计量自动化系统电力线宽带载波通信性能及协议测试用例-csg

附件4通信模块（集中器）检测项目序号试验项目缺陷等级1外观结构检查通电检查 C 外观尺寸 C 铭牌标识 C 元器件 A2功耗检测静态功耗试验 A 动态功耗试验 A3接口兼容性检测初始化试验 A 任务下发与数据转发流程试验 A 参数及节点信息查询流程试验 A 上报信息处理流程试验 A文件升级流程试验 A容错机制流程试验 A4通信基本性能测试工作频段测试 A 发射功率谱密度测试 A 传导骚扰限值测试 A 通信传输时延测试 B 通信抗衰减测试 B 通信抗频偏测试 B5通信协议测试频段0物理层协议一致性试验（CCO） A 频段1物理层协议一致性试验（CCO） A 频段2物理层协议一致性试验（CCO） A 频段0数据链路层协议一致性试验（CCO） A 频段1数据链路层协议一致性试验（CCO） A 频段2数据链路层协议一致性试验（CCO） A序号试验项目缺陷等级6通信互操作测试全网组网测试 A 新增站点入网测试 A 多网络组网测试 A 采集功能测试 A 事件主动上报测试 A 混合组网测试 A7电磁兼容试验静电放电抗扰度试验A/B 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验A/B 浪涌抗扰度试验A/B 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验A/B8气候影响试验高温试验A/B 低温试验A/B 湿热试验A/B9绝缘性能试验冲击电压试验A/B 绝缘强度试验A/B10机械性能试验冲击试验A/B 振动试验A/B注：“A/B”表示若试验后出现元器件损坏或信息变化时判为A类不合格。

若试验后出现其他不影响设备使用功能的异常情况时判为B类不合格通信模块（单相表）检测项目序号试验项目缺陷等级1外观结构检查通电检查 C 外观尺寸 C 铭牌标识 C 元器件 A2功耗检测静态功耗试验 A 动态功耗试验 A3接口兼容性检测抄表流程试验 A 查询信息试验 A4通信基本性能测试工作频段测试 A 发射功率谱密度测试 A 传导骚扰限值测试 A 通信传输时延测试 B 通信抗衰减测试 B 通信抗频偏测试 B5通信协议测试频段0物理层协议一致性试验（STA） A 频段1物理层协议一致性试验（STA） A 频段2物理层协议一致性试验（STA） A 频段0数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段1数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段2数据链路层协议一致性试验（STA） A6通信互操作测试全网组网测试 A 新增站点入网测试 A 多网络组网测试 A 采集功能测试 A 事件主动上报测试 A序号试验项目缺陷等级混合组网测试 A7电磁兼容试验静电放电抗扰度试验A/B 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验A/B 浪涌抗扰度试验A/B 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验A/B8气候影响试验高温试验A/B 低温试验A/B 湿热试验A/B9绝缘性能试验冲击电压试验A/B 绝缘强度试验A/B10机械性能试验冲击试验A/B 振动试验A/B不影响设备使用功能的异常情况时判为B类不合格通信模块（三相表）检测项目序号试验项目缺陷等级1外观结构检查通电检查 C 外观尺寸 C 铭牌标识 C 元器件 A2功耗检测静态功耗试验 A 动态功耗试验 A3接口兼容性检测抄表流程试验 A 查询信息试验 A4通信基本性能测试工作频段测试 A 发射功率谱密度测试 A 传导骚扰限值测试 A 通信传输时延测试 B 通信抗衰减测试 B 通信抗频偏测试 B5通信协议测试频段0物理层协议一致性试验（STA） A 频段1物理层协议一致性试验（STA） A 频段2物理层协议一致性试验（STA） A 频段0数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段1数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段2数据链路层协议一致性试验（STA） A6通信互操作测试全网组网测试 A 新增站点入网测试 A 多网络组网测试 A 采集功能测试 A 事件主动上报测试 A序号试验项目缺陷等级混合组网测试 A7电磁兼容试验静电放电抗扰度试验A/B 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验A/B 浪涌抗扰度试验A/B 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验A/B8气候影响试验高温试验A/B 低温试验A/B 湿热试验A/B9绝缘性能试验冲击电压试验A/B 绝缘强度试验A/B10机械性能试验冲击试验A/B 振动试验A/B不影响设备使用功能的异常情况时判为B类不合格通信模块（I型采集器）检测项目序号试验项目缺陷等级1外观结构检查通电检查 C 外观尺寸 C 铭牌标识 C 元器件 A2功耗检测静态功耗试验 A 动态功耗试验 A3接口兼容性检测复位启动试验 A 模块识别流程试验 A 转发数据流程试验 A 容错机制流程试验 A4通信基本性能测试工作频段测试 A 发射功率谱密度测试 A 传导骚扰限值测试 A 通信传输时延测试 B 通信抗衰减测试 B 通信抗频偏测试 B5通信协议测试频段0物理层协议一致性试验（STA） A 频段1物理层协议一致性试验（STA） A 频段2物理层协议一致性试验（STA） A 频段0数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段1数据链路层协议一致性试验（STA） A 频段2数据链路层协议一致性试验（STA） A6通信互操作测试全网组网测试 A 新增站点入网测试 A 多网络组网测试 A序号试验项目缺陷等级采集功能测试 A事件主动上报测试 A混合组网测试 A7电磁兼容试验静电放电抗扰度试验A/B 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验A/B 浪涌抗扰度试验A/B 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验A/B8气候影响试验高温试验A/B 低温试验A/B 湿热试验A/B9绝缘性能试验冲击电压试验A/B 绝缘强度试验A/B10机械性能试验冲击试验A/B 振动试验A/B注：“A/B”表示若试验后出现元器件损坏或信息变化时判为A类不合格。

