電力通信網建設中無線專網技術的具體應用

李達+過烽

摘要：為能夠達到建設智能電網多樣化需求，需要建設起接入靈活、覆蓋面積廣的終端通信接入網，只借助于光纖接入網絡很難達到各地區、各業務的通信需求。在配電自動化中應用無線專網技術，可為供電企業終端通信接入網絡的穩定發展奠定堅實的基礎。基于此，文章分析了在建設電力通信網中無線專網技術的實際運用，這對于提高電力通信水平具有重大現實意義。

關鍵詞：電力通信網；建設；無線專網技術

在日益推進智能電網建設進程下，需要構建起覆蓋領域廣、支持業務廣泛，并且接入較為靈活的電力通信網絡。如果向下延伸當前電力骨干光纖通信網絡，就會存在短期內光纖布放難度大、工作量大、投資高等問題。所以，單一形式的光纖通信方式很難滿足智能電網業務覆蓋需求，需要嘗試構建起以光纖通信為主、無線通信為輔的復合型通信網絡，以便更進一步進行配套業務。

1分析電力通信網組網具體要求

1.1對可靠性要求較高

電力通信網中很多通信設備都需要在戶外進行安裝，在惡劣天氣影響下，很難保證電力通信正常運作。所以，想要保證電力通信網設備在暴雨、大雪等環境下還能夠繼續穩定運作，就需要提高配電網的可靠性。

1.2對經濟有較高要求

在控制電力通信網建設成本中，應將其控制在合理范圍內，并充分運用現有通信資源。

1.3應運用先進的技術

我國電力通信網所使用的通信技術既需要達到當前系統容量要求，也要達到將來擴展升級容量、傳輸信息數據等要求。

1.4運行成本較低

要求建設決速、運行方便、維護簡單，并且運行成本較低。1.5具備完善的擴展結構

電力通信網運用的結構應具備靈活性、可擴展性，同時還能夠對新的通信方式進行兼容，從而達到未來通信網絡健康發展要求。

2電力無線接入技術的改善

2.1無線公網技術

無線公網技術就是充分運用公共無線網絡資源，并不需要單獨組建網絡，前期不會有任何投入，也不會有太大的覆蓋領域，還會有很多靈活的、多樣化的組網接入方式。但無線公網也有不足，其無法為電力系統提供出大帶寬專用數據通信，也很難確保通信網絡服務水平。同時，無線公網對配電網調控一體化和自動化等功能實現的支持也是有限的，并且運營成本極高，很難達到將來電力通信網絡穩定發展實際需要[1]。

2.2無線專網技術

無線專網被稱為全球微波互聯接入技術。因為電力通信網具備數量多、種類雜的數據采集點，這些數據采集點的單點傳輸數據效率并不是很強，還有很多數據采集點是在地下管溝中進行的。同時，在電力通信網平常運作中，不可避免要進行很多改造。這就需要電力通信網應擁有便捷的接入條件、高效的組網形式、穩定有序的傳輸保證、較為便捷的運行措施等。

而無線專網具備便捷、高效的網絡配置方式，其組網方式也是很靈活的。在安全性能上，無線專網技術也支持物理隔離內網與外網，具備較強的安全性能。在可擴展性上，無線專網也具有無線公網難以取得的優勢。所以無線專網下的無線接入網可以最大限度上滿足電力通信網一系列使用需求。

目前無線網解決了很多問題，如：GPRS在線率低、公網不可靠、配用電光纖通信成本太高等問題。將來無線專網可廣泛運用在整個智能電網業務各項環節中。如：傳輸視頻（配電房監控）、移動辦公（作業表單）、計量自動化（遠程抄表）、門禁監控等環節中。同時，在建設新變電中，無線專網可以作為現場建設調度指揮系統，并為調試自動化設備扮演好臨時通道的角色。

2.3TD-LTE技術

與其他技術體系對比而言，分時長期演進（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）寬帶技術具備完善的技術體系、較低的應用成本，這都是TD-LTE寬帶技術應用的優勢。由于頻譜經常使用，集群應用呼叫時延并不長。在專用通信中，TD-LTE寬帶技術得到人們廣泛使用，也得到了相應的認可。當前，在天津和北京政務專網中，TD-LTE寬帶技術得到了普遍應用。結合電力行業實際應用需求，電力行業應結合230MHz頻譜資源，開發出新型的無線寬帶通信系統，是建設新型縣域電力通信網新的技術選擇。其具有靈活的上下行調度能力，也具有承載多樣化寬帶服務的功能，其應用前景可謂是非常可觀的[2]。

