无线通信在配用电通信网络中的应用

唐文生

[摘 要]随着我国配用电技术的不断发展，智能配用电网的建设已经开始逐步实施自动化、信息化和互动化，无线通信技术可以弥补目前配用电网通信网络的单一化、覆盖面不广的缺陷，降低配用电网通信网络与电网的相关性。针对配用电系统业务的需求和现状，通过分析无线通信网络技术的特点，探讨各种无线通信技术在配用电通信网络中的应用。

[关键词]无线通信；配用电通信网络；3G；WiMAX；WSN

一、无线公网在配用电通信网络中的应用

无线公网利用公共的无线网络资源，无需单独组建专用网络，前期不需要大量投入，不仅具有极大的覆盖范围，还有较为灵活的组网接入方式；通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service，GPRS）是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包形式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜；第三代移动通信技术（3rd-generation，3G）指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上，不仅具有传输速率高、高安全性、高可靠性等特点。而且具有精确的数据对时和同步能力，抗干扰能力，性能比GPRS技术更加优越。第四代移动通信（4th-generation，4G）能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快50倍，上传的速度也能达到50Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，4G LTE Advanced采用载波聚合技术，下行峰值速度可达150Mbps；3G/4G应用到配用电通信网络中其优势主要表现在：3G/4G的高速数据传输速度满足了电力系统大量信息数据传输的要求，高速可靠的数据交互为智能电网开放性地兼容各类设备提供了可靠的通信机制；基于无线公网的无线数据传输系统建设投资小，应用范围广，网络组建灵活、方便快捷，地域范围和网络密度的适应性好。

二、无线专网在配用电通信网络中的应用

（一）无线专网适用于以平原或丘陵为主的地域，且用户分布密度高的地区。相对于无线公网，无线专网具有实时性高和安全性高的特点，因此适合于大用户负荷控制、负荷峰谷差大或负荷供应紧张的用户，以及特殊环境下的定向通信。

（二）全球微波接入互操作（Worldwide Interoperability for Microwave Access， WiMAX）是一种无线宽带城域网接入技术，WiMAX 网络体系由核心网和接入网组成。相对于Wi-Fi，WiMAX能够在更广阔的地域范围内提供最后一公里的宽带连接性，WiMAX无线接入技术具有便捷的网络管理和配置方式、灵活的组网形式、非常高的性价比；在安全性能方面，WiMAX技术支持内外网的物理隔离，具有很高的安全性；在可扩展性方面，WiMAX 技术也具有无线公网所难以比拟的优越性能。

（三）多载波无线信息本地环路（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，McWiLL）是北京信威基于SCDMA衍生出来的宽带无线技术， McWiLL与Wi-Fi和CDMA 1XDO的兼容效果都很好，基本符合了标准化组织的要求。McWiLL提供宽带多媒体业务，McWiLL可以同时支持语音业务、数据业务、多媒体，是语音数据一体化的宽带多媒体无线接入系统；McWiLL系统容量高，单基站占用5MHz的载频带宽，最高吞吐量为15Mbit/s，终端最高吞吐量为3Mbit/s，最多能支持并发300路语音，是目前可商用的、支持移动性的宽带无线接入系统；McWiLL支持多种模式的终端，McWiLL支持固定、便携、全移动模式下的各种应用，方便运营商利用一张网络发展不同类型的用户；McWiLL终端类型丰富，McWiLL目前可商用的终端有桌面式CPE、PCMCIA卡、M-IAD、无线伴侣、有/无线话机、PDA等类型。

（四）分时长期演进（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等共同开发的第四代（4G）移动通信技术与标准。

三、无线局域网在配用电通信网络中的应用

（一）无线局域网（Wireless Local Area Networks； WLAN）利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，取代双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它， WLAN 技术适用于地域范围广、分散度高的场合，可解决中距离较高速数据接入。

（二）当前应用最为广泛的WLAN 标准是Wi-Fi，Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）所持有，目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性。Wi-Fi特别适合支持供电局下属的业务单位之间的通信，用Wi-Fi技术方式方式开通宽带接入的服务包括数据业务、VoIP 语音业务、视频业务等，还可用于配网自动化的通信系统，支持各类DTU，FTU，TTU 数据的传输。

（三）无线传感器网络（Wireless Sensor Network， WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者，目前应用较多的无线传感器通信技术包括ZigBee和RF433 等。

（四）在电力线通信技术产品成熟的同时，更加实用的一个新的技术也正在开发中，它就是融合网络技术和芯片。网络融合，就是将目前的有线、无线、电力线通信技术融合到一个芯片上。单芯片具备两个以上网络的能力，解决了现实中一个网络不能实现应用覆盖和功能拓展。例如，适用于电网和智能电网的HomePlug GP 和ZigBee 融合芯片，它从电网延伸到电网附近的空间。适用于家庭娱乐的有线电视超宽带和超宽带无线融合芯片，将有线和无线宽带混合和复接。适用于家庭网络的HomePlug AV 和Wi-Fi 融合芯片，为多媒体应用的提供了新的有竞争力的解决方案。

四、结语

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋明显，主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。如3G 和WLAN、WSN 等，都可实现互补效应。3G 可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求；WLAN 可解决中距离的较高速数据接入；WSN 可实现近距离的无线接入。无线通信技术可以减少配用电通信网络的建设费用、建设周期，提高电网应对恶劣环境的能力，弥补目前配用电通信方式的单一化、覆盖面不广的缺陷，降低电力通信网络与电网的相关性，解决通信孤岛的接入问题。

参考文献：

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[2]中国智能电网通信网络解决方案[R]. 2010.

[3]雷煜卿，李建岐，侯宝素. 面向智能电网的配用电通信网络研究[J].电网技术，2011， 35（12）：14-19.