電力通信無線專用帶寬網絡的建設

陳穎 趙曉煒 陳思

摘要 隨著智能電網建設的不斷深化，為更好推進電力智能電網的建設，以解決低壓集抄、營配一體化等業務終端用戶量大、面廣、業務分散、光纜不易敷設、通信困難等問題，對當前的無線技術進行研究，并提出電力通信無線專用帶寬網絡建設方案。

【關鍵詞】電力通信 無線通信 TD-LTE

1研究背景

隨著市場經濟的發展，廣大電力用戶對供電的安全性、可靠性、電能質量的要求不斷提高。這就對復雜配電網的建設實施提出了嚴格的要求。電力公司也相繼提出要開展基于移動無線通信的電力無線專網和無線專網應用，開展各種電力通信規約的合規性測試，找到滿足電力業務應用的無線專網解決方案。

目前我國電力通信網絡以光通信為主，在lOkV及以下的線路、設備、終端大部分采用租用公網作為通信方式，雖然前期投入少，可節省網絡建設費用，但后期的租用費十分高昂。此外，當前的無線通信技術的優點在于其非視距傳輸距離遠、帶寬大，不受線路構架的約束，且有較強的抵抗自然災害的能力，是有線通信和運營商無法比擬的特點。分析并研究無線寬帶技術在配電網中的應用，具有重要的意義。

2無線通信技術

無線通信技術按照傳輸距離的遠近，可以分為以下四種技術：基于IEEE802.15的WPAN、基于IEEE802.11的WLAN、基于IEEE802.16的WMAN及基于IEEE802.20的WWAN。

GSM、GPRS、3G等均是長距離無線接入技術的代表，主要的移動無線接入技術有WPAN、WLAN、TD-LTE、WWAN。按照帶寬，可以將無線接入分為寬帶接入和窄帶接入，窄帶無線接入技術以第一、二代蜂窩移動通信為代表;寬帶無線接入技術主要以TD-LTE、3G、LMDS為代表。目前較為主流的無線通信技術仍以B3G、WiFi、WMN、TD-LTE這四種技術為主，未來無線技術的發展趨勢將是以OFDM+MIMO為核心。

TD-LTE系統采用自適應調制編碼（AMC）技術，這種技術是根據信道的不同情況，選擇不同的調制編碼形式。在低階調制編碼情況下，信道的較強的抗干擾能力，但是傳輸利用率較為降低;在信道情況較好時，則選擇在高階調制編碼，以便提高傳輸利用率。

從網絡結構上來講，在LTE中分組核心網成為管理UE移動性和處理信令的唯一核心網，各種業務可以通過全IP形式提供給終端。在無線接入側，以增強型NodeB即eNodeB取代了原來的NodeB和RNC。這有助于降低整體系統時延、改善用戶體驗。LTE的頻譜配置更加靈活，支持1.5MHz/3MHz/5MHz/lOMHz/20MHz帶寬，可根據不同的頻帶資源靈活調整。

TD-LTE上行采用OFDMA方式，下行采用SC-FDMA方式，能夠達到高頻譜利用率和帶寬延展性，同時也增強了抗多點失效能力。TD-LTE的天線端采用了Beamforming以太MIMO等技術，將信號以波束形式進行發射，降低在傳輸過程中信號的衰減，從而提高了發射的功率和信號質量，或者可以增加信號覆蓋面。

3建設方案

申請電力無線專網的可用頻段，將其用于接入配網自動化、計量自動化等業務流量小、分布廣的試點地區。同時，應考慮到目前僅能用單頻組網模式，那么管理類業務和生產類業務將不可避免由同一張無線網絡承擔，因此需要采用相應的安全手段實現電力系統二次安防隔離。

采用TD-LTE無線數據專網作為無線傳輸網絡，TD-LTE的基站將通過有線專網的光纖鏈路就近接入專網匯聚節點，和核心機房進行互聯互通，拓撲圖如圖l所示。

核心層在核心通信機房配置一套系統，主要完成數據傳輸、系統接入控制、移動性管理、設備維護管理等功能。

承載層則充分利用電力通信網現有的MSTP傳輸網絡實現，將核心層及接入層設備連接起來。

無線接入層選擇一個站點或區域作為試點，配置一套基于TD-LTE的無線基站設備，分配三個扇區，每個扇區配置8通道天線，實現無線集抄，視頻監控等數據業務傳輸。無線接入層各基站通過承載網采用GE接口就近高速接入對應變電站MSTP設備，通過承載網與核心層進行互聯互通。

參考文獻

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