淺談國家電網業務無線承載方式

江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 朱 崢南京科技職業學院 安珊珊

?

淺談國家電網業務無線承載方式

江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 朱 崢
南京科技職業學院 安珊珊

【摘要】隨著國家電網業務需求的不斷延伸，原有的有線通信網絡逐漸無法滿足應用延伸的移動互聯業務需求，目前國家電網缺乏統一的無線網絡承載方案。文章從業務需求的角度提出了固移結合的網絡承載方案，并對無線網絡的頻點選擇、可用方案進行了分析，并比對了其優缺點，最終給出了可行的實現方式。

【關鍵詞】國家電網；LTE；固移結合；無線專網

1 引言

國家電網業務主要依靠有線網絡承載，隨著智能電網的發展和國家電網本身業務需求的延伸，現有的國家電網有線網絡逐漸無法滿足IMS固定應用延伸的移動互聯業務需求，如遠程抄表、高清視頻監控、移動辦公等。因此需要選擇合適的無線通信技術，依靠高速、可靠的無線網絡來滿足國家電網的新業務需求。

目前國家電網缺乏統一的無線網絡承載方案，只有WiMAX、2G/3G/4G以及WLAN等小規模試點應用。本文從國家電網的業務需求的角度出發，分析了幾種無線承載方式，比對方案的可能性和優缺點，以期給出相對較優的業務無線承載方式以擴展國家電網網絡能力，并滿足國家電網新業務需求。

2 業務需求類型

通過從生產管理、行政辦公、營銷服務、運行檢修、應急指揮等幾個角度的業務需求進行梳理，國家電網的業務可分為傳統業務、高速數據業務、集群調度業務。

傳統業務包含傳統的語音業務和傳統數據業務兩部分。傳統語音業務包含IP Centrex業務、一號通等業務等，業務本身對于業務時延可業務可靠性要求較高。傳統數據業務主要是低速數據業務，即時消息業務、全網消息推送、基于辦公系統的點擊撥號業務、短信/彩信互通等業務，業務對于網絡速率及時延要求都比較低。

高速數據業務指指視頻會議、高速下載、高清視頻監控等大流量數據業務，隨著國家電網業務類型的不斷拓展，高速數據業務占比不斷提升，并逐步成為其業務主要組成部分。此類業務對于網絡提出了更高的速率和帶寬要求，并需要網絡具備一定的可靠性。

集群調度業務包含對講機業務、調度臺增強業務、端到端加密通信等業務，其對于網絡的調度、加密提出了較高的要求。一般通過集群專網或公網改造實現，在國家電網的行政辦公、安全管理方面起著重要作用。

通過上述業務需求分析可以發現，由于業務種類較多并各有特點，對于網絡的業務速率、時延、可靠性以及調度、加密軍提出了較高的要求，傳統的有線承載方式逐漸向外圍延伸，無線網絡對于業務能力提升有強力的推動作用，可以讓業務不局限于固網，做到隨時、隨地享受多媒體業務。

3 固移結合的網絡承載方式

結合以上業務需求分析，提出了固移結合的網絡承載方案。由于新業務對于網絡帶寬的要求較高，建議采用LTE專網進行業務承載。其網絡建設具有以下特點：

（1）LTE專網建設可利用國家電網的變電站、鐵塔、傳輸、機房等基層設施系統，最快、最省、安全的建設無線接入網絡，并通過P-GW設備通過互聯網和基于IP承載網的隧道與IMS網絡連接。

（2）對于需要接入公司信息內網的業務，業務信息流從終端接入運營商的無線網絡，根據隧道加密機制進行封裝，主要經過專屬通道傳輸至目的地址進行解封裝，還原業務數據格式后通過專線接入信息內網。若該業務需匯聚至公司總部，業務數據將通過綜合數據網從各省信息內網傳輸至公司總部信息內網。

（3）對于需要接入公司信息外網的業務，業務信息流從終端接入運營商的無線網絡，經過專屬IP承載網或互聯網傳輸至目的地址進行解封裝，還原業務數據格式后通過專線接入公司信息外網。若該業務需匯聚至公司總部，業務數據可通過互聯網從各省信息內網傳輸至公司總部信息內網。

（4）無線專網在公共網絡上建立了安全的專用通道，只有公司用戶才能通過虛擬通道連接到公司的信息網絡，而公共網絡上的其他用戶則無法穿越虛擬通道訪問公司網絡。

4 無線通信頻點可用性分析

通過分析無線頻譜資源的分配情況可以發現，目前國家電網的可用頻段主要包含以下3個部分：（1）223-235MHz頻段。該頻段分配給電力等部委，根據國無管［1991］5號文，該頻段以25KHz為一個頻點，電網有40個離散頻點。（2）1427-1525MHz頻段。該頻段尚未分配，原用于一點多址微波系統，根據《1447-1467兆赫茲（MHz）頻段寬帶數字集群專網系統頻率使用事宜》，工信部已將其中的1447-1467MHz劃分為寬帶數字集群專網系統，現主要用作政務網建設。（3）1785-1805MHz頻段。該頻段為20MHz連續未分配頻譜，主要用于企業專網建設，電力無線寬帶專網被授權可使用。

雖然LTE網絡支持從1.4M到20M多種帶寬選擇，但是要保證數據速率，建議頻段最低不能低于5M，因此國家電網實際可能應用LTE系統進行組網的頻段為1427-1525MHz和1780-1805MHz兩個頻段。

5 無線通信網絡方案實現與比較

為滿足國家電網新的業務需求，國家電網可以采用的無線網絡方案主要有以下三種：

（1）自建國家電網無線專網。此方案采用TD-LTE集群通信技術部署國家電網無線網絡，是最直接、最安全的方案，可以提供高速的多媒體服務，靈活的集群調度，充分的網絡安全機制，能夠很好滿足國家電網業務需求，也可以避免運營商公網因突發事件造成網絡中斷的問題；但可以預見存在資費較高，且頻譜資源不易獲得，高額的優化/維護費用，建設周期長等問題。

（2）租用運營商虛擬專網。目前運營商針對政企行業等大客戶已經擁有了成熟的虛擬專網解決方案，可以提供語音、圖像、視頻等多媒體業務，能夠滿足國家電網的業務需求，國家電網也可以考慮租用運營商虛擬專網。但運營商的公網會有因突發事件產生的網絡中斷，因此采用此方案要做好重要數據的備份工作。

（3）租用政府專網。政府專網可以提供高速多媒體業務，也能夠提供很高的數據安全性，能夠滿足國家電網的業務需求。但是政府建設的寬帶政府專網數量太少，適用范圍有限。

方案評價：

評價指標　　方案一（自建國家電網公司無線專網）方案二（租用運營商虛擬專網）方案三（租用政府專網）投資費用　　高　　低　　低建設周期　　長　　短　　短使用費用　　高　　低　　較高業務能力　　好　　較好　　較好網絡安全　　好　　尚好　　好數據保密　　好　　較好　　較好商用成熟　　較成熟　　成熟　　不夠成熟

6 結論

從投資費用、建設周期、業務能力和網絡安全等幾個維度分析，由于國家電網業務容量需求相對較低，因此全面進行無線專網建設投資高、建設周期長，大范圍的無線網絡覆蓋需主要依靠租用運營商虛擬網絡完成。

因此結合國家電網公司實際情況，對于重要性能低的配電自動化業務，普通居民和一般工商用戶的無線抄表業務以及專網建設困難的區域宜采用租用運營商虛擬專網的方式進行，其他業務和重點區域覆蓋采用自建國家電網公司無線專網實現。