到節電目的。然而，使用Mesh技術擴展網絡，進行消息轉發時，同樣存在一些問題。如果傳輸中進行多次轉發，重復傳輸的次數劇增，必將導致很大的傳輸延時。而電力部門要求在幾分鐘內完成電表與集中器之間的雙向通信，以支持智能電網的運轉，包括負載響應和高峰計價。因此，如果不改進通信質量，FSK PLC系統就必須減少每個集中器掛接的電表數量，來改善響應時間、提高數據傳輸效率。

　　G3-PLC有效提高數據傳輸速率和系統可靠性

　　為了解決PLC所面臨的這項挑戰，Maxim與ERDF以及Sagemcom合作開發了G3-PLC通信協議。2012年1月，G3-PLC協議正式由ITU批準作為新的低速、基于正交頻分復用(OFDM)技術的窄帶電力線通信標準(NB-PLC)。G3-PLC系統采用OFDM技術，大大提高了電力線上的數據傳輸速率，通過在頻率、時間上交錯數據傳輸提高了系統的可靠性。協議采用兩層前向誤碼糾錯(FEC)，提高了抗噪能力。即使FEC占用了一定開銷，G3-PLC的數據傳輸速率仍可達到250kbps，進而支持頻繁的雙向通信。

　　盡管配電網是一個單一的電氣網絡，但在電力線上構建一個PLC網絡仍然受到信號衰減、噪聲等諸多因素的限制。電力線、變壓器、電容器組以及電源監測器造成的衰減，大大降低了PLC信號強度。很難將這些衰減后的信號送達所有電表，尤其當電表放置在靠近家電、商用機器等嘈雜環境的情況下。

　　為了克服衰減的制約，在G3-PLC標準中使用Mesh網絡可以維持足夠的信號電平。如果每個電表都具備Mesh組網功能，消息可以從一個電表轉發到另一電表，直到送達它們的目的地，這過程中不需要額外的集中器連接電表。G3-PLC調制解調器自動形成網絡，并建立路由表連接集中器和所有電表。這種情況下，當消息不能直接從發送者到達應答方時，G3-PLC調制解調器可自動接收消息，然后將其轉發到下一調制解調器或最終目的地。

　　例如，集中器發送一條消息給一個電表，指定它延遲熱水器的啟動，以減少高峰負荷。該消息被一個MV-LV變壓器所衰減，而在家中開啟的大功率逆變器上的噪聲也會阻止指定電表的消息接收。這個電表之前直接連接在集中器，接收集中器發送的消息。識別到消息沒有被成功接收后，G3-PLC Mesh系統將啟用附近的電表轉發消息，對信號中繼放大后，將其送達目的地電表。

　　轉發信息可以達到所有配電網絡上的電表。網絡規模的大小只受限于智能電網通信規范，包括終端到終端的延遲和到達每個電表的數據傳輸速率。

　　總結

　　通過使用G3-PLC技術以及內建的Mesh網絡，可以將PLC網絡規模擴展到數百、甚至數千個電表，顯著降低基礎設計建設成本。同時，該網絡也更加可靠，因為它能夠適應不斷變化的條件，根據需要進行消息轉發，最終達到所有電表。

　　注：

　　G3-PLC是Maxim Integrated Products， Inc.的商標。

　　International Telecommunication Union和ITU是國際電信聯盟的注冊商標。

　　ZigBee是ZigBee聯盟的注冊商標和注冊服務標志。務標志。