關于輸電線路網絡監控系統組網技術選型研究

王政

摘 要：隨著設備技術水平的不斷提升，威脅輸電線路安全穩定運行的因素已由原來的設備因素轉變為外力破壞，如異物懸掛、市政工程、大型機械碰線等。輸電線路的運行維護必須研究和采用新技術替代過去的傳統運維模式，使電網管理步入科學化、高效化、智能化軌道，因此輸電線路網絡監控系統的需求便由此應運而生。然而，3G和4G網絡運維費用極其昂貴，非常不利于輸電線路的大規模使用，缺乏實用性；傳統的無線WiFi網絡雖然運維費用低，但其能夠支持的范圍非常有限，用戶只有保持在距離無線接入點設備（AP）300英尺的范圍內才能實現高速連接。無線Mesh網絡對于解決大面積開放區域（包括室內和室外）的無線網絡覆蓋問題是一種良好方案，它的組成由呈網狀分布的無線AP構成，AP使用的是將點對點通過無線中繼鏈路互聯，這樣可以WiFi中的無線“熱點”擴展為真正大面積覆蓋的無線“熱區”，成功實現了輸電線路大范圍、低成本運維的目標。

關鍵詞：WiFi Mesh 組網技術 輸電線路

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0132-01

隨著設備技術水平的不斷提升，威脅輸電線路安全穩定運行的因素已由原來的設備因素轉變為外力破壞，如異物懸掛、市政工程、大型機械碰線等。傳統的依靠運行維護人員周期性巡視的運維方式已不能滿足當下復雜環境的要求，為了保障輸電線路可靠安全運行，采用無線Mesh網絡建設輸電線路在線檢測系統的傳輸網絡，能實現數百米、數公里甚至數十公里距離的網絡互連，滿足輸電線路的視頻監控需要，同時滿足實時傳輸輸電線路運行數據如：溫度、濕度、風力、傾斜、舞動、拉力、污穢、高清視頻與圖像等到監控中心。

1 選型成本及性能分析

以下是無線Mesh專網與移動或電信3G網絡在成本與基本性能上的比較，通過比較得知：無線Mesh專網更適合輸電線路的無線監控網絡的實用要求。（如表1）

2 無線Mesh網絡的技術優勢

2.1 非視距傳輸（NLOS）

利用無線Mesh技術可以很容易的實現NLOS配置，在室外和行業市場中有著廣泛的應用前景。與發射臺有直接視距的用戶先接收無線信號，然后再將接收到的信號轉發給其他非戶。根據這種方式，信號能夠自動選擇最佳路徑不斷從一個基站跳轉到另一個基站，并且最終到達無直接視距的目標用戶。這樣，具有直接視距的基站實際上沒有直接視距的用戶提供了無線接入功能。無線Mesh網絡能夠非視距傳輸的特型大大擴展了無線寬帶的應用領域和覆蓋范圍。

2.2 健壯性

實現網絡健壯性通常的方法是使用多路由器來傳輸數據。如果某個路由器發生故障，信息有其他路由器通過備用路徑傳送。在單跳網絡中，一個節點出現故障，整個網絡也就隨之癱瘓。而在Mesh網絡結構中，由于每一個節點都有一條或者幾條傳送數據的路徑。如果最近的節點出現故障或者收到干擾，數據包將自動路由到備用路徑技術進行傳輸，整個網絡的運行不會受到影響。

2.3 結構靈活

多跳網絡中的設備可以利用不同的節點同時連接網絡，這樣可以保證網絡的性能不會降低。Mesh網絡為了保證通信負載平衡設計了龐大的冗余機制。無線Mesh網絡中的各個設備都可以使用不止一個傳輸路徑，網絡在分配通信路由的時候會參考每個節點的通信負載情況，這樣節點的通信擁塞現象可以排除。

2.4 高帶寬

無線通信所擁有的物理特性決定了它的帶寬和通信傳輸距離呈正比關系，因為隨著無線傳輸距離的增加，各種干擾和其他導致數據丟失的因素隨之增加。因此，選擇經多個短跳來傳輸數據將是獲得更高帶寬的有效方式，這也是Mesh網絡的優勢所在。

3 無線Mesh網絡的安全性

WiFi無線網絡是非常易于使用的系統，可以為用戶提供非常方便的無線網絡接入。但是從安全角度來看，建立鏈路必須的信息也是獲取未授權訪問所需要的信息。針對安全專家所提及的典型攻擊-協議分析、主動/被動偵聽、man-in-the-middle、會話截取等等，真正的問題是保護那些進行這些攻擊所必須的信息。

SLT Access/One系統及其配合的標準軟件/硬件安全系統允許用戶設立根據策略（Policy）實施無線網絡安全，保證敏感數據的完整性，提供完整的用戶認證、鑒權，無線流量加密并且實時監測網絡活動等等；并且使用Mesh節點間的通信加密、新節點認證授權等多種機制，保證Mesh無線網絡骨干的安全。SLT Access/One系列產品支持目前業界先進的802.11i無線安全標準。在加密方式上支持WEP、TKIP和AES，認證方式上支持明文、共享密鑰、MAC地址和802.1x等多種方式，確保僅有被授權無線終端才能接入到網絡中。

4 結語

無線網狀組網技術目前被業界普遍認為是無線網絡技術的一個發展方向。在這一新興的無線市場上，它采取了先商用后標準的市場策略。經過近幾年的發展之后，基于WiFi的WMN技術在安全性能、QoS、傳輸距離等方面均有了長足進步，而且在甘肅蘭州輸電線路網絡監控系統的運用上取得了顯著的成績。可以說，基于WiFi的WMN注定將在未來較長的一段時間內在電網線路等智能監控領域必將占據極其重要的市場地位。

參考文獻

[1] 余海，曹蕾.基于WIFI的無線網狀（mesh）組網技術[J].現代電子技術，2011（10）：120-122.endprint