计量自动化系统电力线宽带载波通信性能及协议测试用例南方电网科学研究院实验检测中心2019年7月目录1通信性能及协议一致性测试 (1)1.1测试环境 (1)1.2物理层协议一致性测试 (2)1.2.1 2.5~5.7MHz TMI4报文解析测试 (2)1.2.2 2.5~5.7MHz TMI9报文解析测试 (3)1.2.3 2~12MHz TMI4报文解析测试 (4)1.2.4 2~12MHz TMI9报文解析测试 (5)1.2.5 0.7~3MHz TMI4报文解析测试 (6)1.2.6 0.7~3MHz TMI9报文解析测试 (7)1.3. 数据链路层协议一致性测试 (9)1.3.1 STA一级站点入网测试 (9)1.3.2 STA发送发现列表测试 (11)1.3.3 STA离线指示测试 (13)1.3.4 STA相线识别测试 (15)1.3.5 CCO通过代理组网测试 (17)1.3.6 CCO组网测试 (19)1.3.7 CCO发现代理变更测试 (21)1.3.8 CCO控制站点离线测试 (23)1.3.9 CCO SNID协商测试 (25)1.3.10 CCO 发送发现列表测试 (27)1.3.11 CCO降频兼容性测试 (29)1.3.12 STA降频兼容性测试 (31)2 多厂家互操作测试 (33)2.1 互操作测试环境 (33)2.2互操作测试项 (34)3 通信模块功耗及互换性测试 (35)3.1功耗测试项 (35)3.2互换性测试项 (35)4通信报文字段取值说明 (38)4.1 信标帧 (38)4.2 SOF帧 (38)4.2.1 FC+MAC长帧头 (38)4.2.2 关联请求报文 (39)4.2.3 关联确认报文 (39)4.2.4 关联汇总指示报文 (39)4.2.5 关联指示报文 (40)4.2.6 代理变更请求报文 (40)4.2.7 代理变更确认报文 (40)4.2.8 代理变更确认报文（位图版） (40)4.2.9 心跳检测报文 (41)4.2.10 发现列表报文 (41)4.2.11 过零NTB上报报文 (41)4.2.12 离线指示报文 (42)4.3 网间协调报文 (42)5 附录 (43)5.1 测试模式 (43)5.1.1 下行帧 (43)5.1.2 上行帧 (44)5.2 本地频段切换 (44)5.2.1 CCO切换 (44)5.2.2 STA切换 (45)5.2.3 示例报文 (45)5.3 通信频段 (45)1通信性能及协议一致性测试1.1测试环境信号线通信口主节点屏蔽箱从节点屏蔽箱 图1 协议一致性测试环境示意图注：STA 位置说明：仓内左下角单相STA 插槽为1号位，右侧相邻的单相STA 插槽为2号位，此说明适用本文档所有实验项。

基于Homeplug标准的宽带电力线载波信号性能分析随着网络时代的到来，宽带网络已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

