5G移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用探究

徐前茅，劉 曦，潘捷凱，姜建秋，謝譚談

（國網(wǎng)溫州供電公司，浙江 溫州 325000）

0 引 言

5G移動通信技術(shù)是誕生于全面信息化時代的領(lǐng)先技術(shù)，與以往的2G和3G相比具有更為顯著的時代特性，將其應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)中可以使我國電力通信系統(tǒng)的發(fā)展更加符合時代要求，對于電力通信系統(tǒng)在新時代的優(yōu)化升級具有無可比擬的關(guān)鍵性作用。目前，我國電力通信系統(tǒng)中已存在諸多與5G技術(shù)緊密相關(guān)的設(shè)備，該技術(shù)改善了此前移動信號無法全面覆蓋的情況，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)能力，但想要全面實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的迭代升級，理論界還需要進(jìn)一步加深對于5G移動通信技術(shù)的研究，以提升其實(shí)踐應(yīng)用效果[1]。

1 5G移動通信技術(shù)概述

1.1 5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)

5G通信的關(guān)鍵技術(shù)主要分為4種，每種技術(shù)分別在移動通信方面發(fā)揮著不同的作用，如圖1所示。以超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，該種技術(shù)通過縮短傳送距離的方式滿足了高效率網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的需求，有效化解了當(dāng)下流量激增的問題，在提升傳輸速度方面具有重要作用。此外，智能化技術(shù)是占據(jù)5G通信技術(shù)核心地位的重要技術(shù)，以掃地機(jī)器人為代表的低智能AI是智能化技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕w現(xiàn)，多種AI產(chǎn)品所通力架構(gòu)的5G云端數(shù)據(jù)庫對于5G移動通信技術(shù)的優(yōu)化拓展具有關(guān)鍵作用[2]。

圖1 5G通信的關(guān)鍵技術(shù)

1.2 5G移動通信技術(shù)的優(yōu)勢

5G時代的來臨是科技發(fā)展的必然結(jié)果，而5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展又反向推動著科技的進(jìn)步。與傳統(tǒng)的3G和4G技術(shù)相比，5G技術(shù)更能滿足當(dāng)下各行各業(yè)的流量使用需求，即便在通信網(wǎng)絡(luò)繁忙的條件下依然可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸，充分化解了流量傳送危機(jī)，對于減少信息傳遞成本和提升現(xiàn)代居民的生產(chǎn)生活效率具有重要作用。此外，5G移動通信技術(shù)還可以改善以往信號覆蓋率低的問題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號的無差別覆蓋，對于提升網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際使用性而言具有重要作用，是移動通信技術(shù)更上一層樓的重要體現(xiàn)[3]。

2 5G移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 萬物互聯(lián)

物與網(wǎng)相連是物聯(lián)網(wǎng)的核心要義，而5G移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面具有積極作用，該種技術(shù)可直接作用于相關(guān)設(shè)備或儀器，并借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人與物的遠(yuǎn)程連通，極大地優(yōu)化了人們生產(chǎn)生活的效率。以往的4G技術(shù)憑借其智能敏感性實(shí)現(xiàn)了初步互聯(lián)，以手機(jī)電器為代表的家用電器遠(yuǎn)程操控模式是物聯(lián)網(wǎng)在生活方面的早期體現(xiàn)，但電力通信系統(tǒng)所需要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較為復(fù)雜，4G技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)其信息連接的要求，而5G則可以解除該種限制，究其根本在于5G技術(shù)與4G技術(shù)相比覆蓋面更大，應(yīng)用范圍更廣，且其具有終端流量較少等特點(diǎn)，因此可以幫助電力通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，將各類電力設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)之上，并在統(tǒng)一的操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對設(shè)備及儀器的管控，充分發(fā)揮集中管理的優(yōu)勢，提升電力運(yùn)營效率[4]。

2.2 AI

AI是智能化技術(shù)的核心體現(xiàn)，其應(yīng)用范圍因技術(shù)含量的高低而有所不同。在AI發(fā)展相對落后的時期，其主要被應(yīng)用于低智能家用電器的研發(fā)之中，此階段的AI技術(shù)還不具備應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)的條件，但隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)，AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全新的優(yōu)化升級，其可以適用的領(lǐng)域得到了充分的擴(kuò)展。5G技術(shù)所提供的高傳輸效率和高流量傳輸?shù)葍?yōu)勢都成為了智能交互技術(shù)發(fā)展的基石，而智能交互技術(shù)也反向成為其內(nèi)核之一?，F(xiàn)今以5G為建設(shè)基礎(chǔ)的AI技術(shù)成為變革社會各行各業(yè)的主要力量，其不僅可以應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域或智慧城市搭建領(lǐng)域，亦可被應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)的建設(shè)之中。以5G移動通信技術(shù)為根基，電力通信系統(tǒng)可充分借助AI的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)自身的更新與迭代，具體表現(xiàn)即為AI技術(shù)可以利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢幫助電力通信系統(tǒng)選擇合適的通信方式，并優(yōu)化其布局結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)科學(xué)有序的運(yùn)行[5]。

