CDMA通信技術在集中供熱系統中的應用

李盈 （天津市重熱供熱技術工程有限公司300222）

楊景龍（天津力源永春科技發展有限公司300222）

隨著社會的進步、經濟的發展以及人民對生活質量和水平要求的不斷提高，城市集中供熱規模在不斷擴大。在集中供熱監控系統中，為保證優質、穩定的供熱，滿足熱用戶的需求，需要對眾多的供熱子站點進行實時監測，同時大部分監測數據需要實時發送到監控中心的后端服務器進行處理。但由于監測點分散，分布范圍廣，如何將該部分站點采集的數據及時、有效地進行傳送，是我們面臨的主要問題。

一、數據傳輸分類

數據傳輸可分為有線(包括架設光纜、電纜或租用電信專線)和無線 (包括數傳電臺和 CDMA、CDPD、GPRS等公用網信息平臺)兩大方式。相比較而言，在小型供熱區域中可采用有線方式解決。但在大型供熱區域管網中，由于數據傳輸網絡覆蓋面積大，數據采集點多而分散，采用有線方式造價昂貴，線路維護量大，而用無線數據傳輸方式具有投資少、開通快和運行維護簡單等優點。

因此，建立基于CDMA無線網絡的自動監控系統，來實現各換熱站現場數據的采集、調度室與各換熱子站的數據實時通訊控制，在保證數據傳輸的及時、準確的前提下，將管網現場監控系統運行費用也降低到了最低，并可極大地提高各換熱站的運行效率。

二、CDMA通信技術

CDMA是碼分多址的英文縮寫，它是在數字技術上的分支-擴頻通信技術上發展起來的一種新的無線通信技術。它具有實時在線、速度快、使用費用低的特點，其傳輸速度可達153kb/s。

與其他有線方式及GPRS傳輸通訊方式相比，采用CDMA無線通信方式具體優勢如下：與有線方式相比其組網靈活、擴展容易、運行費用低，維護簡單、性價比高；

與GPRS等其他無線通信方式比較，其支持Mobile IP，增強了鑒權功能，并提供對多種隧道協議的支持，以方便各企業網的良好接入，且占用的是全新的800M頻段，頻率資源豐富等等。

綜上所述，采用CDMA 1x無線傳輸方式解決供熱數據同步傳輸問題是實現熱網現代化管理的必然途徑。

三、在供熱系統中的應用

我公司供熱管網監控系統采用CDMA 1x無線通訊傳輸方式，將各個換熱子站的流量、溫度、壓力等參數信息實時傳送到數據中心。該傳輸技術具有實時性、可靠性、安全性強等特點，且組網快，維護簡單。

3.1 系統結構

該系統由數據中心、通訊部分和換熱子站等組成。數據中心負責監控和管理，通訊部分使用電信VPDN專線作為傳輸的主干線，實現數據無線傳輸。換熱子站采用工控機實現供熱設備數據采集、管理功能，采用無線路由器作為接入終端。

該系統組網結構如下：

1.各換熱子站采用netfront SCN2000路由器作為數據終端的無線接入設備，該設備是為滿足工業控制領域移動數據通信應用需求而設計的，是一款集成了CDMA數據傳輸功能和TCP/IP網絡、路由功能于一體的新型無線移動通信網絡設備；換熱子站內的數據采集工作由工控機實現。

2.數據中心采用netfront SRW3000路由器作為NAS，后接netfront SRW5000認證服務器及硬件防火墻，并采用二層鏈路協議的身份識別的VPDN方式，通過專業開發的CDMA專網認證服務器，在PPP鏈路層實現合法用戶的順利接入，同時拒絕非法用戶的接入并形成黑名單，以確保網絡的安全、穩定。

組網結構如下圖所示：

CDMA1x系統結構圖

如上圖所示，系統運行時首先由換熱子站的無線路由器發起撥號連接，經過電信側的認證服務器驗證后，CDMA1X分組接入設備PDSN通過L2TP隧道路由經電信專線連接到公司中心端得數據中心NAS路由器上。整個隧道的開啟和通過均在電信網絡內部，可確保網內的數據安全可靠，具有很高的安全性保障，而且不存在互連互通瓶頸，可以有效保證用戶使用性能。然后NAS路由器將認證信息傳輸給數據中心側的專用認證服務器，一旦認證通過，認證服務器會給換熱子站端的無線路由器分配一個合法IP地址，此時無線路由器和供熱站監控中心端NAS路由器成功建立L2TP隧道連接，并進行通訊。

3.2 系統特點

1.各供熱子站可隨意接入系統網絡，不受地域限制，且采集設備上電后，可自動與中心端握手并建立連接，無需人為參與，維護簡單。

2.系統具有實時在線特性，系統無時延，能夠同時實時收取、處理多個/所有監測點的各種數據，無需輪巡就可以同步監測點的時鐘可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求；

3.安裝調試簡單，建設周期短，利用現有成熟GPRS/CDMA網絡，系統投入運行時基本不需要調試，安裝簡捷；

4.接入設備價格較專線DDN相比，成本較低，且資費便宜；

5.接入網絡能夠適應供熱系統頻繁、大量、突發型數據業務傳輸，且通信質量穩定可靠；

6.提供基于Web的系統配置和維護接口，支持遠程維護；

7.具備遠程升級和重啟動的功能。

結論：

綜上所述，該系統具備良好的抗干擾性以及數據傳輸的安全性，不僅實現了對各個換熱站的運行參數的集中監視、控制，并且可以大量的減少運行人員的數量，換熱站實現了無人值守遠程監控。對于供熱公司提高供熱效率、降低運行成本，能夠起到顯著效果。

（1）楊靜雯 CDMA 1X分組域VPDN業務解決方案.通信世界網，2004年3月2日

（2）敖綺 全面認識CDMA-VPDN.中國新通信，2006年7月26日

（3）康勝文 無線數據通訊技術在熱網監控系統中的應用 河北電力技術2005年9月

（4）深圳華為 CDMA無線通信原理 企業內部資料