無(wú)線通信技術(shù)及在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用研究

劉坤

摘 要：光纖在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的速度快、穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，然而隨著對(duì)電網(wǎng)要求的不斷提高，電網(wǎng)系統(tǒng)在故障處理、智能化以及自動(dòng)化等方面的各項(xiàng)要求不斷增加，無(wú)線通信技術(shù)逐漸被應(yīng)用于電力通信專用網(wǎng)中，而無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性直接決定了整個(gè)電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，所以需要積極加強(qiáng)無(wú)線通信技術(shù)研究，以確保通信系統(tǒng)的質(zhì)量。本文從常見的無(wú)線通信技術(shù)介紹出發(fā)，隨后對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍以及組網(wǎng)方式展開了詳細(xì)的探討，以更好地保證電力通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定通信以及運(yùn)行安全奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信技術(shù)；電力通信專網(wǎng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0325-02

1 引 言

隨著無(wú)線通信技術(shù)的高速發(fā)展，配電網(wǎng)已經(jīng)基本走完了光纖化的轉(zhuǎn)換歷程。無(wú)線通信技術(shù)主要是指無(wú)線通信設(shè)備在無(wú)線接入技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與用戶設(shè)備間建立無(wú)線通信連接關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。而在電力通信專網(wǎng)中主要采用光纖通信網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)出現(xiàn)惡劣的自然災(zāi)害，就會(huì)直接影響到光纖網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)大面積癱瘓，并且搶修工作都將會(huì)遇到較大阻礙。因此亟需尋找到一種可以替代的通信網(wǎng)絡(luò)作為互補(bǔ)通信方式，當(dāng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速恢復(fù)電力通信，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。正是在此基礎(chǔ)上，本文從三種常見的無(wú)線通信技術(shù)介紹出發(fā)，對(duì)電力通信專網(wǎng)中的無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)行詳細(xì)探討，以更好地保障電力通信專網(wǎng)的通信質(zhì)量，維護(hù)電力系統(tǒng)的通信安全穩(wěn)定。

2 電力通信專網(wǎng)中常見的無(wú)線通信技術(shù)概述

2.1 無(wú)線通信技術(shù)中的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)分析

2.1.1 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)概述

無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)是指在通信設(shè)備中增加無(wú)線通信模塊，使通信設(shè)備能夠直接通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，最終將無(wú)線通信傳輸技術(shù)、通信終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)三者緊密連接為一體，從而使得局域網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)設(shè)備間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可以將無(wú)線局域網(wǎng)分為廣域無(wú)線局域網(wǎng)、城域無(wú)線局域網(wǎng)、小范圍無(wú)線局域網(wǎng)以及短距離無(wú)線局域網(wǎng)。

2.1.2 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無(wú)線局域網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)主要集中體現(xiàn)在：①無(wú)線局域網(wǎng)使用起來(lái)非常便捷，目前的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備都能夠支持無(wú)線上網(wǎng)，只需要建立一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)就能夠方便快捷地實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，用戶能夠非常方便的使用。②無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸速度非?？欤瑪?shù)據(jù)傳輸速度理論上能夠達(dá)到1G/s，并且還會(huì)隨著正交頻率技術(shù)的逐漸完善，傳輸速率會(huì)得到進(jìn)一步提升，為人們的信息傳遞需求提供更加高效的服務(wù)。除此之外，無(wú)線局域網(wǎng)屬于局域網(wǎng)，不容易受到外界環(huán)境因素的干擾，因此，其穩(wěn)定性與安全性將會(huì)得到大幅度提升。

2.2 WIMaX技術(shù)

2.2.1 概念分析

WIMaX技術(shù)現(xiàn)階段使用的標(biāo)準(zhǔn)主要有802.16e、802.16d兩種，信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)能夠達(dá)到50km，從目前來(lái)看還屬于一項(xiàng)新型的通信技術(shù)，將這項(xiàng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速銜接，可以在停止或者半停止的情況下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，一般情況下，傳輸速率可以在10～70M間，能夠完全滿足家庭寬帶上網(wǎng)需求。特別值得注意的是，802.16e標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)非常明確地定義了空中物理層以及MAC層，而802.16e與IP核心網(wǎng)直接銜接，能夠使用戶享受到VoIP的服務(wù)，點(diǎn)對(duì)多的構(gòu)造也逐漸進(jìn)入大眾的視野中。

