电力通信网建设中无线专网技术的具体应用

    李达+过烽

    

    摘要：为能够达到建设智能电网多样化需求，需要建设起接入灵活、覆盖面积广的终端通信接入网，只借助于光纤接入网络很难达到各地区、各业务的通信需求。在配电自动化中应用无线专网技术，可为供电企业终端通信接入网络的稳定发展奠定坚实的基础。基于此，文章分析了在建设电力通信网中无线专网技术的实际运用，这对于提高电力通信水平具有重大现实意义。

    关键词：电力通信网；建设；无线专网技术

    在日益推进智能电网建设进程下，需要构建起覆盖领域广、支持业务广泛，并且接入较为灵活的电力通信网络。如果向下延伸当前电力骨干光纤通信网络，就会存在短期内光纤布放难度大、工作量大、投资高等问题。所以，单一形式的光纤通信方式很难满足智能电网业务覆盖需求，需要尝试构建起以光纤通信为主、无线通信为辅的复合型通信网络，以便更进一步进行配套业务。

    1分析电力通信网组网具体要求

    1.1对可靠性要求较高

    电力通信网中很多通信设备都需要在户外进行安装，在恶劣天气影响下，很难保证电力通信正常运作。所以，想要保证电力通信网设备在暴雨、大雪等环境下还能够继续稳定运作，就需要提高配电网的可靠性。

    1.2对经济有较高要求

    在控制电力通信网建设成本中，应将其控制在合理范围内，并充分运用现有通信资源。

    1.3应运用先进的技术

    我国电力通信网所使用的通信技术既需要达到当前系统容量要求，也要达到将来扩展升级容量、传输信息数据等要求。

    1.4运行成本较低

    要求建设决速、运行方便、维护简单，并且运行成本较低。1.5具备完善的扩展结构

    电力通信网运用的结构应具备灵活性、可扩展性，同时还能够对新的通信方式进行兼容，从而达到未来通信网络健康发展要求。

    2电力无线接入技术的改善

    2.1无线公网技术

    无线公网技术就是充分运用公共无线网络资源，并不需要单独组建网络，前期不会有任何投入，也不会有太大的覆盖领域，还会有很多灵活的、多样化的组网接入方式。但无线公网也有不足，其无法为电力系统提供出大带宽专用数据通信，也很难确保通信网络服务水平。同时，无线公网对配电网调控一体化和自动化等功能实现的支持也是有限的，并且运营成本极高，很难达到将来电力通信网络稳定发展实际需要[1]。

    2.2无线专网技术

    无线专网被称为全球微波互联接入技术。因为电力通信网具备数量多、种类杂的数据采集点，这些数据采集点的单点传输数据效率并不是很强，还有很多数据采集点是在地下管沟中进行的。同时，在电力通信网平常运作中，不可避免要进行很多改造。这就需要电力通信网应拥有便捷的接入条件、高效的组网形式、稳定有序的传输保证、较为便捷的运行措施等。

    而无线专网具备便捷、高效的网络配置方式，其组网方式也是很灵活的。在安全性能上，无线专网技術也支持物理隔离内网与外网，具备较强的安全性能。在可扩展性上，无线专网也具有无线公网难以取得的优势。所以无线专网下的无线接入网可以最大限度上满足电力通信网一系列使用需求。

    目前无线网解决了很多问题，如：GPRS在线率低、公网不可靠、配用电光纤通信成本太高等问题。将来无线专网可广泛运用在整个智能电网业务各项环节中。如：传输视频（配电房监控）、移动办公（作业表单）、计量自动化（远程抄表）、门禁监控等环节中。同时，在建设新变电中，无线专网可以作为现场建设调度指挥系统，并为调试自动化设备扮演好临时通道的角色。

    2.3TD-LTE技术

    与其他技术体系对比而言，分时长期演进（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）宽带技术具备完善的技术体系、较低的应用成本，这都是TD-LTE宽带技术应用的优势。由于频谱经常使用，集群应用呼叫时延并不长。在专用通信中，TD-LTE宽带技术得到人们广泛使用，也得到了相应的认可。当前，在天津和北京政务专网中，TD-LTE宽带技术得到了普遍应用。结合电力行业实际应用需求，电力行业应结合230MHz频谱资源，开发出新型的无线宽带通信系统，是建设新型县域电力通信网新的技术选择。其具有灵活的上下行调度能力，也具有承载多样化宽带服务的功能，其应用前景可谓是非常可观的[2]。

