全国宽带和窄带载波方案性能对比表

宽带载波与窄带载波的对比文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-电力线载波通信(PLC)是一种使用电力线进行数据传输的通信技术，即利用现有电网作为信号的传输介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据传输。

目前根据所用频段的不同，低压电力线载波通信一般分为窄带电力线载波通信(10kHz~500KHz)和宽带电力线载波通信(2MHz~20MHz)，但由于低压电力线信道的特殊性和复杂性，宽带/窄带低压电力线载波通信系统实际应用的效果对比出现比较模糊的状态，而对比一般主要集中在通信速率，噪声干扰和通信距离几个方面。

(1)通信速率问题。

Shannon定理指出，在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率(或称信道容量)为：要增加系统的信息传输速率，则要求增加信道容量。

增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B，或增加信噪比S/N来实现。

其中B 与C成正比，而C与S/N呈对数关系，因此，增加B比增加S/N更有效。

当B增加到一定程度后，信道容量C不可能无限的增加。

信道容量C 与信号带宽B成正比，增加B，势必会增加C，但当B增加到一定程度后，C增加缓慢。

这是由于随着B的增加，噪声功率N=n0B也要增加，从而信噪比S/N要下降，最终影响到C的增加。

由此可见，在信号功率S和噪声功率谱密度n0一定时，信道容量C 是有限的，即极限传输速率Rmax是有限的。

(2)噪声干扰问题。

低压电力线噪声普遍存在低频区域的噪声幅度较高，而随着频率的升高，噪声幅度有降低的趋势，但频率继续升高到中频400kHz以后，降低的趋势将变缓，即100kHz以下频率区域噪声幅度有时是400kHz~500kHz频率区域噪声幅度的50~100倍，而400kHz~500kHz频率区域噪声幅度相对于2MHz~20MHz频率区域噪声幅度一般只有几倍，甚至处于同一水平。

同时由于各类型电力设备的工作频率覆盖几乎全载波通信频带(10kHz~20MHz)，即窄带/宽带载波通信时均可能出现相同通信频率的干扰噪声，导致实际应用通信效果受影响。

电力线载波通信(PLC ）是一种使用电力线进行数据传输的通信技术,即利用现有电网作为信号的传输介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据传输。

目前根据所用频段的不同，低压电力线载波通信一般分为窄带电力线载波通信（10kHz ～500KHz ）和宽带电力线载波通信（2MHz ～20MHz)，但由于低压电力线信道的特殊性和复杂性，宽带/窄带低压电力线载波通信系统实际应用的效果对比出现比较模糊的状态，而对比一般主要集中在通信速率，噪声干扰和通信距离几个方面。

(1) 通信速率问题.Shannon 定理指出，在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（或称信道容量）为:)1(log 2N S B C +=要增加系统的信息传输速率，则要求增加信道容量.增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B ，或增加信噪比S/N 来实现。

其中B 与C 成正比，而C 与S/N 呈对数关系,因此，增加B 比增加S/N 更有效。

当B 增加到一定程度后，信道容量C 不可能无限的增加.信道容量C 与信号带宽B 成正比，增加B,势必会增加C ，但当B 增加到一定程度后，C 增加缓慢。

这是由于随着B 的增加，噪声功率N=n0B 也要增加，从而信噪比S/N 要下降,最终影响到C 的增加。

0002244.1lim 44.1)1(log lim )1(log lim lim n S B n S B B n S B N S B C B B B B ==+=+=∞→∞→∞→∞→由此可见,在信号功率S 和噪声功率谱密度n0一定时，信道容量C 是有限的，即极限传输速率Rmax 是有限的。

(2) 噪声干扰问题。

低压电力线噪声普遍存在低频区域的噪声幅度较高，而随着频率的升高，噪声幅度有降低的趋势，但频率继续升高到中频400kHz 以后，降低的趋势将变缓，即100kHz 以下频率区域噪声幅度有时是400kHz ～500kHz 频率区域噪声幅度的50～100倍，而400kHz~500kHz 频率区域噪声幅度相对于2MHz ～20MHz 频率区域噪声幅度一般只有几倍,甚至处于同一水平.同时由于各类型电力设备的工作频率覆盖几乎全载波通信频带(10kHz ～20MHz ）,即窄带/宽带载波通信时均可能出现相同通信频率的干扰噪声，导致实际应用通信效果受影响。

浅谈宽带电力载波与窄带电力载波在电力抄表中的利弊关系谢宗艺摘要：随着现阶段，智能手机、智能电视以及其它一些智能家电在我们的日常生活中的频繁应用，人们对电量的需求总量也一直在不断的增加。

