關于地市行政區電力無線專網建設的探討

付劍瓏

（國網郴州供電公司，湖南 郴州 423000）

0 引 言

隨著電網智能化程度的不斷加深，生產經營管理集約化、精益化水平不斷提升。國家電網公司于2009年提出“堅強智能電網計劃”，通過建設智能電網提高電網的大范圍優化配置資源能力，在主網側真正實現電力遠距離、大規模和精細化的輸送，在配用電網側提供經濟、安全、環保及便捷的用電服務，滿足用戶多元化、個性化需求及其他高品質的增值服務需求。

無線專網作為終端通信接入網重要的通信方式之一，國網天津、江蘇、浙江及福建等省市全面開展了無線專網試點建設研究和建設模式驗證，并取得了良好效果。電力公司在地市行政區等部分區域開展無線專網建設可行性研究工作，建成有效覆蓋具備條件的C類及以上供電區域的無線網絡，實現了多樣化、泛在化、智能化和規模化電網末端設備接入需求的總體目標。

1 原 則

本規劃嚴格遵守國家和公司的相關標準和規范，使用成熟的技術進行設計和定制。

整體設計規劃遵循以下原則：

（1）堅持頂層設計的原則。開展統籌規劃工作，確保規劃思路和技術政策等方面的統一，保證無線專網通信通道與各業務系統通信接口的有效銜接，且管理方式協調一致。

（2）堅持分步實施的原則。開展“三步走”戰略，優先開展試點建設工作，再擴展至B類及以上供電區域，最終實現C類及以上供電區域全覆蓋的目標。

（3）無線通信專網信道規劃和建設必須統一技術標準和技術體制。技術標準應執行中國國家標準、行業標準和企業標準。

（4）以積極研究、穩妥采用為原則，認真研究并掌握新技術。在采用成熟、實用及先進技術的同時，要注重挖掘原有技術和設備的潛力，保護投資的有效性和長期性，避免盲目性。

（5）在無線專網系統的應用中，要遵循國家頻譜政策，避免實際使用中不同行業間的頻譜干擾。遵循國網“三集五大”的原則，避免使用非全國通用性的頻譜資源。

2 業務需求

依托無線專網整體規劃，結合電力行業自身業務特點和發展，對建設區域內各項業務逐步實現無線專網化承載。其中，對于頻率帶寬，無線專網建成后，需要滿足試點區域內生產、營銷等業務對傳輸數據帶寬的需求。例如，并發比表示該項業務終端進行數據傳輸的并發率；單個終端帶寬需求即終端設備所需的傳輸速率（來自《電力無線專網業務需求規范》）；單個扇區終端數量即終端總數除以基站數再除以3（三扇區）。單個扇區的平均上行帶寬需求為3.22Mb/s，單扇區帶寬需求為單扇區全業務帶寬需求÷0.8（b/s/Hz），需要帶寬資源為5 MHz。考慮帶寬的冗余量和后續擴展業務接入，建議申請5 MHz以上的頻譜資源。

3 建 設

網絡架構根據不同業務類型及分區，實現通道的物理隔離，滿足電力生產安全需要。新建的基站通過電力原有傳輸骨干網絡與無線專網核心網進行無縫對接，實現電力無線專網的一致性和同步性。

3.1 無線專網基站

本次規劃應實現在A+、A類地區無線網絡總體覆蓋率應滿足RSRP≥-115 dBm且RS SINR≥-3 dB的概率不低于95%，在B、C、D類地區概率不低于90%的要求，同時邊緣速率不小于9.6 kb/s。

在覆蓋需求區域內，為滿足以上覆蓋要求，本次無線專網建設優先選擇電力公司的自有物業，避免業主糾紛，降低建設成本，同時便于后期維護。對于無自有物業且有實際覆蓋需求的區域，可采用租賃鐵塔公司鐵塔資源的方式實現基站建設。

3.2 核心網

核心網通過業務上聯口（配置路由器或三層交換機）與業務系統相連，對生產控制大區、管理信息大區業務進行端口隔離，并實現板卡及端口冗余配置。冗余業務口接入相應業務分區，方便后續擴容單板上聯口不少于4個。

