DL∕T 1880-2018 智能用電電力線寬帶通信技術(shù)要求

國家能源局發(fā)布I Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14縮略語 25系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu) 36通信協(xié)議參考模型 47物理層技術(shù)要求 48數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)要求 59物理層與數(shù)據(jù)鏈路層接口 8 811通信性能要求 912網(wǎng)絡(luò)管理 9附錄A(資料性附錄)物理層關(guān)鍵技術(shù) 參考文獻(xiàn) Ⅱ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則1ISO/IEC7498-1信息技術(shù)開放系統(tǒng)互連基本參考模型：基本模型(Informationtechnology-以電力線為傳輸媒介，進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)信息傳輸，工作頻段為1MHz～100MHz的電力線通信2對電能信息進(jìn)行采集、處理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、計(jì)量異常和電能質(zhì)量監(jiān)負(fù)責(zé)各信息采集點(diǎn)的電能信息的采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸以及執(zhí)行或轉(zhuǎn)發(fā)主站下發(fā)的控制命令的設(shè)備，簡稱采集終端，是可以實(shí)現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)雙向傳輸以及轉(zhuǎn)發(fā)或執(zhí)行控制命令的設(shè)備，包括低壓集中抄表終端(低壓集中器、采集器)等。智能用電管理系統(tǒng)smartpowerutilizationma利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器等技術(shù)，結(jié)合用戶需求，將與生活有關(guān)的各用電設(shè)備(智能家電、安防、燈光、溫控等)有機(jī)結(jié)合，通過信息化手段綜合控制和管理的能源管理系統(tǒng)。在智能電網(wǎng)條件下，將微處理器和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)引入用電設(shè)備，使用戶可以根據(jù)電網(wǎng)變化來調(diào)把BPLC信號注入到低壓電力線上或從低壓電力線上提取BPLC信號，并實(shí)現(xiàn)與交流4縮略語binaryphaseshiftkeyibroadbandpowerlinecommuniccommonobjectrequestbrokeracarriersensemultipleaccessw清除發(fā)送編碼器幀控制快速傅里葉變換inversefastfouriertran因特網(wǎng)協(xié)議MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元orthogonalfrequencydivisionmphysicalblock物理塊powerlinecommunicati電力線通信physicallayerprotocoldatauquadratureamplitudemo3SNMPsimplTCPtransmissioncontrolprotocolTDMAtimedivisionmVCSvirtualcar服務(wù)質(zhì)量魯棒OFDM信噪比站點(diǎn)5.1基于BPLC的電能信息采集與管理系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)基于BPLC的電能信息采集與管理系統(tǒng)(簡稱BPLC電能信息采集與管理系統(tǒng))由電能信息采集主BPLC集中器與BPLC采集器或BPLC電能表通過電力線寬帶通信技術(shù)進(jìn)行通信。其中，BPLC采集終端應(yīng)符合DL/T698.31和DL/T698.42的要求，電能表應(yīng)符合DL/T614和DL/T645的要求。電能表電能表電能表電能表總線集中分布電能表5.2基于BPLC的智能用電管理系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)基于BPLC的智能用電管理系統(tǒng)(簡稱BPLC智能用電管理系統(tǒng))由一個(gè)能源管理網(wǎng)關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，以電力線作為信號傳輸信道，實(shí)現(xiàn)電能信息統(tǒng)計(jì)、電能能效管理、智能用電控制、安防等功能，典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。