科技的不断进步，带动电网的发展也渐渐的进入了智能时代。

那么，如何及时的为人们提供连续性的、有保障的、充分又安全的电力服务，是通信模式的主要工作内容。

电网在通信模式中，最开始使用，并且使用时间最长的通信模式就是窄带电力载波模式。

但是随着人们用电意识的不断提高，以及智能电网的快速发展，使窄带电力载波模式暴露出了很多的问题。

针对这些问题，应运而生的通信模式，就是宽带电力载波模式。

宽带电力载波模式也不负众望的表现出了很多优秀的性能。

因此，本文将结合两种电信模式在通信过程中的具体应用，来谈一下它们之间的利弊关系。

关键词：宽带电力载波；窄带电力载波；电力抄表；利弊关系一、引言电力的使用分布在我们生活的方方面面，甚至出现在我们生活的每时每刻，与我们的实际生活关联的地方真的是太多了。

因为它超强的存在感，人们对这方面的问题也越来越关心。

人们通常会关心的问题有，电网供电的连续性，因为在这个时代，一旦突然停电对人们的生活和工作将会带来很多负面的影响。

人们还会关心电表在计数方面的准确性以及查询电费方面的便利性等等，这些常规问题。

而且越来越多的人，还会关心电力载波的工作模式，会不会对我们的人体和环境带来危害。

人们的用电理念和意识在不断的提高，电信方式也要转换理念，朝着更好的方向发展。

二、窄带电力载波在电力抄表中的优缺点1、窄带电力载波在电力抄表系统中的优点窄带电网的信息采集技术可以实现整条线路的用户信息的采集工作，利用窄带电力载波带来的电网信息采集技术，不仅可以为电力的抄表系统带来便利，而且还可以实现线损的在线检测。

而且窄带电力载波在电网的信息收集中，不受电表距离及线路耦合电容的限制，具有很强的实用性。

所以，窄带电力载波，在电网中的应用，不仅简化了电力抄表系统的工作程序，还为电力公司节省了大量的人力。

电力线载波通信的重大技术创新：宽带载波1 问题来源电力线不同于普通的数据通信线路，其初衷是为了进行电能而非数据的传输，对于数据通信而言，其信道特性非常不理想，是一个非常不稳定的传输信道，这具体表现为噪声显著且信号衰减严重。

在任何两条不同的电力线上，电力线宽带载波信号的传输带宽和距离都是不一样的，无法建立一个规律的数学模型。

电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源，而且电力线通信具有时间上不可控、不恒定的特点，与信号洁净、特性恒定的网络电缆相比，电力线上接入了很多电器设备，这些设备任何时候都可以插入或断开，因而导致电力线的特性不断地变化。

这种电力线分支多节点多，多个电力线接头处输入阻抗不匹配而造成的反射所引起的信号多径效应，造成信号衰减大，传输带宽和距离受到很大限制。

电力线信道输入阻抗的变化强度依赖于信号频率和所处位置，其数值可从几欧姆变化到数千欧姆。

由于输入阻抗的阻抗波动和不连续变化，载波通道中总存在着耦合的不匹配现象，这会大大增加传输的损耗。

除了信道衰减之外，在载波通道中还存在噪声，主要是由两大类噪声叠加而成：一类是背景噪声，在较长时间内保持稳定；另一类是脉冲噪声，由于其的强度而造成数据传输的障碍。

当这类脉冲噪声的持续时间超过使用纠错码能容忍的检测和改正时间限度时，便会产生突发错误。

为克服上述问题，电力线宽带载波技术采用了扩频、OFDM （正交频分复用）等调制技术，而事实证明，多载波正交频分复用是目前为止解决在电力线上传输干扰问题的一种有效方法。

OFDM 的基本思想就是把可用信道带宽划分为若干子信道，每个子信道都可以近似看作理想信道，在规定使用的频段内，使用几十、上百、甚至上千个具有正交特性的载波信号，每个载波传输一定速率的数据，各个载波传输数据的总和就是总的传输速率。

2 扩频通信根据Shannon 公式，在白噪声干扰条件下，通信系统的信道容量（bps ）为1(log 2NSB C += (1) 其中B 为信道带宽（Hz ），S 为信号平均功率（W ），N 为噪声平均功率（W ）。

宽带载波智能表（HPLC）八大功能推广应用应用【摘要】用电信息采集系统可以实现用电信息的自动采集、计量、采集异常实时监测、分布式能源数据采集、远程控制、电价下发、远程充值等功能。

