淺談當(dāng)前電力通信中的無(wú)線通信組網(wǎng)的技術(shù)及應(yīng)用

1、淺談當(dāng)前電力通信中的無(wú)線通信組網(wǎng)的技術(shù)及應(yīng)用摘要：本文分析了三種主流的無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，講述了無(wú)線通信技術(shù)在電力通信專(zhuān)網(wǎng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電力通信；無(wú)線通信；組網(wǎng)技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào)：TN915文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1前言目前，電力通信專(zhuān)網(wǎng)大量的使用了光纖這種方式組網(wǎng)，一旦出現(xiàn)自然災(zāi)害，將對(duì)光纜的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅，很可能出現(xiàn)光纜大面積中斷的情況，而光纜的搶修又要在條件滿(mǎn)足的情況下進(jìn)展，需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，這將對(duì)電網(wǎng)的平安運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。2無(wú)線通信組網(wǎng)技術(shù)無(wú)線通信一般由無(wú)線基站、無(wú)線終端及應(yīng)用管理效勞器等組成，目前基于該技術(shù)的無(wú)線通信技術(shù)主要有：LAN、iax、N、3G等4種技術(shù)。2.1LAN技

2、術(shù)2.1.1LAN是利用無(wú)線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無(wú)線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)LAN的功能，可以使用戶(hù)真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接人。LAN技術(shù)也稱(chēng)為i-Fi技術(shù)，目前有三個(gè)IEEE標(biāo)準(zhǔn)。i-Fi的覆蓋范圍可達(dá)90左右，傳輸速度快，802.11b的帶寬可以到達(dá)11bits，而802.11a及802.11g更可達(dá)54bits。該技術(shù)可以組建無(wú)線局域網(wǎng)，特別在同一層樓內(nèi)的辦公室可以使用無(wú)線辦公，其傳輸速率可以有效的滿(mǎn)足寬帶聯(lián)網(wǎng)的需求。2.1.2IAN組網(wǎng)方案，即由A(接人控制點(diǎn))+AP(接入點(diǎn))+無(wú)線網(wǎng)卡+網(wǎng)絡(luò)管理

3、組成。2.1.3盡管i-Fi技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)用非常廣泛，但是它仍然在平安性上存在一定的平安隱患，i-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊。2.2iax技術(shù)2.2.1iax技術(shù)簡(jiǎn)介iax使用的標(biāo)準(zhǔn)有802.16d和802.16e兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線信號(hào)傳輸間隔 最遠(yuǎn)可達(dá)50公里。iax是一項(xiàng)新興的無(wú)線通信技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，適用于靜止和半靜止?fàn)顟B(tài)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速率可達(dá)1070左右，能完全滿(mǎn)足寬帶上網(wǎng)的需求。802.16e標(biāo)準(zhǔn)定義了空中的物理層與A層，802.16e接入IP核心網(wǎng)，也可以提供VIP業(yè)務(wù)，支持一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

4、的構(gòu)造。iax是提供最后一英里的無(wú)線寬帶接入技術(shù)，可以替代現(xiàn)有的有線和DSL連接方式來(lái)。iax將提供固定、挪動(dòng)、便攜形式的無(wú)線寬帶連接，并最終可以在不需要直接視距基站的情況下提供無(wú)線寬帶連接。2.2.2iax組網(wǎng)方案iax系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造包括iax終端、iax無(wú)線接入網(wǎng)和iax核心網(wǎng)3局部，如圖1所示。根據(jù)所采用的標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用場(chǎng)景不同，iax終端包括固定(802.16-2022)、便攜和挪動(dòng)(802.16e)三種類(lèi)型。而iax接入網(wǎng)主要指基站，需要支持無(wú)線資源管理等功能，有時(shí)為方便和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，還需要包含認(rèn)證和業(yè)務(wù)授權(quán)(ASA)效勞器。而核心網(wǎng)主要用于解決用戶(hù)認(rèn)證、遨游等功能及作為與其他網(wǎng)

