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無線專網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力通信網(wǎng)建設(shè)的應(yīng)用的論文
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(dòng)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(jiān)實(shí)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(shí)際運(yùn)用，這對(duì)于提高電力通信水平具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代通信網(wǎng)論文
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(huì)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(duì)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(yùn)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(yùn)作，就需要提高配電網(wǎng)的可靠性。
1.2對(duì)經(jīng)濟(jì)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(yùn)用現(xiàn)有通信資源。
1.3應(yīng)運(yùn)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(kuò)展升級(jí)容量、傳輸信息數(shù)據(jù)等要求。
1.4運(yùn)行成本較低
要求建設(shè)快速、運(yùn)行方便、維護(hù)簡單，并且運(yùn)行成本較低。
1.5具備完善的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)
電力通信網(wǎng)運(yùn)用的結(jié)構(gòu)應(yīng)具備靈活性、可擴(kuò)展性，同時(shí)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(yùn)用公共無線網(wǎng)絡(luò)資源，并不需要單獨(dú)組建網(wǎng)絡(luò)，前期不會(huì)有任何投入，也不會(huì)有太大的覆蓋領(lǐng)域，還會(huì)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(shí)，無線公網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)調(diào)控一體化和自動(dòng)化等功能實(shí)現(xiàn)的支持也是有限的，并且運(yùn)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(shí)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?yàn)殡娏νㄐ啪W(wǎng)具備數(shù)量多、種類雜的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的單點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)效率并不是很強(qiáng)，還有很多數(shù)據(jù)采集點(diǎn)是在地下管溝中進(jìn)行的。同時(shí)，在電力通信網(wǎng)平常運(yùn)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(yùn)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(qiáng)的安全性能。在可擴(kuò)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(yùn)用在整個(gè)智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)各項(xiàng)環(huán)節(jié)中。如：傳輸視頻(配電房監(jiān)控)、移動(dòng)辦公(作業(yè)表單)、計(jì)量自動(dòng)化(遠(yuǎn)程抄表)、門禁監(jiān)控等環(huán)節(jié)中。同時(shí)，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(dòng)化設(shè)備扮演好臨時(shí)通道的角色。
2.3TD-LTE技術(shù)
與其他技術(shù)體系對(duì)比而言，分時(shí)長期演進(jìn)(TimeDivisionLongTermEvolution，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(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)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(shí)無線系統(tǒng)并不會(huì)過高運(yùn)用此頻率段，如數(shù)傳電臺(tái)。其實(shí)通過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)傳電臺(tái)與2G技術(shù)體制所運(yùn)用的頻譜效率類似。但隨著社會(huì)發(fā)展和國家進(jìn)步，我國也在大力升級(jí)和改造低頻段通信技術(shù)。在230MHz頻段可運(yùn)用TD-LTE寬帶技術(shù)，完全能夠取代數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行工作，是在升級(jí)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(diǎn)，運(yùn)用相對(duì)應(yīng)的無線通信技術(shù)，實(shí)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(shí)需求。
3.2具有支持大量客戶同時(shí)在線功能
TD-LTE技術(shù)可對(duì)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(huì)輸出無線資源，大大強(qiáng)化了利用無線資源效率和質(zhì)量。其每個(gè)扇區(qū)支持超過約2500個(gè)客戶。并且，TD-LTE技術(shù)還具有實(shí)時(shí)在線功能，不但可以達(dá)到業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性要求，而且還能夠提高業(yè)務(wù)整體效率。
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(xiàng)業(yè)務(wù)，如：配電自動(dòng)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(shí)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(shí)延優(yōu)勢
TD-LTE運(yùn)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(shí)性。
3.6可確保用戶身份信息的安全
在TD-LTE系統(tǒng)中運(yùn)用兩種保護(hù)機(jī)制來保護(hù)用戶身份，即：臨時(shí)身份標(biāo)識(shí)機(jī)制、永久加密身份標(biāo)識(shí)機(jī)制。永久加密身份標(biāo)識(shí)指的是在空中對(duì)接口過程中盡量加密傳輸?shù)纳矸輼?biāo)識(shí)。臨時(shí)身份標(biāo)識(shí)指的是在空中接口過程中，盡量運(yùn)用一個(gè)頻繁更新的身份標(biāo)識(shí)來取代永久身份標(biāo)識(shí)，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(duì)一些安全風(fēng)險(xiǎn)有效應(yīng)對(duì)，TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用雙向認(rèn)證方法，具體運(yùn)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(shí)有關(guān)的密鑰，在將網(wǎng)絡(luò)接入通信終端后，先對(duì)雙方密鑰進(jìn)行校驗(yàn)，驗(yàn)證其是否合法和有效。并在網(wǎng)絡(luò)xx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(yùn)作。
3.8加密保護(hù)
為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的“篡改信息”安全風(fēng)險(xiǎn)有效應(yīng)對(duì)，TD-LTE系統(tǒng)引入無線接入層、非無線接入層兩層安全機(jī)制，分別對(duì)終端與核心網(wǎng)、終端和基站傳達(dá)的數(shù)據(jù)信息實(shí)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(jì)量自動(dòng)化、移動(dòng)辦公和配電自動(dòng)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(shí)際發(fā)展需求，因此，電力無線專網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值極高。但結(jié)合實(shí)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(yàn)和做法，但應(yīng)結(jié)合我國電力無線專網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用情況，有針對(duì)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(yùn)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(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)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.
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