李達(dá)+過烽

摘要：為能夠達(dá)到建設(shè)智能電網(wǎng)多樣化需求，需要建設(shè)起接入靈活、覆蓋面積廣的終端通信接入網(wǎng)，只借助于光纖接入網(wǎng)絡(luò)很難達(dá)到各地區(qū)、各業(yè)務(wù)的通信需求。在配電自動化中應(yīng)用無線專網(wǎng)技術(shù)，可為供電企業(yè)終端通信接入網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。基于此，文章分析了在建設(shè)電力通信網(wǎng)中無線專網(wǎng)技術(shù)的實際運用，這對于提高電力通信水平具有重大現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：電力通信網(wǎng)；建設(shè)；無線專網(wǎng)技術(shù)

在日益推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程下，需要構(gòu)建起覆蓋領(lǐng)域廣、支持業(yè)務(wù)廣泛，并且接入較為靈活的電力通信網(wǎng)絡(luò)。如果向下延伸當(dāng)前電力骨干光纖通信網(wǎng)絡(luò)，就會存在短期內(nèi)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(wǎng)業(yè)務(wù)覆蓋需求，需要嘗試構(gòu)建起以光纖通信為主、無線通信為輔的復(fù)合型通信網(wǎng)絡(luò)，以便更進(jìn)一步進(jìn)行配套業(yè)務(wù)。

1分析電力通信網(wǎng)組網(wǎng)具體要求

1.1對可靠性要求較高

電力通信網(wǎng)中很多通信設(shè)備都需要在戶外進(jìn)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(wǎng)設(shè)備在暴雨、大雪等環(huán)境下還能夠繼續(xù)穩(wěn)定運作，就需要提高配電網(wǎng)的可靠性。

1.2對經(jīng)濟有較高要求

在控制電力通信網(wǎng)建設(shè)成本中，應(yīng)將其控制在合理范圍內(nèi)，并充分運用現(xiàn)有通信資源。

1.3應(yīng)運用先進(jìn)的技術(shù)

我國電力通信網(wǎng)所使用的通信技術(shù)既需要達(dá)到當(dāng)前系統(tǒng)容量要求，也要達(dá)到將來擴展升級容量、傳輸信息數(shù)據(jù)等要求。

1.4運行成本較低

要求建設(shè)決速、運行方便、維護(hù)簡單，并且運行成本較低。1.5具備完善的擴展結(jié)構(gòu)

電力通信網(wǎng)運用的結(jié)構(gòu)應(yīng)具備靈活性、可擴展性，同時還能夠?qū)π碌耐ㄐ欧绞竭M(jìn)行兼容，從而達(dá)到未來通信網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展要求。

2電力無線接入技術(shù)的改善

2.1無線公網(wǎng)技術(shù)

無線公網(wǎng)技術(shù)就是充分運用公共無線網(wǎng)絡(luò)資源，并不需要單獨組建網(wǎng)絡(luò)，前期不會有任何投入，也不會有太大的覆蓋領(lǐng)域，還會有很多靈活的、多樣化的組網(wǎng)接入方式。但無線公網(wǎng)也有不足，其無法為電力系統(tǒng)提供出大帶寬專用數(shù)據(jù)通信，也很難確保通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平。同時，無線公網(wǎng)對配電網(wǎng)調(diào)控一體化和自動化等功能實現(xiàn)的支持也是有限的，并且運營成本極高，很難達(dá)到將來電力通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定發(fā)展實際需要[1]。

2.2無線專網(wǎng)技術(shù)

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

而無線專網(wǎng)具備便捷、高效的網(wǎng)絡(luò)配置方式，其組網(wǎng)方式也是很靈活的。在安全性能上，無線專網(wǎng)技術(shù)也支持物理隔離內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)，具備較強的安全性能。在可擴展性上，無線專網(wǎng)也具有無線公網(wǎng)難以取得的優(yōu)勢。所以無線專網(wǎng)下的無線接入網(wǎng)可以最大限度上滿足電力通信網(wǎng)一系列使用需求。

目前無線網(wǎng)解決了很多問題，如：GPRS在線率低、公網(wǎng)不可靠、配用電光纖通信成本太高等問題。將來無線專網(wǎng)可廣泛運用在整個智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)各項環(huán)節(jié)中。如：傳輸視頻（配電房監(jiān)控）、移動辦公（作業(yè)表單）、計量自動化（遠(yuǎn)程抄表）、門禁監(jiān)控等環(huán)節(jié)中。同時，在建設(shè)新變電中，無線專網(wǎng)可以作為現(xiàn)場建設(shè)調(diào)度指揮系統(tǒng)，并為調(diào)試自動化設(shè)備扮演好臨時通道的角色。

2.3TD-LTE技術(shù)

與其他技術(shù)體系對比而言，分時長期演進(jìn)（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）寬帶技術(shù)具備完善的技術(shù)體系、較低的應(yīng)用成本，這都是TD-LTE寬帶技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢。由于頻譜經(jīng)常使用，集群應(yīng)用呼叫時延并不長。在專用通信中，TD-LTE寬帶技術(shù)得到人們廣泛使用，也得到了相應(yīng)的認(rèn)可。當(dāng)前，在天津和北京政務(wù)專網(wǎng)中，TD-LTE寬帶技術(shù)得到了普遍應(yīng)用。結(jié)合電力行業(yè)實際應(yīng)用需求，電力行業(yè)應(yīng)結(jié)合230MHz頻譜資源，開發(fā)出新型的無線寬帶通信系統(tǒng)，是建設(shè)新型縣域電力通信網(wǎng)新的技術(shù)選擇。其具有靈活的上下行調(diào)度能力，也具有承載多樣化寬帶服務(wù)的功能，其應(yīng)用前景可謂是非?？捎^的[2]。

