QGDW 3743《电力用户用电信息采集系统技术规范通信单元技术规范》及编制说明文档格式.docx

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GB/T4208—2008外壳防护等级（IP代码）

GB/T5169.11电工电子产品着火危险试验试验方法成品的灼热丝试验方法和导则

DL/T790.31—2001采用配电线載波的配电自动化第3部分：

配电线載波信号传输要求第1篇：

频带和输出电平

DL/T698.31—200×

电能信息采集与管理系统第3—1部分电能信息采集终端技术规范—通用要求

YD/T1475—2006接入网技术要求—基于以太网方式的无源光网络（EPON）

YD/T1531—2006接入网设备测试方法—基于以太网方式的无源光网络（EPON）

YD/T1099—2005以太网交换机技术条件

YD/T1141—2007以太网交换机测试方法

FCCPart15—2003美国联邦通信委员会第15部分射频设备法规

3定义

3.1

通信单元communicationunit

本标准的通信单元指用于电力用户用电信息采集系统主站与采集终端之间、采集终端与采集器、以及采集器／采集终端与电表之间本地通信的通信模块或通信设备。

3.2

1000BASE-LX

在多模或单模光纤上使用长波长激光设备的1000BASE-X。

3.3

1000BASE-SX

在多模光纤上使用短波长激光设备的1000BASE-X。

3.4

1000BASE-X

IEEE802.3对使用ANSIX3.230-1994（FC-PH）[B19]9得到的物理层的1000Mbit/sCSMA/CD的局域网的物理层规定。

4结构

4.1一般要求

通信单元结构根据安装要求可为无外封装的通信模块或有机壳封装的通信设备。

模块的尺寸和接口应符合各类终端型式规范的要求。

4.2外壳及其防护性能

有机壳封装的通信单元其外壳应有足够的强度，外物撞击造成的变形应不影响其正常工作。

外壳防护性能应符合GB/T4208—2008规定的IP51级要求，即防尘和防滴水。

非金属外壳应符合GB/T5169.11的阻燃要求，试验温度为750℃，试验时间为30s。

4.3接线端子

对外的连接线应经过接线端子，交流电源端子的结构应与截面为1.5～2.5mm2的引出线配合。

其它弱电端子的结构应与截面为0.5～1.5mm2的导线配合。

绝缘强度应符合本标准5.2.2的要求，阻燃性能应符合GB/T5169.11的阻燃要求，试验温度为750℃，试验时间为30s。

4.4金属部分的防腐蚀

在正常运行条件下可能受到腐蚀或能生锈的金属部分，应有防锈、防腐的涂层或镀层。

5技术要求

5.1气候环境条件

通信单元正常运行的工作环境应符合用电信息采集终端的要求。

分类见表1。

表1气候环境条件分类

场所类型

级别

空气温度

湿度

范围

℃

最大变化率a

℃/h

相对湿度b

%

最大绝对湿度

g/m3

遮蔽场所

C2

-25～+55

0.5

10～100

29

户外

C3

-40～+70

1

35

协议特定

CX

/

a温度变化率取5min时间内平均值。

b相对湿度包括凝露。

5.2工作电源

通信单元可采用工频交流电源或直流电源，工作电源电压允许偏差为额定值的-20%～20%。

交流单相或三相四线电源供电时，应有抗三相四线配电网单相接地故障的能力，耐受1.9倍标称电压4h。

安装在终端或电能表的通信模块的功耗要求见表2。

表2通信模块的功耗要求

模块类型

静态功耗

动态功耗

低压窄带电力线载波

三相表：

≤0.35W；

单相表：

≤0.25W；

终端：

≤1W

≤2.5W；

≤1.5W；

≤6W

低压宽带电力线载波

≤5W

/

微功率无线

＜0.5W

5.3通信功能和基本传输特性

5.3.1EPON接入网设备

5.3.1.1基本要求

5.3.1.1.1EPON系统构成

基于以太网方式的无源光网络（EPON）系统由局端的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）以及光分配器（ODN）组成，是采用点到多点结构的单纤双向光接入网络系统，上、下行使用不同工作波长。