2.2.2 WiMAX組網(wǎng)方案

WiMAX體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常主要由WiMAX終端構(gòu)成，根據(jù)實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景以及標(biāo)準(zhǔn)的不同，WiMAX終端分為固定、便攜以及移動(dòng)三種不同類型。WiMAX接入網(wǎng)實(shí)際上是指基站要為無(wú)線資源管理等提供支撐，必要時(shí)還要為與其余網(wǎng)絡(luò)互通便利，提供認(rèn)證或者事務(wù)授權(quán)等工作。

2.3 WMN技術(shù)

2.3.1 WMN的概念

事實(shí)上WMN技術(shù)是一種無(wú)線網(wǎng)狀通信技術(shù)，在許多AdHoc網(wǎng)絡(luò)形態(tài)中它是非常重要的一種，具有高容量與高速率的特色，與通常的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不同，它可以看作是AdHoc網(wǎng)絡(luò)與WLAN緊密結(jié)合的產(chǎn)物，有效整合了兩者的優(yōu)勢(shì)，可以有效解決“最終一公里”的通信問(wèn)題。正確合理運(yùn)用WMN技術(shù)可以有效推動(dòng)無(wú)線連接功能的實(shí)現(xiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生，不用占用有線網(wǎng)絡(luò)資源。在網(wǎng)絡(luò)中，WMN技術(shù)可以將無(wú)限接入技術(shù)以及3G移動(dòng)通信技術(shù)等緊密聯(lián)系在一起，這樣就可以形成無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在對(duì)其應(yīng)用時(shí)，可以有效避免故障的發(fā)生與干擾，此外還能進(jìn)一步延長(zhǎng)電池的壽命，有效降低發(fā)生器功率，有利于推動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

2.3.2 WMN組網(wǎng)方案

由WMN技術(shù)構(gòu)建的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)其拓?fù)錁?gòu)造通常為格柵狀，由智能設(shè)備接入點(diǎn)、路由器以及終端設(shè)備共同構(gòu)成。

3 電力通信專網(wǎng)中無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍及組網(wǎng)方案

3.1 電力通信專網(wǎng)中無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛

電力通信專網(wǎng)中的無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，首先無(wú)線通信技術(shù)能夠在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)作為緊急通信網(wǎng)絡(luò)支持，為電力系統(tǒng)提供應(yīng)急通信服務(wù)，方便搶修人員及時(shí)準(zhǔn)確了解電力系統(tǒng)的損害情況，并且及時(shí)與控制中心取得應(yīng)急聯(lián)系，及時(shí)展開搶修工作。特別是在自然災(zāi)害發(fā)生后又難以迅速排除光纜故障時(shí)，使用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)不通過(guò)有線線路便可正常進(jìn)行數(shù)據(jù)通信服務(wù)，因此將無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)作為應(yīng)急通訊選項(xiàng)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵并且有必要的安全防護(hù)措施。

3.1.1 能滿足遠(yuǎn)距離通信接入和延伸需求

隨著我國(guó)供配電網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展延伸，各變電基站分布越來(lái)越廣越來(lái)越偏遠(yuǎn)，雖然擴(kuò)大了電力供應(yīng)覆蓋范圍，但是也給變電設(shè)備維護(hù)帶來(lái)了極大的困難。特別是對(duì)于偏遠(yuǎn)的變電站，鋪設(shè)傳統(tǒng)的通信線路成本大而且施工難度也非常大，導(dǎo)致這些變電站難以獲得及時(shí)有效的維護(hù)，進(jìn)而難以保障獲得有效的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。但是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)不需要有線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，因此非常適合于電力通信專用網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用，極大地提升了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

3.1.2 為新建變電站臨時(shí)通信需要提供便利

在新變電站的建造過(guò)程中，通常由于各方面的約束使電力通訊網(wǎng)絡(luò)建造進(jìn)度緩慢，因此亟需開通相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，提升變電站的施工效率，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)則可以方便地組建并及時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信服務(wù)，大幅度提升了通信網(wǎng)絡(luò)的便捷性，因此，在對(duì)變電站進(jìn)行施工時(shí)，可以先展開無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)與外部的通信服務(wù)，進(jìn)而為工程建設(shè)提供便利，大幅度提升施工速度。

