【国家标准】 低压窄带电力线通信 第31部分：窄带正交频分复用电力线通信 物理层规范

ICS 17.220.20 N22 中华人民共和国国家标准 GB/T 31983.31—2017 低压窄带电力线通信 第31部分：窄带正交频分复用电力线通信物理层规范 Narrow band power line communication over low-voltage mains— Part 31: Narrow band orthogonal frequency division multiplexing power line communication physical layer specification 2017-05-12 发布 2017-12-01 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布 前言 GB/T 31983《低压窄带电力线通信》分为下列部分： —— 第11部分：3kHz～500kHz频带划分、输出电平和电磁骚扰限值； —— 第21部分：3kHz～500kHz频带通信设备与系统抗扰度要求； —— 第31部分：窄带正交频分复用电力线通信物理层规范； —— 第32部分：窄带正交频分复用电力线通信数据链路层规范。 本部分为GB/T 31983的第31部分。 本部分按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国电工仪器仪表标准化技术委员会（SAC/TC104）归口。 本部分起草单位：国网黑龙江省电力有限公司、深圳市力合微电子股份有限公司、哈尔滨电工仪表研究所、中国电力科学研究院、青岛鼎信通讯股份有限公司、钜泉光电科技（上海）股份有限公司、国网重庆市电力公司电力科学研究院、黑龙江省电力有限公司计量中心、深圳市航天泰瑞捷电子有限公司、国网江苏省电力公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究院、国网江西省电力科学研究院、烟台东方威思顿电气股份有限公司、江苏林洋能源股份有限公司、华立科技股份有限公司。 本部分主要起草人：刘鲲、王瑄、陈波、葛得辉、刘宣、孟宇、张旭明、李万宏、赵锋、关文举、杨晓源、孙洪亮、曹敏、王天宇、赵震宇、纪峰、刘建、王文国、陆寒熹、曾仕途、陈闻新、姜滨。 引言 随着智能电网及电力物联网的快速发展，迫切需要根据新的需求提升网络和通信技术。电网本身是一个连接各种用电设备和终端的庞大网络，利用电力线进行数据传输和实现各种用电设备和终端的网络连接具有无需重新布线的优势。发达国家及国际标准化组织以电力线为介质进行通信技术及标准化推进，相继推出ITU-T G.9901/2/3/4、IEEE 1901.2等标准。在此背景下结合中国国情制定本标准体系。 本物理层协议规范支持3kHz～500kHz电力线通信专用频段，适用于数据设备通过室内或室外低压交流配电线或直流输电线进行数据传输和通信。本物理层协议规范基于正交频分复用（OFDM）技术，并允许具体的应用系统定义具体的中心频率和带宽。在本物理层协议规范的基础上，可定义数据链路层协议。 本物理层协议规范不局限于任何特定的窄带电力线通信应用层协议，它适用于各种低压窄带电力线通信应用系统，这些系统包括（但不限于）智能电能表集中抄表（AMR）、AMI/AMM、智能家居控制、路灯控制、楼宇智能化、电动汽车充电控制等。 1 范围 GB/T 31983的本部分规定了基于正交频分复用（OFDM）技术的低压窄带电力线通信（PLC）物理层协议规范，包括物理层协议数据单元格式（PPDU）、信道编码、交织、OFDM调制、物理层信号产生以及连续传输方式和工频同步过零时隙传输方式等。本部分适用于3kHz～500kHz频段通过室内或室外低压交流配电线或直流输电线进行数据传输和通信。 在本部分物理层协议规范的基础上，一个在低压配电网上建立起的由多个通信节点组成的完整PLC系统还包括数据链路层（DLL，由介质访问控制子层MAC和逻辑链路控制子层LLC组成），以及与具体应用情形相关的应用层。典型的低压窄带电力线通信应用情形包括智能电能表集中抄表（AMR）、AMI/AMM、家居智能控制、路灯控制、智能楼宇、四表集抄以及智能电网（Smart Grid）的其他应用，例如：电动车辆充电控制等。本部分同样适用于中压电力线通信，以及城市和农村的长距离电力线通信。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 31983.11—2015 低压窄带电力线通信 第11部分：3kHz～500kHz频带划分、输出电平和电磁骚扰限值 3 术语和定义、符号、缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 电力线通信 power line communication 将信息数据调制到合适的载波频率上，以电力线作为物理介质进行传输，实现在数据终端之间的通信或控制。 3.1.2 电力线载波通信 即电力线通信。 3.1.3 窄带电力线通信 narrow band power line communication 载波频率在3kHz～500kHz频段的电力线通信。 3.1.4 低压电力线通信 power line communication over low-voltage mains 利用低压配电线路作为介质的电力线通信。 3.1.5 PLC低层协议 power line communication lower layer protocol PLC低层协议包括物理层、数据链路层（由介质访问控制子层和逻辑链路控制子层组成）。 3.1.6 PLC应用 application of power line communication 建立在PLC低层协议之上的具体电力线通信应用系统，具有确定的业务功能和应用层协议。 3.2 符号 以下符号和代号适用于本文件。 3.3 缩略语 表1的缩略语适用于本文件。 表1 缩略语 AMI: Advanced Metering Infrastructure (高级量测体系) AMR: Automatic Meter Reading (自动抄表) AMM: Advanced Metering Management (高级计量管理) APP: Application (应用层) APS: Application Support Layer (应用支持层) ASG: Active Subcarrier Group (有效子载波组) BPSK: Binary Phase Shift Keying (二进制相移键控) CENELEC: European Committee for Electrotechnical Standardization (欧洲电工标准化委员会) CRC: Cyclic Redundancy Check (循环冗余校验) CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (基于载波侦听和避碰的信道接入) CP: Cyclic Prefix (循环前缀) DID: Domain Identification (域标识) DLL: Data Link Layer (数据链路层) DM: Domain Master Node (域主节点) DSC: Domain Slave Node (域从节点) FCI: Forward Channel Information (前向信道信息) FEC: Forward Error Correction (前向纠错) FFT: Fast Fourier Transform (快速傅里叶变换) FSC: Frequency Selective Channel (频率选择性信道) FT: Frame Type (帧类型) GI: Guard Interval (保护间隔) HCS: Header Check Sequence (头校验序列) HEM: Home Energy Management (家庭能源管理) IBSC: Indoor Basic Service Channel (室内基本业务信道) IEC: International Electrotechnical Commission (国际电工委员会) IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers (电气和电子工程师协会) IFFT: Inverse Fast Fourier Transform (逆快速傅里叶变换) ITU: International Telecommunication Union (国际电信联盟) LSB: Least Significant Bit (最低有效位) LLC: Logical Link Control (逻辑链路控制) MAC: Medium Access Control (介质访问控制) MDI: Medium Dependent Interface (介质相关接口) MPDU: MAC Protocol Data Unit (MAC协议数据单元) MSB: Most Significant Bit (最高有效位)