并把相应的数据进行存储、处理，同时为其他业务系统提供数据支撑，近年来公司用电信息采集系统发展速度不断加快，系统的功能定位也不断变化，全量采集项目改造过程执行整台区改造，建立集中器台账和拓扑图，对终端及时升级和终端任务配置，对失败用户及时消缺等提升全量采集成功率。

【关键词】停电主动分析、高频数据采集、时钟精准管理、相位拓扑识别、台区自动识别、统一标识管理、档案自动同步、通信性能监测和网络优化等功能前言：HPLC即高速宽带电力载波，采用OFDM的多载波调制技术，通信速率高，实时性好，较常规的窄带载波通信单元能够互联互通，抗时变噪声、脉冲干扰能力强，且频段可根据使用场景切换扩展，保证采集成功率高，满足96点负荷曲线采集，智能缴费，预购电费等实时性要求高的业务需求，具备超级电容的停电事件实时上报的功能、具备：停电主动分析、台区自动识别、原始停电上电记录、高频数据采集、ID统一标识、相位拓扑识别、本地通信网络检测、电表时钟超差事件。

新疆电力公司HPLC八大功能已开通，目前八大功能应用查询办法，已编写操作手册，发给大家,请各单位开展应用，后期八大功能运维工单推送到运维闭环管理-推送到三代掌机客户经理掌机现场处理。

现将其功能查询办法分述如下：一 HPLC八大功能1停上电分析具有实时停电检测、实时停电明细、有效停电电电能表数通过模块内超级电容，当电能表有停电发生时，模块能坚持工作3分钟，把停电事件上报主站。

通过低时延，保障停电/复电事件的上报和远程遥控指令下发的及时性，在HPLC子节点通信模块中配置超级电容，可实现停/复电后的事件主动上报，由被动抢修变为主动抢修，提升客户服务保障能力，主站接受终端主动上送的表计停电告警事件。

判断表计是否属于当日频繁上报，多次上报不予处理，执行下一步，判断告警时间是否有效，若告警时间为空或告警时间无效（告警时间非当天），则取系统当前时间作为停电时间。

配电自动化新阶段通信系统方案的对比及应用设计摘要：通信是实现配电自动化的关键之一。

当前，通信问题已经成为制约配电自动化发展的瓶颈，在新阶段下多种新技术的通信方式正在研究。

本文针对配电自动化系统的特点，对各种通信方式的优缺点进行对比，提出了以光纤为骨干层通信网络，配合中压电力线宽带，3GCDMA等混合式的通信实现方式。

关键词：配电自动化通信光纤中压电力线宽带1 配电自动化对通信系统的要求配电自动化通信系统应根据自动化的实际需求，结合配电网改造工程较多、网架变动频繁的现状，兼顾其它应用系统的建设，统一规划设计，提高通信基础设施利用率，主要体现在以下几个方面：1.1通信的可靠性。

配电自动化通信系统是在户外运行的，容易导致材料老化，要求能经受起恶劣气候的考验。

另外，通信系统还要经受噪音、电磁、雷电等干扰，并能保持稳定运行。

1.2 通信的实时性配电自动化的重要功能就是能够实时监控网络运行、进行在线分析，实时性对通信传输速率提出了较高的要求。

除了考虑正常运行时主站对FTU/TTU 的刷新速度外，还要考虑故障时能快速及时传送大量故障数据的问题。

1.3通信的双向性配电自动化系统中的各项功能要求双向通信，对主站来说，不仅向终端下发控制命令，也需接受终端上传的数据。

因此，配电自动化系统各层次之间的通信时双向的，通信系统必须具有双向，通信系统必须具有双向通信的能力。

1.4通信的灵活性配电自动化系统中的通信系统点多面广，规模庞大，这就要求通信设备具有较强的灵活性，选择标准的通信设备，便于安装、调试、运行和维护。

2、各种通信方式比较随着通信技术的发展，目前可选用的通信手段很多，主要分为有线和无线两大类。

有线的通信方式有光纤通信、现场总线、电力宽带载波等；无线的通信方式有无线扩频通信、3G CDMA通信及卫星通信方式等。

下面就几种最主要的通信方式加以比较说明：2.1光纤通信光纤通信时以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质的通信手段。

宽带PLC和窄带PLC通信技术浅较20世纪20年代，通信行业迎来了快速发展的时期，通信技术不断进步。

总的说来通信技术可以分成两个主要的类别：第一类是宽带电力线通信；第二类是窄带电力线通信。

所谓宽带电力线通信指的是那些通信速率大于1MHz并且工作频率大于2MHz的通信技术，而窄带电力线通信指的是速率不超过1MHz并且工作频率不超过500kHz的通信技术。