3.1.3 不斷完善自動(dòng)化配網(wǎng)的個(gè)性化服務(wù)

當(dāng)前，由于在配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)方面的儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致在進(jìn)行自動(dòng)化配網(wǎng)時(shí)僅僅是更具傳統(tǒng)的配網(wǎng)模式進(jìn)行配網(wǎng)，但是其只能滿足基本的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，沒有針對(duì)具體用戶的現(xiàn)實(shí)需求展開個(gè)性化的配網(wǎng)操作，因此，以后要不斷完善自動(dòng)化配網(wǎng)的個(gè)性化服務(wù)，加強(qiáng)對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的利用，為相關(guān)用戶提供越來(lái)越多的個(gè)性化服務(wù)，提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

3.2 電力通信專用網(wǎng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案概述

3.2.1 電力通信專用網(wǎng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)主要指導(dǎo)思想

綜合前面介紹的幾種主流無(wú)線通信技術(shù)，WiMAX、WMN、衛(wèi)星通訊都能夠直接用于電力應(yīng)急通訊專網(wǎng)中，但是相比之下，WiMAX無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可能更加適合在配網(wǎng)自動(dòng)化通訊中得到廣泛應(yīng)用。因此，在建設(shè)電力通信專網(wǎng)時(shí)要優(yōu)先選用WiMAX無(wú)線通信技術(shù)。除此之外，為防止在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)導(dǎo)致原有的通信網(wǎng)絡(luò)廢棄或者重復(fù)建設(shè)情況出現(xiàn)，通常可以將WiMAX技術(shù)、WLAN技術(shù)以及衛(wèi)星通信技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定網(wǎng)絡(luò)切換機(jī)制，以使得各種通信網(wǎng)絡(luò)能夠得到最大化的利用，避免資源浪費(fèi)，提升資源利用率。

3.2.2 電力通信專用網(wǎng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組建方案

綜上所述，可以采取以下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案：首先，在變電站、供電所以及高山上迅速建立WiMAX基站，在搶修車輛、配網(wǎng)接入點(diǎn)以及災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)配備WiMAXCPE終端實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)回傳，在各個(gè)基站結(jié)合實(shí)際情況，采集IP數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星通訊、微波網(wǎng)以及光纖傳輸網(wǎng)等資源并將其與配網(wǎng)中心和指揮中心實(shí)現(xiàn)信息連接共享，進(jìn)而在災(zāi)害過(guò)程中利用原有通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，滿足災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)基本的通信業(yè)務(wù)需求。除此之外，不僅要加強(qiáng)應(yīng)用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)方便應(yīng)急通訊時(shí)實(shí)現(xiàn)與外界穩(wěn)定通信，還要能夠根據(jù)實(shí)際鋪設(shè)光纖，將光纖網(wǎng)絡(luò)作為電力通信網(wǎng)絡(luò)配網(wǎng)的專用通訊網(wǎng)絡(luò)，從而不斷提升電力通信專網(wǎng)中的配網(wǎng)自動(dòng)化水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，光纖組網(wǎng)方式被大量廣泛應(yīng)用于電力通信專網(wǎng)中，一旦遭遇自然災(zāi)害，比如洪澇災(zāi)害、山體滑坡等，都會(huì)直接威脅到這些光纜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至可能造成大面積光纜中斷問(wèn)題，這時(shí)要想進(jìn)行光纜搶修，就必須要滿足對(duì)應(yīng)的工作條件，而且搶修進(jìn)程比較長(zhǎng)，因此電網(wǎng)的運(yùn)行安全將會(huì)同時(shí)面臨嚴(yán)重威脅。本文通過(guò)歸納分析電力通信專網(wǎng)中無(wú)線通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，提出了幾種對(duì)應(yīng)的無(wú)線通信技術(shù)組網(wǎng)方案，希望能夠?yàn)閷?shí)踐工作者提供一定的參考。

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收稿日期：2018-6-20