關(guān)于地市行政區(qū)電力無線專網(wǎng)建設(shè)的探討

付劍瓏

（國網(wǎng)郴州供電公司，湖南 郴州 423000）

0 引 言

隨著電網(wǎng)智能化程度的不斷加深，生產(chǎn)經(jīng)營管理集約化、精益化水平不斷提升。國家電網(wǎng)公司于2009年提出“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)計(jì)劃”，通過建設(shè)智能電網(wǎng)提高電網(wǎng)的大范圍優(yōu)化配置資源能力，在主網(wǎng)側(cè)真正實(shí)現(xiàn)電力遠(yuǎn)距離、大規(guī)模和精細(xì)化的輸送，在配用電網(wǎng)側(cè)提供經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保及便捷的用電服務(wù)，滿足用戶多元化、個(gè)性化需求及其他高品質(zhì)的增值服務(wù)需求。

無線專網(wǎng)作為終端通信接入網(wǎng)重要的通信方式之一，國網(wǎng)天津、江蘇、浙江及福建等省市全面開展了無線專網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)研究和建設(shè)模式驗(yàn)證，并取得了良好效果。電力公司在地市行政區(qū)等部分區(qū)域開展無線專網(wǎng)建設(shè)可行性研究工作，建成有效覆蓋具備條件的C類及以上供電區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了多樣化、泛在化、智能化和規(guī)?；娋W(wǎng)末端設(shè)備接入需求的總體目標(biāo)。

1 原 則

本規(guī)劃嚴(yán)格遵守國家和公司的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使用成熟的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和定制。

整體設(shè)計(jì)規(guī)劃遵循以下原則：

（1）堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)的原則。開展統(tǒng)籌規(guī)劃工作，確保規(guī)劃思路和技術(shù)政策等方面的統(tǒng)一，保證無線專網(wǎng)通信通道與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通信接口的有效銜接，且管理方式協(xié)調(diào)一致。

（2）堅(jiān)持分步實(shí)施的原則。開展“三步走”戰(zhàn)略，優(yōu)先開展試點(diǎn)建設(shè)工作，再擴(kuò)展至B類及以上供電區(qū)域，最終實(shí)現(xiàn)C類及以上供電區(qū)域全覆蓋的目標(biāo)。

（3）無線通信專網(wǎng)信道規(guī)劃和建設(shè)必須統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體制。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)執(zhí)行中國國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）以積極研究、穩(wěn)妥采用為原則，認(rèn)真研究并掌握新技術(shù)。在采用成熟、實(shí)用及先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，要注重挖掘原有技術(shù)和設(shè)備的潛力，保護(hù)投資的有效性和長期性，避免盲目性。

（5）在無線專網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用中，要遵循國家頻譜政策，避免實(shí)際使用中不同行業(yè)間的頻譜干擾。遵循國網(wǎng)“三集五大”的原則，避免使用非全國通用性的頻譜資源。

2 業(yè)務(wù)需求

依托無線專網(wǎng)整體規(guī)劃，結(jié)合電力行業(yè)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)和發(fā)展，對建設(shè)區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)業(yè)務(wù)逐步實(shí)現(xiàn)無線專網(wǎng)化承載。其中，對于頻率帶寬，無線專網(wǎng)建成后，需要滿足試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)、營銷等業(yè)務(wù)對傳輸數(shù)據(jù)帶寬的需求。例如，并發(fā)比表示該項(xiàng)業(yè)務(wù)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)率；單個(gè)終端帶寬需求即終端設(shè)備所需的傳輸速率（來自《電力無線專網(wǎng)業(yè)務(wù)需求規(guī)范》）；單個(gè)扇區(qū)終端數(shù)量即終端總數(shù)除以基站數(shù)再除以3（三扇區(qū)）。單個(gè)扇區(qū)的平均上行帶寬需求為3.22Mb/s，單扇區(qū)帶寬需求為單扇區(qū)全業(yè)務(wù)帶寬需求÷0.8（b/s/Hz），需要帶寬資源為5 MHz?？紤]帶寬的冗余量和后續(xù)擴(kuò)展業(yè)務(wù)接入，建議申請5 MHz以上的頻譜資源。