1 电力线通信技术概述1.1 宽带PLC技术在宽带PLC技术发展的初始时期，通信技术标准是多种多样的，但是随着时代的发展和技术的进步，现阶段宽带PLC技术正在逐步走向统一。

总的来说，目前比较常见的200Mbit/s PLC技术主要有三个：第一个是HomePlug AV；第二个是UPA PLC；第三个是HD-PLC。

就HD-PLC技术而言，日本是使用该技术比较多的国家，其他国家使用的相对较少；HomePlug AV和UPA PLC在全球范围内都有使用者，因此目前两者处于竞争市场份额的状态。

一般来讲，宽带电力线通信技术主要有两个主要用途：第一，用于室内联网。

这里的室内联网指的是以宽带电力线通信技术为媒介将室内的不同房间都置于有网络的状态；第二，用于楼宇接入。

相较于室内联网，宽带电力线通信技术在楼宇接入的应用还处于不断完善的状态，比较容易在最后的300米出现问题。

1.2 窄带PLC技术目前不同国家对窄带PLC技术的频带要求有所不同，具体来讲：欧洲国家将窄带PLC技术的频带规定在3～148.5kHz之间；而美国的联邦通讯委员会将窄带PLC技术的频带规定在9～490kHz之间；日本也对窄带PLC技术的频带进行了约束，限制在10～450kHz之间；就我国而言，我国比较重视3～90kHz的频带。

在窄带PLC技术的发展的初始时期传输速率是比较小的，最大只能达到几个kbps。

此外，在传输数据的过程中经常遭受干扰，在干扰的影响之下经常出现各种各样的问题，从而使得传输结果出现错误。

多种带宽的定义，窄带、宽带与超宽带我们想让雷达的分辨率越来越高，达到目标的物理尺寸级，这样通过回波的信号分析，使得分辨和识别目标具有了额外优势。

精细的空间分辨率意味着雷达的带宽大，这也会给频谱分配、干扰和技术能力等带来问题。

我们常常根据分辨率要求来简单倒推信号带宽，例如1m分辨率需要150MHz；带宽达到500MHz的话可以提供0.3m的分辨率，这在雷达成像中较典型。

大家可能觉得500MHz并不是很宽，对现在高速ADC来说很轻松。

但对于较低的微波频率范围来说，500MHz带宽将占中心频率较大的百分比，也就是相对带宽大。

而具有较大相对带宽的信号需要新的无线电设计概念。

带宽的定义通常，这里说的带宽是指在电路、组件频率响应或信号功率谱-3dB点之间的差值。

对于一个正弦脉冲信号，脉宽的倒数近似为-3dB 信号带宽。

当然也有用信号所占有的频率范围来定义信号带宽，也就是用最高频率减去最低频率 (FH-FL)。

其他带宽定义包括X dB带宽，具体定义见下图。

另外，平时也会遇到“工作带宽”、“瞬时带宽”等说法。

雷达工作带宽常常是指该雷达可能工作的频率范围，例如我们常听到的S波段雷达、X波段雷达或者毫米波雷达等，是指雷达工作时的频率在该范围内。

瞬时带宽往往指雷达信号带宽，根据雷达模式从几MHz~几百MHz。

对于相控阵雷达，瞬时带宽会受到一定的限制。

当信号具有一定带宽时，以中心频率设计的移相器波控码不变，对相位的权值不变，但由于相对于中心频率的偏离，会导致波束扫描的指向会发生偏离。

另外，在接收宽带信号时，由于孔径渡越时间的限制，阵列两端的信号不能同时相加，会导致波形展宽。

也就是说要实现相控阵天线的大瞬时带宽，需要解决上述问题。

窄带、宽带和超宽带并不是说带宽小的就是窄带或者带宽大的就是宽带、超宽带，所谓窄带宽带超宽带是基于相对带宽来说的，相对带宽是用带宽除以中心频率获得的。

从James D. Taylor的“Ultrawideband Radar: Applications and Design”的书中找到了有价值的参考依据。

PLC（电力线通信）技术利用现有的电力线路作为数据传输的介质。

在PLC系统中，数据通过载波信号进行传输，这些载波信号通常是调制在电力线上的高频信号。

载波频段的选择对于PLC系统的性能至关重要，因为它直接影响到信号的传输距离、抗干扰能力和数据传输速率。

对于PLC技术，通常存在两个主要的频段：
1. 窄带PLC（Narrowband PLC）：
窄带PLC通常工作在较低的频率范围内，大约在30kHz到500kHz之间。