5、絡(luò)之間的接口。2.2.3iax優(yōu)勢(shì)和優(yōu)勢(shì)從平安性看，iax提供了加密機(jī)制，它在介質(zhì)訪問(wèn)層(A)中定義了一個(gè)加密子層，支持128位、192位及256位加密系統(tǒng)，通過(guò)使用數(shù)字證書(shū)的認(rèn)證方式，確保了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)男畔⒌玫狡桨脖Ｗo(hù)。從成熟度看，iax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，推出相對(duì)較晚，存在頻率復(fù)用性孝利用率低的問(wèn)題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要理論考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿(mǎn)足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進(jìn)展大面積的信號(hào)覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。iax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸間隔 ，一直被業(yè)界看好是將來(lái)挪動(dòng)技術(shù)的開(kāi)展方向，提供優(yōu)良的最后

6、一公里網(wǎng)絡(luò)接入效勞。2.3N技術(shù)分析2.3.1N技術(shù)簡(jiǎn)介N即無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，是挪動(dòng)AdH網(wǎng)絡(luò)的一種特殊形態(tài)，它的早期研究均源于挪動(dòng)AdH網(wǎng)絡(luò)的研究與開(kāi)發(fā)。它是一種高容量高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以看成是一種LAN和AdH網(wǎng)絡(luò)的交融，且發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢(shì)，作為一種可以解決最后一公里瓶頸問(wèn)題的新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。N具有寬帶無(wú)線會(huì)聚連接功能、有效的路由及故障發(fā)現(xiàn)特性、無(wú)需有線網(wǎng)絡(luò)資源等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展中，它可以與多種寬帶無(wú)線接入技術(shù)如802.11、802.16、802.20以及3G挪動(dòng)通信等相結(jié)合，組成一個(gè)多跳無(wú)線鏈路的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這種無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以有效減少故障干擾、降低發(fā)射

7、器功率、延長(zhǎng)電池使用壽命、極大的進(jìn)步頻率復(fù)用度，從而進(jìn)步網(wǎng)絡(luò)容量、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并有效的進(jìn)步通信可靠性。2.3.2N組網(wǎng)方案在使用無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)建立的網(wǎng)絡(luò)中，其拓?fù)錁?gòu)造呈格柵狀，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由以下組成局部構(gòu)成：智能接入點(diǎn)(IAPAP)；無(wú)線路由器(R)；終端用戶(hù)設(shè)備(lient)。2.3.3N優(yōu)勢(shì)和優(yōu)勢(shì)從平安性看，目前802.11esh網(wǎng)的平安方案主要是Trps的Trpsetresh方案和Nrtel的方案。Trpsetresh方案，采用了多層平安架構(gòu)，對(duì)客戶(hù)機(jī)提供EP、PA保護(hù)；對(duì)無(wú)線路由器間的數(shù)據(jù)采用64128bitEP或128bitAES加密；同時(shí)使用VPN來(lái)增強(qiáng)整體的平安性。鏈路層的保

8、護(hù)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平安機(jī)制的第一步，但是單獨(dú)的鏈路層保護(hù)不能提供對(duì)敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)。Nrtel在平安方面也別具特色。每個(gè)無(wú)線路由器間均建立經(jīng)過(guò)加密的IPSe隧道。以便平安地傳送所有用戶(hù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、內(nèi)部信令處理和管理信息，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在無(wú)線路由器之間的傳送都處于IPSee保護(hù)之下。從成熟度看，N是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)展交融，而且暫時(shí)沒(méi)有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看，N這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無(wú)線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目的對(duì)象進(jìn)展監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等等領(lǐng)域。隨著其他技

9、術(shù)的不斷更新完善，N更好的與之相交融、互補(bǔ)，從而可以揚(yáng)長(zhǎng)避短發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。3在電力通信專(zhuān)網(wǎng)中的應(yīng)用3.1電力對(duì)露線通信網(wǎng)絡(luò)的需求3.1.1災(zāi)難時(shí)應(yīng)急：采用無(wú)線通信系統(tǒng)是作為電網(wǎng)運(yùn)行在災(zāi)難時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)最正確選擇，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)或光纜故障不能及時(shí)維修時(shí)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可作為應(yīng)急通信方式。3.1.2遠(yuǎn)間隔 接入延伸：對(duì)于變電站、城域網(wǎng)遠(yuǎn)距營(yíng)業(yè)所節(jié)點(diǎn)，由于間隔 遠(yuǎn)，敷設(shè)光纜費(fèi)用昂貴，可考慮采用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展電力通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，解決因光纜敷設(shè)而產(chǎn)生的高額費(fèi)用問(wèn)題，同時(shí)可解決變電站、供電所等節(jié)點(diǎn)的覆蓋問(wèn)題。3.1.3用戶(hù)抄表：采用無(wú)線通信系統(tǒng)，將可以到達(dá)對(duì)用戶(hù)用電量進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)控。隨著這種技術(shù)的延伸，

