第三代载波表技术问答.doc

第三代载波表技术问答 来自： 251 发布于：2009-3-24 1.什么是电力线载波技术? 有何特点与优势？ 电力线载波技术指无需布设专用数据线或修改通信线路，而利用现有电力线作为通信媒介，在现行电力正弦波形上加载通讯信号。以实现用电设备间各种数字信号传输的技术。该技术具有成本低廉、方便快捷、分布广泛、接入方便等特点。 2.载波抄表系统发展到了第几代？如何划分？ 载波抄表系统的时代划分是根据载波芯片的发展及通讯路由方式的改变而划分的。最早的载波调制方式是采用移频键控（FSK），；路由方式是人工指定路由，外加中继。但是在实际应用的过程中，几乎无法使用。人们发现外国的产品在中国根本行不通。中国低压电力网络的分布参数太复杂并且无人知晓。后来国内的有关厂家从基础做起，在我国现有的网络状况的基础上，开发出了以东软为代表的载波芯片并提出了完整的技术方案。也就是第二代BFSK方案。这个方案，是在东软及业界艰苦的不断努力、不断改进下做成的。这个方案的主导思想是基于现行低压配电网络状况，在硬件上，努力提高抗干扰、抗衰减能力。在路由方案上，是总结历史路由成功案例的基础上，优化路由方案。也就是所说的“自学习”机制。第三代抄表系统除采用成熟的工业现场总线通讯协议外，在硬件上利用多CPU组成的神经元系统；双频点（132kHz;115kHz）发射载波信号；在路由方案上采用动态组网，智能中继的组网方案。在分析当前网络状况的情况下，临时确定路由方案（双频、多级智能中继、平等的网络协议）。 3.建立路由的方式有哪几种? 载波通讯建立路由的方式有多种。归纳起来有如下几种： 1）指定路由。这是最直接、最原始的一种路由方式，即按照事先规定好的路线通讯； 2）总结记忆式路由也称为自学习路由。这种路由是通过计算机穷举所有路径，按一定的规则归纳并记忆住所有可通过的路径，然后按此规定路径进行通讯。 3）动态智能路由。这种路由是根据当前网络的状况，通过拓扑分析及自适应算法，动态组织通讯网络，临时选择最优中继路线。 4.为什么说载波抄表的瓶颈问题是抄收机制不合理？ 载波抄表是以低压配电线路作为通讯介质的一种抄表方式。而低压配电线路就像城市道路状况一样，每时每刻都在变化，突发事件随时都可能发生。在低压配电网络中，网络配置千变万化，网络参数千差万别。各种各样的扰动随时出现。“变化”是一个不变的事实。以往的超收机制，是以网络某种暂态的状况作为网络的常态并按照这一“常态”进行设计。最终道路是越走越窄。 5.网络路由“自学习机制”与“动态组网机制”的差异在哪里？ 自学习机制就是通过模糊算法以及最后的穷举遍历，记忆多条中继路径并根据成功概率对其优化。用历史的概率统计指导当前的抄表。是在以往历史成功经验的基础上制定路由网络方案。随机发生的扰动没有考虑。动态组网机制是通过拓扑分析、自适应专用算法，根据网络当前状况制定最佳路由网络方案。对随机扰动发生的因素已考虑在内了。 6“动态组网、智能中继”方案最多可抄收多少块表？抄表数量多时，网络会阻塞吗？ 集中器最大寻址能力是1000；我们最多进行过750台表的挂表抄表试验。整点抄表，五十分钟内抄回全部数据。抄表数据传输可靠。 7.为什么要中继？ 在信号传输的过程中，随着传输距离的增加，信号不可避免地会受到干扰和衰减。为保证信号传输的质量防止畸变和衰减，就要对信号进行中继。就像汽车要加油、要保养一样。 8.中继级数多有何好处？ 刚才讲了，中继就像是加油站、修理厂。中继级数多可以保证传输信号的强度、减少信号畸变。为信号完整无损地传输提供了保证。有效延长了传输距离。 9.第三代载波表与当前第二代载波表在载波中继方面有何区别及优势？ 第二代只有三级中继；第三代不限制中继深度。 10.网络协议的载波系统的最大优势是什么？ A）无组网时间，开通即用；B）抄表速度快，平均35秒/表；C）中继深度不受限制；D）可靠性高，一次抄表成功率达到100%。 