5.3.1.1.2网络侧接口和用户侧接口

网络侧接口：

必须支持GE接口、可选支持10/100BASE-T、10GBASE-X接口。

当OLT存在多个PON接口时，应提供至少2个GE上联接口。

对于提供TDM数据专线业务的多业务OLT设备，网络侧应支持E1接口或者STM-1接口。

用户侧接口：

至少具备一个10/100BASE-T接口，可以包括一个或多个FE、GE、RS232接口、RS485接口、E1接口等。

5.3.1.1.3基本功能要求

OLT、ONU应符合YD/T1475-2006的功能要求，具有动态带宽分配、业务QoS保证、信息加密、ONU认证、VLAN、帧过滤等功能以及对系统设备进行配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等操作管理维护。

具体要求见YD/T1475-2006。

5.3.1.2OLT、ONU光接口特性

5.3.1.2.1工作波长

EPON系统为单纤双向系统，上行工作波长使用1260nm～1360nm，下行工作波长使用1480nm～1500nm。

5.3.1.2.2平均发射功率

平均发射功率要求见表3。

表3平均发射功率

方向

测试点

平均发射功率（最大）

dBm

平均发射功率（最小）

平均关断发射功率

传输距离

km

1000BASE-PX10-D

OLT发

2

-3

≤-39

10

1000BASE-PX10-U

ONU发

4

-1

≤-45

1000BASE-PX20-D

7

20

1000BASE-PX20-U

5.3.1.2.3接收灵敏度

接收灵敏度是指达到误码率BER＜1012时能接收到的最低平均光功率，接收灵敏度要求见表4。

表4接收灵敏度

方向

测试点

接收灵敏度（最大）

OLT收

-24

ONU收

-27

5.3.1.3基本传输性能

在单模光纤上，以1000Mb/s速率，分路比至少为1:

32，OLT和ONU之间的最大传输距离不小于10km；

16，OLT和ONU之间的最大传输距离不小于20km；

误比特率≤1012。

正常条件下，2048kbit/s通道的24h测试，误比特率为0。

5.3.2以太网交换机

5.3.2.1以太网交换机功能、性能要求

以太网交换机应具有YD/T1099-2005要求的以太网接口、逻辑链路层、数据帧转发、数据帧过滤、数据帧转发/过滤信息维护、运行维护、网络管理等功能。

以太网交换机的性能指标应满足YD/T1099-2005第9章相关要求，设备吞吐量（所有端口同时收发数据速率的总和）应满足使用要求，数据包传输时延应小于500ms。

5.3.2.2接口传输特性

1000Base接口的主要性能见表5接口性能，其它性能以及10Gbit/s接口等性能应符合YD/T1141-2007的5.1接口功能测试的结果要求。

表5接口性能

接口类型

中心波长

发送光功率

接收灵敏度

误码率

1000BASE-SX

770nm～860nm

-9.5dBm～-4dBm

≤-19dBm

10-11

1000BASE-LX

1270nm1355nm

-11.5dBm～-3dBm

≤-17dBm

5.3.3无线公网传输特性

采用国家无线电管理机构对用于某种业务的相应设备所规定的工作频率范围，工作频率与射频性能要求见表6。

表6工作频率与射频性能要求

指标

GSM900

GSM1800

CDMA

频率范围

Tx：

890～915MHz

Rx：

935～960MHz

1710～1785MHz

1805～1880MHz

825～835MHz

870～880MHz

参考灵敏度

＜-102dBm（4级和5级）

＜-105dBm/1.23MHz

输出功率误差

±

6dB（最大功率控制级）

+2/-4dB

载波频率误差

在±

1×

10-7范围内

-300Hz～+300Hz

RMS相位误差

5。

—

5.3.4230MHz无线通信单元

5.3.4.1工作频率

采用国家无线电管理委员会分配的频段和地方无线电管理委员会批准的频率点。

5.3.4.2基本调制参数

基本调制参数见表7。

表7基本调制参数

比特速率

bit/s

调制速率

bps

特征频率

Hz

调制方式

频率“0”

频率“1”