在传统的有线网络环境下，一般需要铺设网络线路以传输数据，不仅费用较高且安装过程繁琐。

但是，随着技术的发展，基于Homeplug标准的宽带电力线载波技术应运而生。

Homeplug标准是宽带电力线载波技术中的一种，它能够通过现有的电力线路提供传输数据的功能，也就不需要进行重新布线。

同时，这种技术也被广泛地应用于智能家居、家庭多媒体和远程监控等领域。

那么Homeplug标准的宽带电力线载波信号的性能到底如何呢？在这里，我们将对其进行一些分析。

1. 频率带宽：Homeplug标准技术采用的是OFDM调制技术，可支持2MHz到86MHz频段。

它的频段分布在电网的较高频段，通过宽带模式传输，宽带模式传输可以有效地避免了低频干扰。

2. 传输距离：该技术中，信号传输的距离会受到电力线路的质量影响。

如果电力线路的质量不佳，则信号的传输距离可能较短，约为200米左右；而如果电力线路的质量优秀，则信号的传输距离可能达到1000米以上。

3. 信道容量：Homeplug标准技术在发射功率不变的情况下，其信道容量会随着传输距离增加而逐渐降低。

其主要原因是信道损耗的增加将导致信噪比下降，从而降低信道容量。

4. 抗干扰性：Homeplug标准技术采用OFDM多载波技术，因此其抗干扰性非常的强。

即使是在有强干扰的情况下，Homeplug标准的宽带电力线载波技术仍能够稳定地传输数据。

总之，基于Homeplug标准的宽带电力线载波技术在传输距离、抗干扰性、频率带宽和信道容量上均有较好的性能表现。

这种技术的出现，为用户打造了一个免费、无线、可靠的宽带接入方案，方便了人们的生活。

随着技术的不断发展，相信Homeplug标准的宽带电力线载波技术也将拥有着更加广泛的应用前景。

宽带电力线载波技术是一项非常新颖的技术，已经在不断地发展和改进中。

0 引言随着国内电网公司大力推广低压集抄系统的建设，电力线载波抄表方案得到了大规模应用。

相比窄带载波，宽带载波已体现出了足够的优越性，并逐步在全国得到推广；但与此同时，表或集中器终端的厂家缺乏必要的检测手段来完善和提高通信模块产品的质量。

如何确保厂家提供的宽带载波模块达到各电网公司的使用要求，其互联互通功能测试将是研究之重。

1 总体方案宽带载波互联互通测试系统由软件与硬件构成，能够在模拟低压电力线载波通道的情况下实现载波通信单元的实际可用性评估，系统如图1所示。

测试系统硬件包括测试机架单元、屏蔽载波信道接入单元、多串口转网口复用接入单元、高速网口物理层透明接入单元、标准测试仪器（频谱仪、信号源、衰减器、示波器等）。

测试系统软件包括测试用例运行模块、应用层（ 集中器、电能表）模拟模块、载波及串口信道通信报文记录模块、测试用例集管理生成模块、测试评价模块。

宽带载波互联互通测试系统的研究与应用文/郑乐江 陈卫强图1 宽带载波互联互通测试系统架构专版研究园地2 测试内容及方法2.1 协议一致性测试协议一致性测试系统软件依托协议一致性测试软件平台（遵循测试及测试控制表达法TTCN3.0）实现，分别如图2、图3所示，包含：（1）一致性评价模块；（2）测试报文日志记录模块（载波及串口信道交互报文日志记录）；（3）一致性测试用例集合；（4）通信机制运行平台（设定测试用例时序化发送）；（5）虚拟电表及集中器。

图2 协议一致性测试架构协议一致性测试系统硬件包含：（1）机架；（2）电力线信道屏蔽接入单元；（3）物理层透明接入单元（高速网口、内部时钟、预置发送功能、载波报文监听）；（4）串口转网口接入单元（给待测设备应用串口提供虚拟应用）。

图3 协议一致性测试逻辑协议一致性测试包括物理层协议一致性测试、数据链路层协议一致性测试及应用层协议一致性测试三部分,应配备多个物理报文注入模块并以软件方式模拟多层级组网。

2.1.1 物理层一致性测试物理层一致性测试中应采用透明接入设备，受控发送各类物理报文，验证待测设备的响应正确性。

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510548388.3(22)申请日 2015.08.31H04B 3/54(2006.01)H04B 3/46(2015.01)H04B 17/30(2015.01)H04B 17/40(2015.01)(71)申请人上海东软载波微电子有限公司地址200235 上海市徐汇区龙漕路299号天华信息科技园2A 楼5层(72)发明人沈力为 王坤 王琦瑛 陈光胜吴焜 潘松(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人潘彦君 吴敏(54)发明名称电力线载波通信测试系统及其测试方法(57)摘要一种电力线载波通信测试系统及其测试方法，所述测试系统包括：发送端，适于对测试数据进行处理以生成测试数据帧并缓存，在预设的每个定时发送周期中的固定发送时刻，将所述测试数据帧通过电力线发送至所述接收端；所述接收端，适于在第i 个定时接收周期内接收来自所述电力线的所有数据并缓存；在第i 个定时接收周期之后的时间段内从接收到的所有数据中获取所述测试数据帧，对所述测试数据帧进行处理以确定是否成功接收所述测试数据帧并统计接收成功率，且当完成对所述测试数据帧进行处理后，在下一个定时接收周期内接收来自所述电力线上的所有数据并缓存。

采用所述系统及方法，可以有效地减少电力线载波通信系统的设计及测试周期。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 106487421 A 2017.03.08C N 106487421A1.一种电力线载波通信测试系统，其特征在于，包括：发送端，适于对测试数据进行处理以生成测试数据帧并缓存，在预设的每个定时发送周期中的固定发送时刻，将所述测试数据帧通过电力线发送至接收端；所述接收端，适于在第i个定时接收周期内接收来自所述电力线的所有数据并缓存；在所述第i个定时接收周期之后的时间段内从接收到的所有数据中获取所述测试数据帧，对所述测试数据帧进行处理以确定是否成功接收所述测试数据帧并统计接收成功率，且当完成对所述测试数据帧进行处理后，在下一个定时接收周期内接收来自所述电力线上的所有数据并缓存；所述定时发送周期与所述定时接收周期相等。