電力通信無(wú)線專用帶寬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
時(shí)間:2022-01-07 03:40:50
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1研究背景
目前我國(guó)電力通信網(wǎng)絡(luò)以光通信為主,在10kV及以下的線路、設(shè)備、終端大部分采用租用公網(wǎng)作為通信方式,雖然前期投入少,可節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用,但后期的租用費(fèi)十分高昂。此外,當(dāng)前的無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其非視距傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬大,不受線路構(gòu)架的約束,且有較強(qiáng)的抵抗自然災(zāi)害的能力,是有線通信和運(yùn)營(yíng)商無(wú)法比擬的特點(diǎn)。分析并研究無(wú)線寬帶技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用,具有重要的意義。
2無(wú)線通信技術(shù)
無(wú)線通信技術(shù)按照傳輸距離的遠(yuǎn)近,可以分為以下四種技術(shù):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(zhǎng)距離無(wú)線接入技術(shù)的代表,主要的移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)有WPAN、WLAN、TD-LTE、WWAN。按照帶寬,可以將無(wú)線接入分為寬帶接入和窄帶接入,窄帶無(wú)線接入技術(shù)以第一、二代蜂窩移動(dòng)通信為代表;寬帶無(wú)線接入技術(shù)主要以TD-LTE、3G、LMDS為代表。目前較為主流的無(wú)線通信技術(shù)仍以B3G、WiFi、WMN、TD-LTE這四種技術(shù)為主,未來(lái)無(wú)線技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將是以O(shè)FDM+MIMO為核心。TD-LTE系統(tǒng)采用自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù),這種技術(shù)是根據(jù)信道的不同情況,選擇不同的調(diào)制編碼形式。在低階調(diào)制編碼情況下,信道的較強(qiáng)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(shí),則選擇在高階調(diào)制編碼,以便提高傳輸利用率。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來(lái)講,在LTE中分組核心網(wǎng)成為管理UE移動(dòng)性和處理信令的唯一核心網(wǎng),各種業(yè)務(wù)可以通過(guò)全I(xiàn)P形式提供給終端。在無(wú)線接入側(cè),以增強(qiáng)型NodeB即eNodeB取代了原來(lái)的NodeB和RNC。這有助于降低整體系統(tǒng)時(shí)延、改善用戶體驗(yàn)。LTE的頻譜配置更加靈活,支持1.5MHz/3MHz/5MHz/10MHz/20MHz帶寬,可根據(jù)不同的頻帶資源靈活調(diào)整。TD-LTE上行采用OFDMA方式,下行采用SC-FDMA方式,能夠達(dá)到高頻譜利用率和帶寬延展性,同時(shí)也增強(qiáng)了抗多點(diǎn)失效能力。TD-LTE的天線端采用了Beamforming以太MIMO等技術(shù),將信號(hào)以波束形式進(jìn)行發(fā)射,降低在傳輸過(guò)程中信號(hào)的衰減,從而提高了發(fā)射的功率和信號(hào)質(zhì)量,或者可以增加信號(hào)覆蓋面。
3建設(shè)方案
申請(qǐng)電力無(wú)線專網(wǎng)的可用頻段,將其用于接入配網(wǎng)自動(dòng)化、計(jì)量自動(dòng)化等業(yè)務(wù)流量小、分布廣的試點(diǎn)地區(qū)。同時(shí),應(yīng)考慮到目前僅能用單頻組網(wǎng)模式,那么管理類業(yè)務(wù)和生產(chǎn)類業(yè)務(wù)將不可避免由同一張無(wú)線網(wǎng)絡(luò)承擔(dān),因此需要采用相應(yīng)的安全手段實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)二次安防隔離。采用TD-LTE無(wú)線數(shù)據(jù)專網(wǎng)作為無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò),TD-LTE的基站將通過(guò)有線專網(wǎng)的光纖鏈路就近接入專網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn),和核心機(jī)房進(jìn)行互聯(lián)互通,拓?fù)鋱D如圖1所示。核心層在核心通信機(jī)房配置一套系統(tǒng),主要完成數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)接入控制、移動(dòng)性管理、設(shè)備維護(hù)管理等功能。承載層則充分利用電力通信網(wǎng)現(xiàn)有的MSTP傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),將核心層及接入層設(shè)備連接起來(lái)。無(wú)線接入層選擇一個(gè)站點(diǎn)或區(qū)域作為試點(diǎn),配置一套基于TD-LTE的無(wú)線基站設(shè)備,分配三個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)配置8通道天線,實(shí)現(xiàn)無(wú)線集抄,視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。無(wú)線接入層各基站通過(guò)承載網(wǎng)采用GE接口就近高速接入對(duì)應(yīng)變電站MSTP設(shè)備,通過(guò)承載網(wǎng)與核心層進(jìn)行互聯(lián)互通。
參考文獻(xiàn)
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作者:陳穎 趙曉煒 陳思 單位:內(nèi)蒙古電力信息通信中心