3TD-LTE組建電力行業無線專網技術使用優勢

3.1可應用授權的230MHz頻段

低頻段具備覆蓋范圍大、覆蓋領域廣的優勢，可達到縣

域電力通信網絡中分散客戶的實際需求，在此基礎上，還能夠很大程度上降低組網成本。因此，在廣覆蓋、低成本無線通信系統建設過程中，低頻段是一項寶貴的、難得的頻率資源。在電力領域中，230MHz頻段是專用型頻段，如圖1所示，其覆蓋距離大約為6倍左右的2.4GHz頻段。但在最開始部署時無線系統并不會過高運用此頻率段，如數傳電臺。其實通過研究發現，數傳電臺與2G技術體制所運用的頻譜效率類似。但隨著社會發展和國家進步，我國也在大力升級和改造低頻段通信技術。在230MHz頻段可運用TD-LTE寬帶技術，完全能夠取代數傳電臺進行工作，是在升級和改造當前電力無線通信體制，得到了我國無線電監測中心大力認可。其結合30MHz頻段特點，運用相對應的無線通信技術，實現有效傳輸帶寬數據信息，并結合傳統信息系統，進而達到了建設智能化和信息化農網現實需求。

3.2具有支持大量客戶同時在線功能

TD-LTE技術可對信令流程大大簡化，確保系統為更多客戶提供服務。在數據傳輸中，客戶占用很多無線資源，在傳輸無線數據后就會輸出無線資源，大大強化了利用無線資源效率和質量。其每個扇區支持超過約2500個客戶。并且，TD-LTE技術還具有實時在線功能，不但可以達到業務實時性要求，而且還能夠提高業務整體效率。endprint

3.3具備承載多種高寬帶服務能力

TD-LTE技術組建的無線專網可以承載很多項業務，

如：配電自動化、普通語音、高速數據、采集用電信息、流媒體等，從一定程度上達到了智能化農網建設需求。

3.4頻譜水平高

結合實際情況來講，在無線通信行業中，頻譜資源還不是充足的。TD-LTE能夠使用不同寬度的頻譜，體現了其使用的靈活性、高效性特征。

3.5具有時延優勢

TD-LTE運用扁平化組網方法后，減少了網元層次，所以提高了數據傳輸的及時性。

3.6可確保用戶身份信息的安全

在TD-LTE系統中運用兩種保護機制來保護用戶身份，即：臨時身份標識機制、永久加密身份標識機制。永久加密身份標識指的是在空中對接口過程中盡量加密傳輸的身份標識。臨時身份標識指的是在空中接口過程中，盡量運用一個頻繁更新的身份標識來取代永久身份標識，進而保證用戶信息的安全性[3]。

3.7采用雙向認證方式

為了對一些安全風險有效應對，TD-LTE無線網絡運用雙向認證方法，具體運用原理指的是在終端側和核心網測都能夠保存與用戶標識有關的密鑰，在將網絡接入通信終端后，先對雙方密鑰進行校驗，驗證其是否合法和有效。并在網絡認證終端用戶，可避免網絡中有非法終端用戶進入，以免影響網絡的安全運作。

3.8加密保護

為了對網絡中的“篡改信息”安全風險有效應對，TD-LTE系統引入無線接入層、非無線接入層兩層安全機制，分別對終端與核心網、終端和基站傳達的數據信息實施加密措施，來保證用戶信息的完整性，避免用戶信息出現被篡改的情況。

4結語

總而言之，電力無線專網不但能夠作為當前計量自動化、移動辦公和配電自動化等電力業務中一種有效的、良好的通信方式，而且還能夠大大滿足將來智能電網實際發展需求，因此，電力無線專網應用價值極高。但結合實際情況來講，我國電力無線專網的使用還處于不完善狀態，還需要進一步提高，在這方面上可以借鑒西方發達國家的經驗和做法，但應結合我國電力無線專網實際應用情況，有針對性、有目的地借鑒，進而大大提高我國電力無線專網技術應用水平和網絡安全運作效率。

[參考文獻]

[1]蘇浩益，賀偉明，吳小勇，等.城區配電自動化系統設計方案的優選[J].智能電網，2014（4）：12-17.

[2]劉芳白.TD-LTE技術在電力系統的應用前景探討[J].中國新通信，2014（1）：71-72.

[3]張亞晨，許純信，吳迪英.基于TD-LTE230無線專網的配電線路監測系統[J].電氣應用，2013（S1）：109-112.endprint