带宽

600

1700

FSK

2100

1300

1800

表7（续）

1200

2400

MSK

4800

4PSK

9600

GMSK

5.3.4.3接收机电性能指标

接收机电性能指标见表8。

表8接收机电性能指标

项目

指标要求

≤1μV（正常和极限工作温度）

邻道选择性（±

25kHz）

≥70dB

杂散响应抗扰性

≥65dB

互调抗扰性

5.3.4.4发射机电性能

发射机电性能指标见表9。

表9发射机电性能指标

输出载波功率

一般为5W～10W，特殊需要时不大于25W

7×

10-6范围内（正常和极限工作温度）

发射频偏

≤5kHz

杂散射频分量

≤10μW（25W电台≤65dB）

启动时间

≤30ms

5.3.5电力线載波通信单元

5.3.5.1中压电力线載波

5.3.5.1.1工作频率

工作频率范围推荐采用3kHz～500kHz。

5.3.5.1.2标称阻抗

标称输入/输出阻抗为75Ω（不平衡式），3kHz～30kHz频率范围内标称阻抗可小于75Ω（不平衡式）。

5.3.5.1.3标称信号输出功率

信号输出功率分为1W级和5W级，其限值分别为：

a）1W级：

3kHz处限值为1000W，随频率增加每10倍频程减少30dB，直至30kHz处限值为1W，30kHz以上不超过1W；

b）5W级：

3kHz处限值为1000W，随频率增加每10倍频程减少30dB，直至17.5kHz处限值为5W，17.5kHz以上不超过5W；

5.3.5.1.4带外输出限值（乱真输出）

工作频带外输出限值见表10。

表10带外输出限值

kHz

骚扰电平限值（准峰值）

测量带宽

30～70

0dBm（1mW）

200Hz

70～140

-10dBm（100μW）

9kHz

140～200

-15dBm（约35μW）

＞500

＜10μW

5.3.5.2低压窄带电力线載波

5.3.5.2.1信号频率

采用低压电力线窄带载波通信时，其载波信号频率范围应为3kHz～500kHz，优先选择IEC61000-3-8规定的电力部门专用频带9kHz～95kHz。

5.3.5.2.2输出信号电平限值

输出信号电平限值见表11，电平测量均在GB/T6113.102-2008第4章和附录A的50/50μH+5（9kHz～150kHz）和50/50μH（＞150kHz）的V型人工电源网络上。

