申小霜 國網(wǎng)山西省電力公司長治供電公司
近年來,電網(wǎng)通信一直以光纖網(wǎng)絡(luò)為主,然而城市配電網(wǎng)光纖通道建設(shè)周期長、成本高,且難以解決配電網(wǎng)點無光纖覆蓋的保護配置問題,已經(jīng)成為配電網(wǎng)故障快速處理技術(shù)在推廣過程中的主要影響因素。隨著以5G為代表的新型通信技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用,特別是在高帶寬、低時延方面的突破,可通過增加信息量優(yōu)化配電網(wǎng)保護原理,提升配電網(wǎng)保護的動作性能。
5G通信技術(shù)是在4G通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的通信技術(shù),與4G通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度大幅度提升。4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸峰值為150Mb/s,而5G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度為15Gb/s,與此同時,5G通信技術(shù)能對網(wǎng)絡(luò)延時進行有效的控制。由于5G技術(shù)具備超低時延、超高帶寬、更高移動速率以及海量接入的優(yōu)勢性能,4G無法承載的時延敏感及大帶寬業(yè)務(wù)將通過5G網(wǎng)絡(luò)承載應(yīng)用,根據(jù)ITU的正式定義,5G有3個主要應(yīng)用場景:eMBB(增強型移動寬帶)、mMTC(大連接物聯(lián)網(wǎng))、uRLLC(低時延和高可靠通信),可有效滿足用戶對于大連接、大流量及低時延的基本需求。
5G標(biāo)準(zhǔn)面向不同的需求場景,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的安全性、移動性、時延和可靠性的要求是不一樣的,因此需要采用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將一張物理網(wǎng)絡(luò)分成多個虛擬網(wǎng)絡(luò),每個切片資源面向不同的應(yīng)用場景需求,邏輯上進行隔離,相互獨立。針對電網(wǎng)應(yīng)用場景需求,網(wǎng)絡(luò)切片不僅有助于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隔離,還有助于提升數(shù)據(jù)的安全性,相對無線公網(wǎng)的“軟”切片,可以采取更嚴(yán)格的“硬”切片技術(shù),這樣不僅要求對網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)進行調(diào)整,而且要求對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行更精準(zhǔn)的標(biāo)識,所以從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計到端到端不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn),從無線頻率的規(guī)劃使用到核心網(wǎng)的分區(qū)而治,從通道隔離到處理板的分工,均需要詳細設(shè)計。安全隔離設(shè)計嚴(yán)格遵守“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的原則,基站應(yīng)通過獨立的時頻資源、基站傳輸單板/端口為特定業(yè)務(wù)提供專線通道,滿足不同安全大區(qū)業(yè)務(wù)物理隔離的要求。
在分布式基站的基礎(chǔ)上規(guī)劃5G無線網(wǎng)絡(luò)時,相關(guān)人員應(yīng)設(shè)計基本的規(guī)劃方案,該計劃方案主要指的是通過利用射頻處理單元和基帶處理單元對網(wǎng)絡(luò)基站模式進行構(gòu)建,從而為5G無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作奠定基礎(chǔ)。在分布式基站基本規(guī)劃方案中,主要是將基帶處理單元設(shè)置在機房內(nèi)部,將射頻處理單元設(shè)置在機房外部,這里需要注意的是,射頻處理單元要在覆蓋區(qū)域內(nèi),進而能夠通過鐵塔以及天面等保證射頻處理單元的穩(wěn)定運作。通過這種布置方式,能夠使射頻處理單元能夠統(tǒng)一實現(xiàn)射頻濾波與放大,還能夠進行變頻處理,并且,通過設(shè)置饋線還能夠與天線進行連接。這意味著,相較于其他基站,通過按照該方法建設(shè)5G無線網(wǎng)絡(luò)能夠有效提升分布式基站對頻譜的利用效率,從而達到高頻譜的利用目的。通過將基帶處理單元統(tǒng)一放置在機房內(nèi)部,能夠有效實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸、處理基帶信號以及主控信號等功能。但是,該設(shè)置方案具有兩個問題,第一個問題是:在將射頻處理單元設(shè)置在機房外部、將基帶處理單元設(shè)置在機房內(nèi)部,運維成本得到了增加,且需要較強的風(fēng)險管控能力;第二個問題是:給信息數(shù)據(jù)的傳輸接入方面提出了更高的要求。這主要是因為5G無線網(wǎng)絡(luò)不同于3G和4G,該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對帶寬和容量具有更高的要求,這造成在以分布式基站為基礎(chǔ)構(gòu)建5G無線網(wǎng)絡(luò)時,對信息數(shù)據(jù)的傳輸管道的性能提出了更高的要求。
網(wǎng)絡(luò)切片管理應(yīng)該考慮本行業(yè)的終端和服務(wù)器系統(tǒng),針對分布式電源調(diào)控進行調(diào)整。可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化管理機制(MANO)提供管理方式,如虛擬資源的分配、上報和硬件故障報警等。網(wǎng)絡(luò)切片管理由業(yè)務(wù)管理層、切片管理層和切片子網(wǎng)管理層組成。網(wǎng)絡(luò)切片管理還將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化所需操作,包括電力業(yè)務(wù)通訊頂層設(shè)計、工作票準(zhǔn)備、網(wǎng)絡(luò)配置、保護激活、實時監(jiān)控、自動上傳報告、參數(shù)修改以及工作終止等業(yè)務(wù)操作,實現(xiàn)業(yè)務(wù)全生命周期管理。
基站服務(wù)中斷現(xiàn)象中,50%與電源室相關(guān)的。對于2G、3G語音業(yè)務(wù)為主的移動通信系統(tǒng),小范圍的網(wǎng)絡(luò)中斷,影響的僅僅是語音業(yè)務(wù)或者少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),相對屬于可控范圍之內(nèi);5G業(yè)務(wù)面對eMBB(移動增強寬帶)、mMTC(海量物聯(lián))和uRLLC(高可靠低時延連接)三大應(yīng)用場景,一旦電源中斷,將導(dǎo)致移動支付、虛擬技術(shù)、人工智能等等萬物互連的影響,將大面積影響工業(yè)生產(chǎn)、社會生活等等嚴(yán)重社會后果,帶來的損失將無法估量。因此,5G基站建設(shè)中的電源安全可靠性,將是重點考慮的關(guān)鍵因素之一。
基站電源等基礎(chǔ)設(shè)施的配置,是電源新設(shè)備技術(shù)應(yīng)用的重要創(chuàng)新延伸。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè),需要大規(guī)模的基站網(wǎng)絡(luò)部署,以滿足高頻率通信、大容量接入和高速率移動需求?,F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、分布式基站、安全性等基礎(chǔ)設(shè)施上做好規(guī)劃和創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用,是當(dāng)前的一項重要任務(wù),也是取得經(jīng)濟效益和社會效益的重要手段,我們有責(zé)任有義務(wù)做好這項基礎(chǔ)工作,以促進5G通信在電力系統(tǒng)的應(yīng)用。