（國網(wǎng)河南省電力公司淇縣供電公司，河南 鶴壁 456750）

引言

配電物聯(lián)網(wǎng)是利用互聯(lián)網(wǎng)連接各種電力通訊設(shè)備，以此減少電能功耗，實(shí)現(xiàn)通訊交互功能的技術(shù)，配電物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用，給人們的生產(chǎn)生活帶來了極為深遠(yuǎn)的影響，各種電力設(shè)備采用蜂窩技術(shù)進(jìn)行連接，如2G、3G、4G 等，而5G 技術(shù)則是蜂窩技術(shù)的又一次革新成果，其屬于一種新興的移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并于2020年開始在商業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行正式部署，國際電信聯(lián)盟（ITU）更是從8 個(gè)指標(biāo)提出5G 技術(shù)的應(yīng)用要求，即移動(dòng)性能、連接密度、基站峰值速率、頻譜效率、時(shí)延、用戶體驗(yàn)速率、流量空間容量以及頻譜效率，這使得配電物聯(lián)網(wǎng)的通信速率能夠達(dá)到現(xiàn)有基礎(chǔ)的10 至100 倍，而其傳輸速率的峰值更是高達(dá)10Gbit/s，其端至端所產(chǎn)生的時(shí)延則達(dá)到 ms 級(jí)，并且流量密度也將提高至千倍以上，連接設(shè)備密度也能達(dá)到10 至100 倍，其頻譜效率也將提高到現(xiàn)有效率的5 至10 倍。

一、配電物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種新興技術(shù)領(lǐng)域，其能夠打破時(shí)空的限制，使物與物、人與物和人與人之間能夠建立緊密的聯(lián)系，而配電物聯(lián)網(wǎng)便是電力領(lǐng)域中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種全新應(yīng)肜。在配電物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模部署過程中，只需花費(fèi)很少的成本，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)量電力設(shè)備的有效連接，并且配電物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋面積非常大，人們能夠通過配電物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)時(shí)獲取這些連接設(shè)備的各種信息，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的高效管理。在配電物聯(lián)網(wǎng)中，其關(guān)鍵是發(fā)展蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，現(xiàn)階段，大部分網(wǎng)絡(luò)連接都采用短距離或固定通信標(biāo)準(zhǔn)，以往的短程無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用M2M 通信來支持短距離通信，如ZigBee、藍(lán)牙以及低功耗Wifi 等。不過，上述短程連接技術(shù)有很多局限性，難以在配電、工業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。LPWA 技術(shù)的覆蓋范圍非常廣，而且能源效率、數(shù)據(jù)速率以及信道帶寬都較高，其能耗也比較低，這些應(yīng)用優(yōu)勢使其非常適合在配電物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用。LoRa 以擴(kuò)頻技術(shù)為核心，其具有功耗低、成本低、傳輸距離遠(yuǎn)以及連接節(jié)點(diǎn)多等諸多應(yīng)用優(yōu)勢，這使其成為配電物聯(lián)網(wǎng)中一種適用于超遠(yuǎn)距離通信的無線傳輸方案。SigFox 通過超窄帶技術(shù)來對(duì)配電物聯(lián)網(wǎng)中的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)，能夠?yàn)榕潆娢锫?lián)網(wǎng)提供端到端連接解決方案。對(duì)于NB-lot 以及eMTC 來說，其均屬于窄帶LTE 技術(shù)，相比于LTE 網(wǎng)絡(luò)而言，其可使傳輸速率得到大幅降低的同時(shí)，使配電物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備能夠以低數(shù)據(jù)速率進(jìn)行連接。也就是說，NB-lot 的帶寬在200KHz 左右，eMTC 的帶寬則為1.4MHz。并且，當(dāng)流量數(shù)據(jù)的傳輸速率在100kbps 以內(nèi)時(shí)可采用NB-loT，而當(dāng)流量數(shù)據(jù)的傳輸速率達(dá)到1Mbps 時(shí)，則可采用eMTC。

二、5G 技術(shù)

在5G 技術(shù)中，其核心技術(shù)主要有兩種，一種是高密度無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，另一種則是高效能無線傳輸技術(shù)。在配電物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)中，通過多天線技術(shù)的應(yīng)用，可使信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸可靠性以及頻譜效率得以大幅提高。此外，在5G 技術(shù)中，濾波器技術(shù)，即FBMC 技術(shù)也是一種重要的技術(shù)之一，該技術(shù)采用合成濾波器組來對(duì)發(fā)射端中的多載波進(jìn)行調(diào)制，然后通過分析濾波器組來對(duì)接收端中的多載波進(jìn)行解調(diào)。與正交頻分復(fù)用技術(shù)，即OFDM 技術(shù)相比，其各個(gè)子載波均配置有相應(yīng)的濾波器，從而使子載波產(chǎn)生的相互干擾得以有效消除。在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，C-RAN 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV 技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)SON、軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN、超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)UDN 以及Multi-RAT 技術(shù)等均屬于5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中可進(jìn)行選擇的關(guān)鍵技術(shù)。其中C-RAN 技術(shù)是一種具備集中化處理、實(shí)時(shí)云計(jì)算以及協(xié)作式無線電功能的無線接入網(wǎng)架構(gòu)。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，即NFV 技術(shù)來說，可實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，進(jìn)而有效擺脫了網(wǎng)絡(luò)對(duì)專用硬件的依賴，使網(wǎng)絡(luò)資源能夠靈活而高效的共享，配電物聯(lián)網(wǎng)的自適應(yīng)性及彈性也能得以顯著增強(qiáng)。

三、5G IoT 關(guān)鍵技術(shù)

在5G 技術(shù)中，NFV 技術(shù)的目的是使網(wǎng)絡(luò)具備可擴(kuò)展性，其能夠?qū)⑴潆娢锫?lián)網(wǎng)按照若干虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，而這些虛擬網(wǎng)絡(luò)均可配置相應(yīng)的設(shè)備。在5GloT 技術(shù)中，其數(shù)據(jù)傳輸可采用D2D 來實(shí)現(xiàn)短程通信，這可使5Glot 的功耗得以降低，使負(fù)載更趨于平衡，進(jìn)而使邊緣用戶能夠獲得更佳的Qos。這也使D2D 通信正越來越受到人們的歡迎，D2D 還能在NB-lot 上行鏈路中進(jìn)行擴(kuò)展，借助于NB-loT 能夠?qū)β酚煞涓C鏈路進(jìn)行建立。在配電物聯(lián)網(wǎng)中，能夠?qū)⒁苿?dòng)NB-lot 用戶設(shè)備和D2D 進(jìn)行搭配使用。

結(jié)語

總而言之，5G 技術(shù)正變得日益成熟化，在2020 年，我國將正式在商業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用5G 網(wǎng)絡(luò)，而5G 網(wǎng)絡(luò)中的諸多關(guān)鍵技術(shù)則能夠有效滿足各個(gè)領(lǐng)域中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求，進(jìn)而使物聯(lián)網(wǎng)突破原有的技術(shù)瓶頸。當(dāng)然，5GloT 還有一些技術(shù)問題亟需解決，只有解決這些問題，才能使其應(yīng)用價(jià)值得到充分的發(fā)揮，進(jìn)而更好推動(dòng)配電物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。