此外，AI技術(shù)如今常被應(yīng)用于人臉識別和交通違規(guī)檢測等領(lǐng)域，在監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，此種特點(diǎn)意味著AI技術(shù)在風(fēng)險防控方面具有較高的應(yīng)用價值。在電力通信系統(tǒng)建設(shè)中插入AI技術(shù)并設(shè)定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，令其監(jiān)控電力設(shè)備及儀器運(yùn)行情況，當(dāng)電力設(shè)施出現(xiàn)問題時AI便可立刻比對歷史數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)中的錯誤所在，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)運(yùn)行問題，并向相關(guān)工作人員發(fā)出警告，從而提升問題的解決效率，因此該種技術(shù)對于保障電力通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性具有重要意義，其作用方式如圖2所示。

圖2 AI技術(shù)作用方式

2.3 云端技術(shù)

隨著信息化時代而來的是爆炸式增長的數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的存儲與運(yùn)輸，保障數(shù)據(jù)的安全性與穩(wěn)定性，云端技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。云端技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，是依賴于數(shù)據(jù)傳送的新時代產(chǎn)物，現(xiàn)今已作用于社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。5G技術(shù)的出現(xiàn)意味著云端技術(shù)迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇，其不僅可以保證云端文件傳送的效率與質(zhì)量，還可以增強(qiáng)文件傳輸?shù)陌踩裕浞只獯饲耙騻鬏斔俾蔬^慢而產(chǎn)生的文件上傳不完整等問題。此外，5G移動通信技術(shù)充分融合了大數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢，該種優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是云端技術(shù)可以在電力通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中為其提供更加符合實(shí)際要求的云端項(xiàng)目，而電力通信系統(tǒng)的操作人員則可借助云端項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)的儲存與分析，無需再顧慮數(shù)據(jù)存儲量的問題，充分化解了電力通信系統(tǒng)的后顧之憂。另一方面是云端技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力用戶群的特點(diǎn)分析，并為其推送符合其喜好與需求的服務(wù)，進(jìn)而優(yōu)化客戶的通信感受，增強(qiáng)其滿意度，從而提升電廠的運(yùn)營效益[6]。

3 5G移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的發(fā)展前景

3.1 技術(shù)優(yōu)化

MIMO技術(shù)是5G移動通信技術(shù)的核心之一，該種技術(shù)可以將波束按照指定的要求進(jìn)行定向發(fā)射，而其所受的電波干擾較少，對于優(yōu)化通信水平而言具有重要作用，因此其在變電站通信方面具有較為廣闊的應(yīng)用前景。在對該種技術(shù)進(jìn)行后續(xù)研究時，研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)著重思考阻礙物的問題，建立符合電力系統(tǒng)實(shí)際情況的基站，充分降低建筑物盲區(qū)，以提升該種技術(shù)的精確性及運(yùn)用效率。此外，超高傳送速率及超大傳送容量亦也是5G技術(shù)的主要優(yōu)勢，可以被應(yīng)用于電力自動化的各類設(shè)備中，充分提升電力系統(tǒng)的智能水平，進(jìn)而優(yōu)化運(yùn)營效率。

3.2 設(shè)備升級

5G移動通信技術(shù)盡管以迅猛之勢已經(jīng)席卷到我國的各行各業(yè)，并且其高效作用性也已經(jīng)被體現(xiàn)出來，但仍然處于永不停歇的快速發(fā)展之中。目前，5G移動通信技術(shù)已經(jīng)在一定程度上應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)，并為電力通信系統(tǒng)的優(yōu)化升級提供了技術(shù)支持，使其運(yùn)行逐漸符合時代特點(diǎn)，大幅提升了系統(tǒng)運(yùn)行效率，但隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其在電力通信系統(tǒng)中的適用范圍還會進(jìn)一步得到擴(kuò)大，并最終成為實(shí)現(xiàn)電力通信系統(tǒng)的自動化與智能化的關(guān)鍵推動力。

以移動操控為例，盡管如今已經(jīng)有部分電力通信系統(tǒng)移動操控平臺被應(yīng)用，但其適用率及適用范圍較為有限，目前仍未取得廣泛應(yīng)用。其根本原因在于該種設(shè)備對于技術(shù)的要求較高，而此前的通信技術(shù)不足以支撐其代替現(xiàn)有的電力通信系統(tǒng)，但隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步升級，與電力通信緊密相關(guān)的移動設(shè)施還會不斷涌現(xiàn)，操作人員的管理模式逐漸向移動式管理邁進(jìn)，對于提升電力系統(tǒng)的運(yùn)營穩(wěn)定性具有重要意義。

4 結(jié) 論

5G移動通信技術(shù)為我國各行各業(yè)的發(fā)展變革提供了技術(shù)支持，現(xiàn)今該種技術(shù)亦被初步應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)中。盡管5G技術(shù)已經(jīng)幫助我國電力通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了符合時代要求的優(yōu)化與升級，但其發(fā)展并未止步于此，而且隨著相關(guān)技術(shù)與設(shè)備的不斷進(jìn)步，5G技術(shù)也將完成屬于自身的升華與革新，并擴(kuò)大其在電力通信系統(tǒng)中的適用范圍，為當(dāng)代電力通信系統(tǒng)的建設(shè)提供更多助力。