表11输出信号电平限值

工作频率

输出电平限值（峰值）

dB（V）

3～9

134

9～95

带宽＜5kHz，134～120（随频率的对数呈线性减少）

带宽≥5kHz，134

95～148.5

122

148.5～500

120

5.3.5.2.3带外传导骚扰电平

带外传导骚扰电平限值见表12。

表12带外骚扰电平限值

频率范围

MHz

3kHz~9kHz

89

100Hz

9kHz~150kHz

89~66

150kHz~500kHz

66~56（随频率的对数呈线性减少）

500kHz~5MHz

56

5.3.5.3低压宽带电力线載波

5.3.5.3.1系统网络管理要求

低压宽带电力线载波通信单元应具有网络配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等网络管理功能。

5.3.5.3.2工作频带

宽带电力线載波的基本频带为1MHz～20MHz，扩展频带为3MHz～100MHz。

5.3.5.3.3功率频谱密度

发送功率频谱密度在工作频带内不大于-50dBm/Hz，工作频带外不大于-30dBm/Hz。

5.3.5.3.4辐射骚扰限值

参考FCCpart15-2003的G低压电力线宽带接入设备的要求，在9kHz～30MHz频带内的辐射骚扰限值见表13。

表139kHz～30MHz频带内的辐射限值

频率

场强

μV/m

测量距离

m

0.009-0.490

2400/F（kHz）

300

0.490-1.705

24000/F（kHz）

30

1.705-30

30MHz以上频带的辐射骚扰限值见表14。

表1430MHz以上频带的辐射限值

3m处场强

dBμV/m

30-88

100

88-216

150

216-960

200

＞960

500

5.3.5.3.5吞吐量

在1∶1吞吐量测试条件下，测试包长为64、128、256、512、1024、1280、1518字节，测试时间为20s，平均吞吐量应不小于2Mbps。

1∶4吞吐量测试条件下，测试包长为64、128、256、512、1024、1280、1518字节，测试时间为20s，平均吞吐量的最小值应不小于512Kbps。

5.3.5.3.6网络时延

1∶1时延测试中，测试包长为1518字节下的上行、下行时延，测试时间20s，网络时延应小于30ms。

5.3.5.3.7长时间传输性能

系统在1∶1的情况下,1518字节帧长，90％吞吐量，2小时测试时间的情况下，上、下行丢帧率应小于10-2。

5.3.6微功率无线通信单元

5.3.6.1工作频率和发/收电性能

按照《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》，推荐表15的工作频率及收/发电性能。

表15工作频率和收/发电性能

发射功率限值

mW

占用带宽

频率容差

433～434.79

400

-105

470～510

50

100*10-6

-120

5.3.6.2杂散发射

最大功率发射时杂散辐射限值：

频率范围30MHz～1GHz时-36dBm，频率范围1GHz～5GHz时-30dBm；

待机或空闲状态的杂散辐射限值：

频率范围30MHz～5GHz时-47dBm。

5.4电气安全要求

5.4.1绝缘电阻

各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要求如表16。

表16绝缘电阻

额定绝缘电压

V

绝缘电阻

MΩ

测试电压

正常条件

湿热条件

U≤60

≥10

≥2

250

60＜U≤250

5.4.2绝缘强度

电源回路对地应耐受500V（＜60V直流电源回路）或2500V（220V交流电源回路）的50Hz的交流电压，历时1min的绝缘强度试验。

试验时不得出现击穿、闪络现象，泄漏电流应不大于5mA。

5.4.3冲击电压

电源回路、信号输入回路、信号输出回路各自对地和输入回路、输出回路和电源回路之间，应耐受如表17中规定的冲击电压峰值，正负极性各5次。

试验时应无破坏性放电（击穿跳火、闪络或绝缘击穿）现象。

表17冲击电压峰值

试验回路

冲击电压峰值

试验回路

直流电源对地

500V

信号输入回路对输出回路

交流电源对地

5000V

信号输入回路对电源回路

4000V

信号输入/输出对地

信号输出回路对电源回路

5.5电磁兼容性要求

通信单元应在表18所列的电磁骚扰环境下能正常工作，骚扰对通信单元工作影响程度用试验结果评价等级表示。

评价等级A：

骚扰对通信单元工作无影响，试验时和试验后通信单元均能正常通信。

评价等级B：

骚扰使通信单元暂时丧失通信功能，骚扰后不需人工干预能自行恢复通信功能。

5.5.1电压暂降和短时中断抗扰度

在电源电压突降及短时中断时，通信单元不应发生死机或损坏，电源电压恢复后应能自动恢复正常通信。

表18电磁兼容性要求

电磁骚扰源

严酷等级

骚扰施加值

施加端口

评价等级要求

工频磁场

400A/m

整机

A

射频辐射电磁场

3

10V/m

30V/m

静电放电

8kV

外壳和操作部分

A/B

电快速瞬变脉冲群

1.0kV（耦合）

通信线

4.0kV

电源端口

振荡波

1.0kV（共模）

信号输入/输出端口

表18（续）

2.5kV（共模），1.25kV（差模）

射频场感应的

传导骚扰

10V

浪涌

4.0kV（共模），2.0kV（差模）

5.5.2工频磁场抗扰度

在表18所列严酷等级的工频磁场影响下，通信单元不应发生死机或损坏，应能正常通信。

5.5.3射频辐射电磁场抗扰度

在表18所列严酷等级的射频辐射电磁场影响下，通信单元不应发生死机或损坏，应能正常通信。

5.5.4静电放电抗扰度

有外封装的通信单元，在表18所列严酷等级的节点放电骚扰下，通信单元不应发生死机或损坏；

允许出现复位或短时通信中断现象。

5.5.5电快速瞬变脉冲群抗扰度

在表18所列严酷等级的电快速瞬变脉冲群骚扰下，通信单元不应发生死机或损坏；

5.5.6振荡波抗扰度

在表18所列严酷等级的振荡波骚扰下，通信单元不应发生死机或损坏；

5.5.7射频场感应的传导抗扰度