这个频段的信号传播损耗相对较小，适合较短距离的通信。

窄带PLC技术由于其较低的频率，能够更好地抵抗电力线上的噪声和干扰，但它的数据传输速率较低。

2. 宽带PLC（Broadband PLC）：
宽带PLC技术则工作在更高的频率范围，大约在1MHz到30MHz之间。

这个频段的信号可以携带更多的信息，因此数据传输速率更高，适合长距离的通信。

然而，由于频率较高，宽带PLC信号的传播损耗较大，且更容易受到电力线上的噪声和干扰的影响。

不同国家和地区的电力线通信标准可能有所不同。

例如，根据欧洲标准（ETSI）和北美标准（FCC），宽带PLC的频段划分可能会有所差异。

在实际应用中，选择哪个频段需要根据具体的应用场景、通信距离、数据传输需求以及电力线环境的特性来决定。

在中国，电力线通信通常遵守国家标准GB/T 18487.1-2015《工业车辆电气设备第1部分：一般要求》和GB/T 37556-2019《工业车辆安全要求和试验方法》等。

这些标准规定了PLC系统的电气参数、安全要求以及测试方法等，为PLC技术在中国的应用提供了指导和保障。

2021年第4期总第407期宽带载波方案混装通信异常问题分析梁捷（广西电网有限责任公司计量中心，广西南宁530023）广西电网从2017年开始结合应用需求对宽带载波的采集速率、路由组网等技术指标进行了实验室测试与试点应用，截至2019年底，完成宽带载波现场安装97.2万户，进一步推动了基于宽带载波技术的实用化系统建设和实用芯片的开发。

此外，为保证不同厂家的方案在同一个台区安装，即混装时能正常通信和满足相位识别，自动搜表等广西电网的应用需求[2]，广西电网将组织宽带载波方案和各相关设备的厂家进行磨合测试，以提高不同方案和设备厂家工作配合度和消除影响实际应用的技术缺陷。

1存在的问题2019年在广西电网省级计量中心进行窄带载波通信设备安装前磨合测试时发现，不同厂家的载波方案以不同的路由-电表组合混装时，某些组合常出现通信失败的情况。

例如厂家A 的载波方案与厂家B ，C 同时安装同一个台区时，厂家A 的路由模块与厂家B 的电表模块能稳定通信，但与厂家C 的模块却通信不稳定甚至无法通信。

2问题处理和分析根据异常现象，首先进行宽带载波信道访问机制的分析。

南方电网宽带载波通信主要涉及的设备为集中器载波模块，在通信网络中作为主节点，又称为中央协调器（central coordinator ，简称CCO ）和电能表载波模块（通常用station 表示，简称STA ）[3]。

其通信网络协议栈层级分为物理层，数据链路层（MAC ）和应用层。

其中MAC 层主要通过带冲突避免策略的载波侦听多址（carrier sense mul-tiple access with collision avoidance ，简称CSMA ）和时分多址（time division multiple access ，简称TD-MA ）的信道访问机制[4]竞争物理信道，实现数据报文的可靠传输。

CCO 作为主节点，负责完成组网控制、网络维护管理等功能，它发送的携带有网络管理和维护信息的、用于特定目的的管理消息称为信标。

宽带下载速率对照表
用户接入带宽是指，用户宽带接入能支持的最高信息传送比特率，即用户接入线路允许可承载的最高的IP数据流的比特率。

信息传递速率是指，用户应用终端（例如：PC或机顶盒）和应用服务器之间，单位时间内交互的信息流量。

电信提供的各类宽带业务的具体接入带宽（上下行速率）具体见上表。

上行速率指的是上行最高可达速率，下行速率指的是下行最高可达速率，常用统计单位是比特(bit) / 秒（bps），1Mbps=1024kbps，1kbps=1024bps，1比特(bit)表示一个二进制位。

客户的互联网访问速度取决于客户终端的处理性能、互联网上各类应用服务器的响应处理性能、互联网络的数据传输性能等多种因素。

正常下载速率指相应接入带宽条件下，常见情况下的客户下载所能达到的速率。

常用统计单位为字节每秒(Byte/s)，1Byte=8bits（1字节为8比特），因此：
8bps=1Byte/s,1024kbps=128KB/s, 2048kbps=256KB/s,1024Mbps=128MB/s（"s"表示秒）在这里要注意的是传输单位，B和b分别代表Byte和bit，两者的定义是不同的，不能混淆。

用户接入带宽可参考上表提供的常见宽带下载速率范围进行初步诊断。

如果在当地电信测速网站测试的宽带最高下载速率低于表格中常见下载速率范围的，可通过浙江电信网上营业厅和客服热线10000号进行咨询或者故障申告。