3 建 設(shè)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型及分區(qū)，實(shí)現(xiàn)通道的物理隔離，滿足電力生產(chǎn)安全需要。新建的基站通過電力原有傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)與無線專網(wǎng)核心網(wǎng)進(jìn)行無縫對接，實(shí)現(xiàn)電力無線專網(wǎng)的一致性和同步性。

3.1 無線專網(wǎng)基站

本次規(guī)劃應(yīng)實(shí)現(xiàn)在A+、A類地區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)總體覆蓋率應(yīng)滿足RSRP≥-115 dBm且RS SINR≥-3 dB的概率不低于95%，在B、C、D類地區(qū)概率不低于90%的要求，同時(shí)邊緣速率不小于9.6 kb/s。

在覆蓋需求區(qū)域內(nèi)，為滿足以上覆蓋要求，本次無線專網(wǎng)建設(shè)優(yōu)先選擇電力公司的自有物業(yè)，避免業(yè)主糾紛，降低建設(shè)成本，同時(shí)便于后期維護(hù)。對于無自有物業(yè)且有實(shí)際覆蓋需求的區(qū)域，可采用租賃鐵塔公司鐵塔資源的方式實(shí)現(xiàn)基站建設(shè)。

3.2 核心網(wǎng)

核心網(wǎng)通過業(yè)務(wù)上聯(lián)口（配置路由器或三層交換機(jī)）與業(yè)務(wù)系統(tǒng)相連，對生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)進(jìn)行端口隔離，并實(shí)現(xiàn)板卡及端口冗余配置。冗余業(yè)務(wù)口接入相應(yīng)業(yè)務(wù)分區(qū)，方便后續(xù)擴(kuò)容單板上聯(lián)口不少于4個(gè)。

核心網(wǎng)通過業(yè)務(wù)下聯(lián)口與基站互聯(lián)。核心網(wǎng)與基站間采用SDH骨干網(wǎng)進(jìn)行回傳，同時(shí)在核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)之間建立兩臺(tái)三層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)無線核心網(wǎng)與SDH骨干網(wǎng)之間的雙通道，既可以做設(shè)備間的主備保護(hù)，又可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量的負(fù)載均衡。

已滿足業(yè)務(wù)接入需求及配電自動(dòng)化等業(yè)務(wù)的安全性要求，核心網(wǎng)設(shè)備主控、電源及業(yè)務(wù)處理等公共單元均按1+1冗余配置[1]。

3.3 回傳網(wǎng)

本規(guī)劃基站回傳網(wǎng)絡(luò)主要利用現(xiàn)有SDH/MSTP骨干光纖網(wǎng)絡(luò)承載，不需要新建傳輸通道，通過SDH/MSTP統(tǒng)一承載無線專網(wǎng)接入的配電自動(dòng)化、用電信息采集等已有業(yè)務(wù)及后期新增的業(yè)務(wù)。核心層與變電站之間采用三層網(wǎng)絡(luò)，使得廣播域終結(jié)在各自變電站內(nèi)，有效抑制了各變電站之間網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴，避免了廣播風(fēng)暴造成網(wǎng)絡(luò)的大面積癱瘓。

方案采用已建成的MSTP/SDH通信傳輸網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)開通道，根據(jù)前面承載的帶寬進(jìn)行需求分析，優(yōu)先利用每個(gè)變電站內(nèi)SDH的預(yù)留資源，對資源不滿足需求的回傳網(wǎng)進(jìn)行改造。