4BPLC安防系統(tǒng)其他BPLC智能交互終端至企企企模型的分層□本標(biāo)準(zhǔn)包含的分層5等特殊調(diào)制方式。支持的子載波調(diào)制方式可采用但不限6應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步。CCO和全網(wǎng)絡(luò)的STA的基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘應(yīng)能實(shí)現(xiàn)同步，實(shí)788.3.11支持TCP/IP9b)站點(diǎn)間采用安全保密通信。BPLC系統(tǒng)在1:1的情況下，TCP吞吐量不應(yīng)低于512kbit/s。BPLC系統(tǒng)在1:1的情況下，上、下行平均時(shí)延應(yīng)小于50ms。在一個(gè)電力線通信局端通信區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量不應(yīng)低于100個(gè)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)具有對BPLC局端設(shè)備和BPLC用戶端設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行管理和維護(hù)的功能，宜支持a)SNMP協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過SNMP協(xié)議對BPLC局端和用戶端設(shè)備進(jìn)行管理，管理信息庫(MIB)中給出網(wǎng)管系統(tǒng)所需BPLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4BPLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)具有故障告警實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障分析、故障日志管理、告警相關(guān)事件分析統(tǒng)計(jì)等故控制&信道解交織交織譯碼信道交織&&加窗保言圖A.2幀結(jié)構(gòu)圖中，前導(dǎo)為一個(gè)周期性序列，每個(gè)符號的幀控制和載荷數(shù)據(jù)的載波個(gè)數(shù)為512個(gè)。其中，符號的保護(hù)間隔的類型包括幀控制的保護(hù)間隔、載荷數(shù)據(jù)第1個(gè)和第2個(gè)符號的保護(hù)間隔，載荷數(shù)據(jù)第3個(gè)符號對控制幀進(jìn)行Turbo編碼，僅支持1/2碼率，PB塊大小為16字節(jié)。對應(yīng)于Payload的Turbo編碼有1/2和16/18兩種可能。將輸入比特流進(jìn)行Turbo編碼，輸出數(shù)據(jù)長度變?yōu)檩斎霐?shù)據(jù)長度的1/CodeRate倍。如圖A.3所示，編碼器由Turbo編碼模塊和打孔模塊兩部分組成。a)編碼模塊。載荷數(shù)據(jù)支持PB136和PB520兩種模式，支持1/2和16/18兩種碼率。Turbo編碼由兩個(gè)相同的分量編碼器(ENC1,ENC2)組成，每輸入一對信息比特(uk,0,uk,1),輸出系統(tǒng)比特(xx,0,xk,1)和校驗(yàn)比特(pk,o,qk,0)。Turbo編碼器架構(gòu)如圖A.4所示。圖A.4Turbo編碼器架構(gòu)ENC1和ENC2使用8狀態(tài)編碼器，輸入數(shù)據(jù)流的第一個(gè)比特映射到u,第二個(gè)比特映射到u?以此類推。在一個(gè)ENC中，每一對比特對應(yīng)輸出一個(gè)校驗(yàn)位。校驗(yàn)比特(pk,0,qk.o)的計(jì)算根據(jù)圖A.5確定。圖A.5ENC1/ENC2編碼架構(gòu)步驟1設(shè)置寄存器初始狀態(tài)So=[So?,So?,So?],為[0,0,0]。步驟2輸入信息比特至分量編碼器(ENC2輸入的是交織后的信息比特),直至最后一位，用于得到編碼結(jié)束的末狀態(tài)Sn=[SN,SN?,S?]。步驟3定義矩陣M:PB_Size為520和16時(shí)：PB_Size為136時(shí)：A.1定義，不同的PB長度，采用不同的參數(shù)，有PB16(幀控制)、PB136、PB520三種。表A.1Turbo交織參數(shù)表PB大小(字節(jié))88c)打孔模塊。打孔模塊就是根據(jù)所需碼率，對Turbo編碼比特進(jìn)行打孔輸出。pqPq十十x10x?x?x?x?x?x4x3x2x1十K/4bit到Bank4中，可以看作把信息比特存入一個(gè)K/4行4列的矩陣，第1列代表Bank1,第2列代表Bank2,第3列代表Bank3,第4列代表Bank4。進(jìn)行交織時(shí)每行的4個(gè)比特是同時(shí)StepSize,這樣第一輪讀的行地址順序?yàn)?0,StepSize,2×StepSize,…[K/4]-StepSize),當(dāng)讀行地址順序?yàn)?1,1+StepSize,1+2×StepSize,…[K/4]-StepSize+1);然后第三輪的行地址再加1為2,依次類推，經(jīng)過StepSize輪之后全部行都讀出了。