文/張碩，國網(wǎng)保定供電公司信息通信分公司

基于C/S架構的一種單兵多媒體通信系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用研究

文/張碩，國網(wǎng)保定供電公司信息通信分公司

介紹了利用時分雙工、軟交換等技術設計的一種單兵多媒體通信系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)的單兵與調(diào)度席位之間的組網(wǎng)通信，為電力檢修中信息收集、交換和指令傳輸提供可靠通信保障。

電力通信；軟交換；時分雙工

隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，社會用電量與日俱增，電力設備相關的運維和檢修工作的重要性也日益凸顯，對檢修人員與調(diào)度指揮中心之間的可靠通信提出了更高的要求。

在電力檢修過程中，機動、靈活、可靠的單兵通信設備，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場信息的采集上傳和調(diào)度中心命令下達，使檢修人員能夠在各種情況下，特別是在一些特殊條件下獲得準確、直接和不間斷的現(xiàn)場信息，為現(xiàn)場指揮員及時掌握現(xiàn)場態(tài)勢、準確判斷運檢情況提供可靠依據(jù)，有助于調(diào)度員迅速正確實施、調(diào)整或制定檢修計劃。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)已有部分單兵通信設備的研制和應用，但從應用效果上看，設備功能尚不完善，受通信頻率、功率制約，在野外作業(yè)檢修等環(huán)境下的通信可靠性無法得到有效保障，主要體現(xiàn)為通信覆蓋率有限，往往需要額外設置中繼設備接力通信等情況，還不能完全滿足電力檢修現(xiàn)場條件下的可靠通信的要求。

另外，目前電力調(diào)度行業(yè)使用的傳輸系統(tǒng)大多由傳統(tǒng)電路通信組網(wǎng)構成，2M的帶寬并能不提供視頻通信的業(yè)務，不能滿足檢修現(xiàn)場多媒體傳輸需求。

因此，目前尚未有單兵和多媒體通信系統(tǒng)結合應用于電力檢修調(diào)度的案例。對于基于時分雙工的電路單兵多媒體通信系統(tǒng)的應用研究，可為應急現(xiàn)場通信機動性和可靠的實戰(zhàn)需求提供有效的技術保障。

2 基于時分雙工的單兵多媒體通信系統(tǒng)

2.1 電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構

圖1 電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構

圖1為電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構，此系統(tǒng)由單兵便攜單元和單兵多媒體平臺兩部分構成。單兵便攜單元具有無線通信、智能路由、多跳中繼等功能。每個單兵便攜式單元內(nèi)部除運行基站核心動態(tài)路由測算、數(shù)據(jù)轉發(fā)程序外，還集成了視頻和語音接口，電力檢修人員可將視頻信號和語音信息通過單兵便攜式單元傳回單兵多媒體平臺。單兵多媒體平臺可接收顯示所有上傳的實時信息，第一時間全面掌握現(xiàn)場動態(tài)。

基于時分雙工的電力單兵多媒體通信系統(tǒng)具備低功率2.4GHz頻段時分雙工、點對多點、MESH組網(wǎng)通信的功能，同時由于其工作于超短波頻段上，發(fā)射功率亦較2.4GHz頻段的設備高，因而在復雜環(huán)境下可以實現(xiàn)較遠距離雙向、點對多點、MESH組網(wǎng)通信。

2.2 單兵便攜式單元

時分雙工（TDD）是一種通信系統(tǒng)的雙工方式，在移動通信系統(tǒng)中用于分離接收、與傳送信道。在TDD方式的通信系統(tǒng)中，發(fā)送信道和接收信道使用了同一頻段，區(qū)分它們的不同在于使用了不同的時隙，來保證發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的嚴格分離，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效可靠傳輸。此外，沒有必要浪費頻譜資源設置“安全頻段”，或采取信道隔離措施。

多跳網(wǎng)絡是在無線網(wǎng)絡中任何無線設備節(jié)點都可以同時作為AP和路由器，網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信的無線通信網(wǎng)絡。其具有延展距離遠、可擴展性強、可靠性高、智能路由等優(yōu)點。由于某個無線單兵節(jié)點到單兵多媒體平臺通常有多條可用鏈路，多跳網(wǎng)絡可以有效進行智能路由匹配，以達到均衡網(wǎng)絡負載和延展通信距離的目的。

2.3 電力單兵多媒體平臺

電力單兵多媒體平臺為C／S構架，能夠管理多路網(wǎng)絡視頻流，具備擴展能力，具有實時監(jiān)控、錄像、回放、事件記錄、查詢、設備接入、統(tǒng)一調(diào)度、互聯(lián)互通、調(diào)度管理、多人會議等功能。電力單兵多媒體平臺可接收顯示所有上傳的檢修實時信息，第一時間全面掌握現(xiàn)場設備的運行情況。

單兵多媒體平臺采用軟交換技術作為調(diào)度管理的核心技術。軟交換技術與傳統(tǒng)的程控交換機類似，提供“呼叫控制”的功能，但傳統(tǒng)的“呼叫控制”功能是和業(yè)務結合在一起的，不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同，軟交換平臺實現(xiàn)了與業(yè)務完全剝離，它提供的是基本的呼叫控制功能，并將智能邏輯轉移到外部的業(yè)務應用層。電力單兵平臺的IP軟交換功能相比傳統(tǒng)程控交換方式，具有容量大、集成度高、功耗低、便于不同網(wǎng)絡間融合的優(yōu)點，因此在跨頻段、跨網(wǎng)絡通信交換和互連互通能力、通信質(zhì)量方面有大幅提升。

單兵多媒體平臺利用現(xiàn)有的IP調(diào)度臺作為操作席位，創(chuàng)新性的將原有調(diào)度業(yè)務與單兵視頻通信業(yè)務相結合，所有業(yè)務均可在調(diào)度臺上呈現(xiàn)。同時，通過調(diào)度臺可將視頻投射到調(diào)度中心大屏顯示，具備非常高的系統(tǒng)集成度。

3 結語

針對電力檢修通信保障需求，研究了基于時分雙工的新型單兵多媒體通信系統(tǒng)。在復雜現(xiàn)場環(huán)境下，系統(tǒng)可實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)的單兵之間多跳接力、雙工傳輸式的組網(wǎng)通信，提升應急現(xiàn)場通信的機動性、靈活性和可靠性，為檢修現(xiàn)場信息收集、交換和指令傳輸提供可靠通信保障。

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