11.“智能中继”是怎么回事？ 智能中继就是根据当前网络状况，在保证快捷、可靠传输的条件下，临时确定每一次传输的最优中继路线。每一次上传下发信息的路径都不一定相同。 12.为什么第三代载波抄表技术可靠性比第二代高？ 第三代载波抄表技术采用了更高集成度的神经元载波抄表芯片。通过双载波频率技术、帧同步自动校正技术等，使得抄表传输可靠性能得到明显的提高。 13.第三代载波抄表的传输速率是多少？ 第三代载波抄表的传输速率为5400bps；是其它方案传输速率的十六倍！ 14.第三代载波抄表技术可以实现实时抄表吗？ 平均抄表周期为3-5秒/表；完全可以满足实时抄表的要求。这一功能的实现，使得电力运营管理人员可以随时了解当前电力运营状况。根据运营状况做出相应的调整。 15.第三代载波抄表技术可以实现信息主动上传吗？ 第三代抄表技术由于采用了平等的、现场总线通讯协议，可以实现信息主动上传。利用这一特点，可将用电方的情况异常、事故报警等信息上传到管理方。但是现在还需制定相应的通信规约。便于主站管理软件识别。 16.为什么利用第三代载波抄表技术，在同一个台区内只需使用一台集中器就可以完成抄表任务？ 第三代载波抄表技术选用了较低的频点；用双载波频率发射。频点的降低提高了网络阻抗；提高了信号接收能力；双频发射提供并增强了网络状态分析能力、信号畸变纠正能力、抗噪声能力、以及帧同步误差校正能力；在底层数据传输过程中，充份利用了成熟的工业现场总线技术，通过对底层信道的冲突检测、数据转发、冗余丢弃等过程的控制，实现了底层信道的可靠传输。 以上措施的采用，确保了在台区内任何工况下，在集中器可寻址范围内，只需采用一台集中器就可以就可实现可靠传输。 17.第三代载波抄表方案为什么成本会高于不带网络协议的载波表？ 主要原因是芯片成本较高。随着芯片使用量的增大，成本会有下降。由于该方案的维护成本极低，故该方案的整体综合成本不会比其他成本高。 18.什么是点对点的主从载波通讯协议? 点对点的主从载波通讯协议是目前在通讯网络中常用的一种通讯协议。在载波通讯拓扑网络中，主节点与从节点之间进行信息传输，是以一种“应招”的方式进行的。主节点首先发出召唤请求，从节点应答响应。然后开始通讯。从节点从不主动发出通讯请求。这种通讯召唤方式，被称为点对点主从通讯。用于这种通讯的约定，称为协议。除这种通讯方式外，还有多点主从通讯；广播通讯等方式。 19.什么是Lonworks协议？ lonWorkss 是美国Echelon 公司1992年推出的现场总线技术。是目前在工业领域中最为流行的四大现场总线技术（Lonworks;Wan;Can;BitBus）之一。芯片中带有由三大处理器（介质访问控制处理器、网络处理器、应用处理器）组成的神经元系统使该芯片具有了非常强大的分析处理能力。 20.LonWorks网络通讯协议有什么优点？ LonWorks通讯协议是一种面向对象设计的、适用于低级或底层通讯的现场总线式通讯协议。在载波抄表过程中，集中器与各表位之间以一种相互平等的、协议的方式进行相互通讯。采用这种通讯方式的优点是：可支持多种拓扑结构，连接方式更加灵活；由于是平等的通讯机制，使得各表位的信息可以主动上传。如用电异常、事故报警等。 21.扩频技术与窄带技术哪一种更好？ 扩频技术是利用整个信道带宽来换取高速率的数据传输或以低速率实现远距离通信。而窄带技术只占用极少的信道资源实现通信，而不会影响其他频点的通信。在通信网络或环境状态良好、有充足的频率带宽的条件下，扩频技术比窄带技术性能好。然而，如果通信环境恶劣或频率带宽受限，则扩频技术的性能表现将不如窄带技术。因此，不能单纯地说哪一种通讯技术更好。 22.第三代载波抄表系统为什么采用窄带电力线载波通信技术？ 节省资源、提高速率。强大的神经元系统硬件配置与运算能力，在克服了窄带通讯所带来的不足的同时，还带来了动态组网、智能中继等全新的设计理念。