3TD-LTE組建電力行業(yè)無線專網(wǎng)技術(shù)使用優(yōu)勢

3.1可應(yīng)用授權(quán)的230MHz頻段

低頻段具備覆蓋范圍大、覆蓋領(lǐng)域廣的優(yōu)勢，可達(dá)到縣

域電力通信網(wǎng)絡(luò)中分散客戶的實際需求，在此基礎(chǔ)上，還能夠很大程度上降低組網(wǎng)成本。因此，在廣覆蓋、低成本無線通信系統(tǒng)建設(shè)過程中，低頻段是一項寶貴的、難得的頻率資源。在電力領(lǐng)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(tǒng)并不會過高運用此頻率段，如數(shù)傳電臺。其實通過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)傳電臺與2G技術(shù)體制所運用的頻譜效率類似。但隨著社會發(fā)展和國家進(jìn)步，我國也在大力升級和改造低頻段通信技術(shù)。在230MHz頻段可運用TD-LTE寬帶技術(shù)，完全能夠取代數(shù)傳電臺進(jìn)行工作，是在升級和改造當(dāng)前電力無線通信體制，得到了我國無線電監(jiān)測中心大力認(rèn)可。其結(jié)合30MHz頻段特點，運用相對應(yīng)的無線通信技術(shù)，實現(xiàn)有效傳輸帶寬數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合傳統(tǒng)信息系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到了建設(shè)智能化和信息化農(nóng)網(wǎng)現(xiàn)實需求。

3.2具有支持大量客戶同時在線功能

TD-LTE技術(shù)可對信令流程大大簡化，確保系統(tǒng)為更多客戶提供服務(wù)。在數(shù)據(jù)傳輸中，客戶占用很多無線資源，在傳輸無線數(shù)據(jù)后就會輸出無線資源，大大強化了利用無線資源效率和質(zhì)量。其每個扇區(qū)支持超過約2500個客戶。并且，TD-LTE技術(shù)還具有實時在線功能，不但可以達(dá)到業(yè)務(wù)實時性要求，而且還能夠提高業(yè)務(wù)整體效率。endprint

3.3具備承載多種高寬帶服務(wù)能力

TD-LTE技術(shù)組建的無線專網(wǎng)可以承載很多項業(yè)務(wù)，

如：配電自動化、普通語音、高速數(shù)據(jù)、采集用電信息、流媒體等，從一定程度上達(dá)到了智能化農(nóng)網(wǎng)建設(shè)需求。

3.4頻譜水平高

結(jié)合實際情況來講，在無線通信行業(yè)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(xiàn)了其使用的靈活性、高效性特征。

3.5具有時延優(yōu)勢

TD-LTE運用扁平化組網(wǎng)方法后，減少了網(wǎng)元層次，所以提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性。

3.6可確保用戶身份信息的安全

在TD-LTE系統(tǒng)中運用兩種保護(hù)機制來保護(hù)用戶身份，即：臨時身份標(biāo)識機制、永久加密身份標(biāo)識機制。永久加密身份標(biāo)識指的是在空中對接口過程中盡量加密傳輸?shù)纳矸輼?biāo)識。臨時身份標(biāo)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(biāo)識來取代永久身份標(biāo)識，進(jìn)而保證用戶信息的安全性[3]。

3.7采用雙向認(rèn)證方式

為了對一些安全風(fēng)險有效應(yīng)對，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)運用雙向認(rèn)證方法，具體運用原理指的是在終端側(cè)和核心網(wǎng)測都能夠保存與用戶標(biāo)識有關(guān)的密鑰，在將網(wǎng)絡(luò)接入通信終端后，先對雙方密鑰進(jìn)行校驗，驗證其是否合法和有效。并在網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證終端用戶，可避免網(wǎng)絡(luò)中有非法終端用戶進(jìn)入，以免影響網(wǎng)絡(luò)的安全運作。

3.8加密保護(hù)

為了對網(wǎng)絡(luò)中的“篡改信息”安全風(fēng)險有效應(yīng)對，TD-LTE系統(tǒng)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(wǎng)、終端和基站傳達(dá)的數(shù)據(jù)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(xiàn)被篡改的情況。

4結(jié)語

總而言之，電力無線專網(wǎng)不但能夠作為當(dāng)前計量自動化、移動辦公和配電自動化等電力業(yè)務(wù)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(wǎng)實際發(fā)展需求，因此，電力無線專網(wǎng)應(yīng)用價值極高。但結(jié)合實際情況來講，我國電力無線專網(wǎng)的使用還處于不完善狀態(tài)，還需要進(jìn)一步提高，在這方面上可以借鑒西方發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗和做法，但應(yīng)結(jié)合我國電力無線專網(wǎng)實際應(yīng)用情況，有針對性、有目的地借鑒，進(jìn)而大大提高我國電力無線專網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用水平和網(wǎng)絡(luò)安全運作效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蘇浩益，賀偉明，吳小勇，等.城區(qū)配電自動化系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)選[J].智能電網(wǎng)，2014（4）：12-17.

[2]劉芳白.TD-LTE技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)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(wǎng)的配電線路監(jiān)測系統(tǒng)[J].電氣應(yīng)用，2013（S1）：109-112.endprint