核心網通過業務下聯口與基站互聯。核心網與基站間采用SDH骨干網進行回傳，同時在核心網與骨干網之間建立兩臺三層交換機，實現無線核心網與SDH骨干網之間的雙通道，既可以做設備間的主備保護，又可實現數據流量的負載均衡。

已滿足業務接入需求及配電自動化等業務的安全性要求，核心網設備主控、電源及業務處理等公共單元均按1+1冗余配置[1]。

3.3 回傳網

本規劃基站回傳網絡主要利用現有SDH/MSTP骨干光纖網絡承載，不需要新建傳輸通道，通過SDH/MSTP統一承載無線專網接入的配電自動化、用電信息采集等已有業務及后期新增的業務。核心層與變電站之間采用三層網絡，使得廣播域終結在各自變電站內，有效抑制了各變電站之間網絡廣播風暴，避免了廣播風暴造成網絡的大面積癱瘓。

方案采用已建成的MSTP/SDH通信傳輸網絡單獨開通道，根據前面承載的帶寬進行需求分析，優先利用每個變電站內SDH的預留資源，對資源不滿足需求的回傳網進行改造。

為增強回傳網絡的健壯性，每個回傳站點傳通道線路側均采用回采用端到端1+1或1:1保護方式，每SDH末端至匯聚點構成100M共享環網、SDH匯聚點到核心網采用專線方式。所在網絡需提供電信級的業務保障，在故障情況下，業務端切換時間小于50 ms。

基站回傳通道優先選用自身傳輸資源，就近接入變電站或自有物業現在回傳設備，部分租賃站點通過專用回傳光纜，接入就近變電站或自有物業的回傳設備。

3.4 網管方案

專業設備網管應按照集中部署、地市公司配置客戶端的原則進行規劃設計，AMS統一網管由公司統一部署。

設備網管北向接口為終端接入網管（SG-AMS）提供數據信息的接口，接口位置處于EMS或NMS與綜合網管之間[2]。

3.5 輔助設施

3.5.1 桿塔

（1）根據現有建筑的條件選擇塔型

對于較高建筑物，直接滿足鐵塔高度要求或通過滿足新建抱桿、拉線桅桿或增高架后可滿足鐵塔高度要求的，可選擇在建筑物上建設樓面塔，如抱桿、增高架或美化天線等方案。

對于現有建筑物無法滿足鐵塔高度要求的建筑物，可在現有辦公樓、營業廳、變電站等物業點新建景觀塔等。

（2）在不同區域選擇相適應的塔型

密集城區（A類地區）：以樓頂塔為主，避免建設地面塔，可利用現有建筑物安裝抱桿、增高架、美化天線、樓頂塔等；如果塔高不夠造成覆蓋不足，可通過增加基站的密度或RRU拉遠方式解決。

一般城區（主要是B、C類區域）：處于前兩類區域間的過渡區，一般地面塔和樓頂塔均可采用，可根據實際情況選擇。

郊區（主要是C類區域）：郊區區域要求基站覆蓋范圍大，對基站有較嚴格的高度要求，該區域主要以地面塔為主。

針對試點外的規劃區域，結合自有物業情況，考慮在資興市區域新建1座鐵塔。此外，現有物業基本滿足基站的建設需求，無需租賃基站。

3.5.2 機房

本項目需要按照利舊原則，使用現有機房進行基站建設，不另外新建機房。3.5.3 電源

核心網設備及網絡基站側的BBU、RRU設備，均采用雙路電源供電。原則上，基站側的設備采用直流電源供電。

原則上，本規劃利用現有的電源系統供電，對不滿足條件的電源系統進行改造。

（1）現有直流電源容量不足的變電站，可從占用交流電源引1路供本期工程無線設備使用，增加相應的電源轉換裝置（含電池）。

（2）擴容的電源整流模塊按主備冗余考慮配置，容量按30 A×2配置，空開按50 A×2考慮，架頂直流分配單元應至少按（16 A×4）×2考慮[3]。

（3）對電源系統改造不影響在用設備的安全穩定運行。

4 結 論

采用無線專網技術不僅提高了配電自動化系統數據采集的準確性、可靠性和實時性，而且為智能電網的建設提供了有力支撐，為實現“堅強智能電網計劃”奠定了堅實基礎。