    3TD-LTE组建电力行业无线专网技术使用优势

    3.1可应用授权的230MHz频段

    低频段具备覆盖范围大、覆盖领域广的优势，可达到县

    域电力通信网络中分散客户的实际需求，在此基础上，还能够很大程度上降低组网成本。因此，在广覆盖、低成本无线通信系统建设过程中，低频段是一项宝贵的、难得的频率资源。在电力领域中，230MHz频段是专用型频段，如图1所示，其覆盖距离大约为6倍左右的2.4GHz频段。但在最开始部署时无线系统并不会过高运用此频率段，如数传电台。其实通过研究发现，数传电台与2G技术体制所运用的频谱效率类似。但随着社会发展和国家进步，我国也在大力升级和改造低频段通信技术。在230MHz频段可运用TD-LTE宽带技术，完全能够取代数传电台进行工作，是在升级和改造当前电力无线通信体制，得到了我国无线电监测中心大力认可。其结合30MHz频段特点，运用相对应的无线通信技术，实现有效传输带宽数据信息，并结合传统信息系统，进而达到了建设智能化和信息化农网现实需求。

    3.2具有支持大量客户同时在线功能

    TD-LTE技术可对信令流程大大简化，确保系统为更多客户提供服务。在数据传输中，客户占用很多无线资源，在传输无线数据后就会输出无线资源，大大强化了利用无线资源效率和质量。其每个扇区支持超过约2500个客户。并且，TD-LTE技术还具有实时在线功能，不但可以达到业务实时性要求，而且还能够提高业务整体效率。

    3.3具备承载多种高宽带服务能力

    TD-LTE技术组建的无线专网可以承载很多项业务，

    如：配电自动化、普通语音、高速数据、采集用电信息、流媒体等，从一定程度上达到了智能化农网建设需求。

    3.4频谱水平高

    结合实际情况来讲，在无线通信行业中，频谱资源还不是充足的。TD-LTE能够使用不同宽度的频谱，体现了其使用的灵活性、高效性特征。

    3.5具有时延优势

    TD-LTE运用扁平化组网方法后，减少了网元层次，所以提高了数据传输的及时性。

    3.6可确保用户身份信息的安全

    在TD-LTE系统中运用两种保护机制来保护用户身份，即：临时身份标识机制、永久加密身份标识机制。永久加密身份标识指的是在空中对接口过程中尽量加密传输的身份标识。临时身份标识指的是在空中接口过程中，尽量运用一个频繁更新的身份標识来取代永久身份标识，进而保证用户信息的安全性[3]。

    3.7采用双向认证方式

    为了对一些安全风险有效应对，TD-LTE无线网络运用双向认证方法，具体运用原理指的是在终端侧和核心网测都能够保存与用户标识有关的密钥，在将网络接入通信终端后，先对双方密钥进行校验，验证其是否合法和有效。并在网络认证终端用户，可避免网络中有非法终端用户进入，以免影响网络的安全运作。

    3.8加密保护

    为了对网络中的“篡改信息”安全风险有效应对，TD-LTE系统引入无线接入层、非无线接入层两层安全机制，分别对终端与核心网、终端和基站传达的数据信息实施加密措施，来保证用户信息的完整性，避免用户信息出现被篡改的情况。

    4结语

    总而言之，电力无线专网不但能够作为当前计量自动化、移动办公和配电自动化等电力业务中一种有效的、良好的通信方式，而且还能够大大满足将来智能电网实际发展需求，因此，电力无线专网应用价值极高。但结合实际情况来讲，我国电力无线专网的使用还处于不完善状态，还需要进一步提高，在这方面上可以借鉴西方发达国家的经验和做法，但应结合我国电力无线专网实际应用情况，有针对性、有目的地借鉴，进而大大提高我国电力无线专网技术应用水平和网络安全运作效率。

    [参考文献]

    [1]苏浩益，贺伟明，吴小勇，等.城区配电自动化系统设计方案的优选[J].智能电网，2014（4）：12-17.

    [2]刘芳白.TD-LTE技术在电力系统的应用前景探讨[J].中国新通信，2014（1）：71-72.

    [3]张亚晨，许纯信，吴迪英.基于TD-LTE230无线专网的配电线路监测系统[J].电气应用，2013（S1）：109-112.