实践证明，采用窄带技术，在电力线上以5.4Kbits/s的速率传输，与采用扩频技术以0.5KBits/s的速率传输所表现出的通信性能不相上下；同时，窄带技术占用的带宽还不到扩频技术所占带宽的1/4。 23.有哪几种载波频率？对载波通讯效果有何影响？国际国内标准是如何规定的？ 目前国内主要使用的载波频率有三种： 1）132kHz、115kHz双频载波频率； 2）270kHz； 3）120kHz 。 在载波通讯中，频率高衰减大；频率低衰减小。 24.载波通讯功率越大越好吗？ 载波通讯功率不是越大越好。国际上和我国对载波通讯功率有明确的规定。功率过大，会增大电路功率消耗，造成电路污染。 25.第三代载波抄表系统的通讯频率会不会受温度变化影响改变？出现通讯不上的情况？ 受温度变化影响改变频率的现象还会发生。但是采用双频发射机制的Lanworks芯片会根据接收到的频率进行帧同步自我校正。因此，对晶振温度系数的要求可由50ppM/放大到200ppM/。在此范围内，不会出现因不同步而联系不上的问题。 26.什么是一次抄收成功率？ 一次抄收成功率就是当集中器接收了对所属电能表进行抄表的指令后，在规定的时间内，一次成功抄回电能表数据的数量与集中器所属电能表数量的比值。它是衡量载波抄表技术应用好坏的一个重要指标。 27.不同载波芯片设计的电能表为什么不能互联互通？ 不同的载波芯片，由于采用的载波形式、载波频率等信号方式的不同；使用的信号通讯规约的不同，无法实现在底层的互联互通。若实现互联互通，必须使集中器具有多种载波信号识别装置和多种通讯规约转换能力。 28.我们是如何测试并保证载波产品的质量的? 在变压器隔离环境下，采用68DB的衰减器对信号进行衰减并在1欧姆负载的情况下进行通信检测。 29.基于网络协议的载波产品的阀控指令的响应时间是多少？ 目前没有非常明确的指标。但是我们实际的测试过程是3-5秒(哈尔滨试验结果)； 30.目前国际上最流行的（应用最广泛的）抄表方案是哪几种？国内载波超表发展趋势如何？ 目前国际上流行的抄表方案是利用公共通讯网络进行抄表的无线抄表系统。载波方案并不多。国内载波抄表技术正在日趋成熟的发展过程当中，其组网技术已经由第二代的静态组网向第三代的动态组网发展，并已经有成熟的产品推向市场，比如泰瑞捷的第三代载波抄表系统。 31.第三代载波产品将来能扩展那些附加功能？可提供哪些增值服务？ 故障信息的主动上传，无卡预付费的实现，新增表的自动识别等等。 32.电力线载波技术的通信距离是多少？ 通信距离取决于电力线上具体的通信环境，如：电力线上用电装置的数量以及各装置引起的电磁干扰情况等。此外，通信距离还与数据传输速率密切相关。理论上，在没有突发性脉冲干扰情况下，传输速率每下降4倍，通信距离将增加1倍。 33.什么是静态功耗？什么是动态功耗？ 静态功耗是指在参比温度和参比频率下，载波表不通讯时，电表总的功率消耗。动态功耗是指载波表在通讯时所产生的最大附加功耗。 34.什么是网络芯片的冲突检测？ 冲突检测避免机制（CSMA）是指，PLC利用电力线作为共同通信介质，当多个节点要同时访问介质时，就要进行控制。CSMA（载波侦听多路访问）就是常用的一种方式。当网络中某个节点要发送数据时先要检测是否有别的节点占用了通信介质，方法就是先进行载波侦听，如果发现介质空闲就立即发送数据，否则再次侦听。 35.国家对PLC 发射幅值有那些要求？ 采用低压电力线载波通信时，其载波信号频率范围应为3kHz500kHz，优先选择IEC6100038规定的电力部门专用频带9kHz95kHz。系统使用的信号频带应征得有关电力部门的同意。 最大输出信号电平： 以下的电平测量均在GB/T6113附录F2的50H与5的串联回路和50并联的V型人工电源网络上。 (1)3kHz9kHz频带的最大输出信号电平为134dBV； (2)9kHz9