10、還可以對(duì)用戶(hù)進(jìn)展準(zhǔn)確控制。3.1.4配網(wǎng)自動(dòng)化：目前我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化上還很薄弱，采用無(wú)線通信技術(shù)可快速覆蓋各節(jié)點(diǎn)，并節(jié)省大量的線纜投資，快速為用戶(hù)提供效勞。3.1.5新建變電站臨時(shí)通信方案：在變電站建立期間，由于電力通信網(wǎng)絡(luò)建立嚴(yán)重受限于變電站機(jī)房環(huán)境、線路施工條件，而電力通信網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)通又是變電站投產(chǎn)必不可缺少的前提條件，因此，通信工程的建立時(shí)間常常不多，還經(jīng)常發(fā)生光纜無(wú)法按時(shí)投產(chǎn)的情況，因此，采用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展光纜線路投產(chǎn)前的通信方案組織是一種快捷、方便的選擇。3.1.6小范圍覆蓋：對(duì)于變電站、電廠、電力樓宇等區(qū)域，可以考慮采用無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)據(jù)網(wǎng)、語(yǔ)音網(wǎng)的無(wú)線覆蓋，在業(yè)務(wù)流量需求不

11、太大的地方，采用這種方式，可以取代綜合布線系統(tǒng)，防止昂貴的布線費(fèi)用，同時(shí)可以提供便捷、快速的接入方式。3.2組網(wǎng)方案綜上所述，電力通信專(zhuān)網(wǎng)對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的需求主要表達(dá)在應(yīng)急通信、配網(wǎng)通信、無(wú)光纜覆蓋的廠站等節(jié)點(diǎn)臨時(shí)通信幾個(gè)方面，而為防止網(wǎng)絡(luò)建立的重復(fù)投資，也防止出現(xiàn)應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)在日常情況下閑置的現(xiàn)象，通過(guò)各方面需求的建立方案的分別分析，到達(dá)各自的解決方案，并得到不同解決方案的交集，以此交集來(lái)進(jìn)展電力通信專(zhuān)網(wǎng)的應(yīng)急用心網(wǎng)絡(luò)建立和配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的建立，如圖2所示從圖2分析也可以看出，適宜電力通信專(zhuān)網(wǎng)應(yīng)急通信的技術(shù)有iax、N、衛(wèi)星通信等幾種技術(shù)，而適宜配網(wǎng)通信的技術(shù)有iax技術(shù)，各種需求的解決方案的交合

12、點(diǎn)是iax技術(shù)。而為防止網(wǎng)絡(luò)建立的重復(fù)投資，也防止出現(xiàn)應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)在日常情況下閑置的現(xiàn)象，可將iax技術(shù)結(jié)合LAN技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)展綜合解決方案研究，并注意結(jié)合目前光纖傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和微波網(wǎng)的現(xiàn)狀，充分利用光纖傳輸網(wǎng)和微波網(wǎng)的資源，使得無(wú)線通信技術(shù)在電網(wǎng)中不僅僅是為應(yīng)急通信而建立，在平常情況下仍然可以作為消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)使用。詳細(xì)方案是在各個(gè)220kV110kV變電站供電N高山上建立iax基站，而各配網(wǎng)業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)DTU、刑、刑以及搶修車(chē)輛、災(zāi)變現(xiàn)嘗應(yīng)急通信需求現(xiàn)場(chǎng)配置iaxPE終端進(jìn)展回傳，而各基站那么采用光纖傳輸網(wǎng)、IP數(shù)據(jù)網(wǎng)、微波網(wǎng)、衛(wèi)星通信接人配網(wǎng)中心、應(yīng)急指揮中心等，使得該網(wǎng)絡(luò)在災(zāi)變的適宜可以利用微波網(wǎng)、衛(wèi)星通信等根底平臺(tái)迅速建立電力消費(fèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，滿(mǎn)足各災(zāi)變現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)需求，而在日常中可以利用光纖傳輸網(wǎng)、IP數(shù)據(jù)網(wǎng)作為配網(wǎng)自動(dòng)化的專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)，以滿(mǎn)足配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)通信通道的需求。在本方案中，各iax基站采用光纖傳輸網(wǎng)、IP數(shù)據(jù)網(wǎng)、微波