4bit到Bank2中，第三塊(N-K)/4bit到Bank3中，看作把校驗(yàn)比特存入一個(gè)(N-K)/4行4列的矩陣，第1列代表Bankl,第2列代表Bank2,第3列代表Bank3,第4列代表Bank4。對于1/2碼率，校驗(yàn)比特的讀法與信息比特的讀法類(N-K)/4,第一輪讀出的行的順序?yàn)閇offset,(offset+StepSize)modT,(offset+2×StemodT,…(T-StepSize+offset)modT],然后第二輪物理塊大小偏移(奇偶校驗(yàn))4此類推。對于16/18碼率，首先是3個(gè)4bit的信息比特，然后是4bit校驗(yàn)比特，最后是5個(gè)9或10多樣性拷貝器應(yīng)用于FC,將輸入256bit的FC數(shù)據(jù)按照一定的方式拷貝到I路和Q路信號中。FC支持BPSK或QPSK調(diào)制方式，對應(yīng)的拷貝模式見表A.6。8866424848655000000008A.5.2ROBO交織ROBO交織應(yīng)用于PB塊，通過將原始信號進(jìn)行拷貝和映射，使各個(gè)拷貝中的信號在頻域中完全打ROBO交織根據(jù)所選的ROBO模式不同，將原始數(shù)據(jù)拷貝的次數(shù)不同，ROBO交織的輸出數(shù)據(jù)長度為N_copies×(PBNum×PBSize×8)/CodeRatebitBPC每子載波調(diào)制的bit數(shù)。BitsInSegment=BPC×CarriifBitsInLastSymbol==0BitsInLastSymbol=BitsPBitsInLastSegment=BitsInSegmentifNcopies==1elseifNcopies==2ifBitsInLastSymbol<=BitsInSegmentifBitsInLastSymbol<=BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)elseifBitsInLastSymbol<=2·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)elseifBitsInLastSymbol<=3·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3)CyclicShift(0,1,2,3)elseifNcopies==5ifBitsInLastSymbol<=4-BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4)=(CyclicShift(0,1,2,3,4)=(elseifNcopies==7ifBitsInLastSymbol<=6·BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4,5,6)=(0,0,0CyclicShift(0,1,2,3,4,5,6)=(0,1,elseifNcopies==11ifBitsInLastSymbol<=10-BitsInSegmentCyclicShift(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)=(0,0,0,0,0,0,CyclicShift(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)=(0,1,2,3,4,5,6d)ROBO映射。ifCyclicShif(k)==0ifCyclicShift(k)>0NumberBitsShifted=(CyclicShift(k)-1)-BitsInSegment+BitsInLastSeVrobo_int(i+k(Nraw+Npad)=Vint(Nraw-NumberBitsShVrobo_int(i+NumberBitsShifted+k(Nraw+Npad)=Vrobo_int(i+NumberBitsShifted+Npad+k(Nraw+Npad)A.6星座點(diǎn)映射FC與ROBO模式固定QPSK調(diào)制。具體的ToneMap表見表A.7。信息類型22123468將FC和Payload的數(shù)據(jù)按照ToneMap表中指定的方式進(jìn)行調(diào)制。FC采用QPSK的調(diào)制方式；若Payload采用ROBO方式，則采用QPSK調(diào)制方式，若Payload采圖A.7Preamble數(shù)據(jù)格式Preamble由10.5個(gè)SYNCP與2.5個(gè)SYNCM組成。SYNCP的定義為SYNCM=-SYNCP。要注意的是，Preamble開始的0.5個(gè)SYNCP是SYNCP的后半部分，最后的A.8加窗將Preamble、FC及Payload數(shù)據(jù)的前RI個(gè)數(shù)據(jù)與后RI個(gè)數(shù)據(jù)做加窗處理，窗函數(shù)的定義如下：Wfa[n]=1-Wise[n],