為增強(qiáng)回傳網(wǎng)絡(luò)的健壯性，每個(gè)回傳站點(diǎn)傳通道線路側(cè)均采用回采用端到端1+1或1:1保護(hù)方式，每SDH末端至匯聚點(diǎn)構(gòu)成100M共享環(huán)網(wǎng)、SDH匯聚點(diǎn)到核心網(wǎng)采用專線方式。所在網(wǎng)絡(luò)需提供電信級(jí)的業(yè)務(wù)保障，在故障情況下，業(yè)務(wù)端切換時(shí)間小于50 ms。

基站回傳通道優(yōu)先選用自身傳輸資源，就近接入變電站或自有物業(yè)現(xiàn)在回傳設(shè)備，部分租賃站點(diǎn)通過專用回傳光纜，接入就近變電站或自有物業(yè)的回傳設(shè)備。

3.4 網(wǎng)管方案

專業(yè)設(shè)備網(wǎng)管應(yīng)按照集中部署、地市公司配置客戶端的原則進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，AMS統(tǒng)一網(wǎng)管由公司統(tǒng)一部署。

設(shè)備網(wǎng)管北向接口為終端接入網(wǎng)管（SG-AMS）提供數(shù)據(jù)信息的接口，接口位置處于EMS或NMS與綜合網(wǎng)管之間[2]。

3.5 輔助設(shè)施

3.5.1 桿塔

（1）根據(jù)現(xiàn)有建筑的條件選擇塔型

對于較高建筑物，直接滿足鐵塔高度要求或通過滿足新建抱桿、拉線桅桿或增高架后可滿足鐵塔高度要求的，可選擇在建筑物上建設(shè)樓面塔，如抱桿、增高架或美化天線等方案。

對于現(xiàn)有建筑物無法滿足鐵塔高度要求的建筑物，可在現(xiàn)有辦公樓、營業(yè)廳、變電站等物業(yè)點(diǎn)新建景觀塔等。

（2）在不同區(qū)域選擇相適應(yīng)的塔型

密集城區(qū)（A類地區(qū)）：以樓頂塔為主，避免建設(shè)地面塔，可利用現(xiàn)有建筑物安裝抱桿、增高架、美化天線、樓頂塔等；如果塔高不夠造成覆蓋不足，可通過增加基站的密度或RRU拉遠(yuǎn)方式解決。

一般城區(qū)（主要是B、C類區(qū)域）：處于前兩類區(qū)域間的過渡區(qū)，一般地面塔和樓頂塔均可采用，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。

郊區(qū)（主要是C類區(qū)域）：郊區(qū)區(qū)域要求基站覆蓋范圍大，對基站有較嚴(yán)格的高度要求，該區(qū)域主要以地面塔為主。

針對試點(diǎn)外的規(guī)劃區(qū)域，結(jié)合自有物業(yè)情況，考慮在資興市區(qū)域新建1座鐵塔。此外，現(xiàn)有物業(yè)基本滿足基站的建設(shè)需求，無需租賃基站。

3.5.2 機(jī)房

本項(xiàng)目需要按照利舊原則，使用現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行基站建設(shè)，不另外新建機(jī)房。3.5.3 電源

核心網(wǎng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)基站側(cè)的BBU、RRU設(shè)備，均采用雙路電源供電。原則上，基站側(cè)的設(shè)備采用直流電源供電。

原則上，本規(guī)劃利用現(xiàn)有的電源系統(tǒng)供電，對不滿足條件的電源系統(tǒng)進(jìn)行改造。

（1）現(xiàn)有直流電源容量不足的變電站，可從占用交流電源引1路供本期工程無線設(shè)備使用，增加相應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換裝置（含電池）。

（2）擴(kuò)容的電源整流模塊按主備冗余考慮配置，容量按30 A×2配置，空開按50 A×2考慮，架頂直流分配單元應(yīng)至少按（16 A×4）×2考慮[3]。

（3）對電源系統(tǒng)改造不影響在用設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié) 論

采用無線專網(wǎng)技術(shù)不僅提高了配電自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)時(shí)性，而且為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供了有力支撐，為實(shí)現(xiàn)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)計(jì)劃”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。