探討5G移動(dòng)通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

錢 量

（湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

與以往的4G移動(dòng)通信技術(shù)和3G通信技術(shù)不同，5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效提高信息數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸量，更快地滿足使用者的要求。因此，應(yīng)對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探析，促進(jìn)電力行業(yè)健康發(fā)展。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的相關(guān)概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)是新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。相較于之前的4G移動(dòng)通信技術(shù)和3G移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸、流量成本、能源使用以及系統(tǒng)容量等方面實(shí)現(xiàn)了極大優(yōu)化[1]。它不僅為萬物物聯(lián)提供了通信技術(shù)支持，而且其高寬帶和大容量能夠有效滿足企業(yè)和個(gè)人的使用需求。5G移動(dòng)通信技術(shù)含有的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾種。第一，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠有效提高數(shù)據(jù)流量，同時(shí)為上萬個(gè)用戶提供服務(wù)，在擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)，有效增加系統(tǒng)容量。第二，自組織網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)劃和分配，并自動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)階段進(jìn)行優(yōu)化，操作簡(jiǎn)單，且在降低成本的同時(shí)不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)使用質(zhì)量。第三，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，也被稱為智能虛擬網(wǎng)絡(luò)。在當(dāng)前時(shí)代背景下，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備的普及應(yīng)用，音頻業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)數(shù)量都呈爆炸式增長。若使用以往的移動(dòng)通信技術(shù)，將無法處理如此巨大的網(wǎng)絡(luò)流量，影響用戶的服務(wù)體驗(yàn)。但是，應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效分發(fā)業(yè)務(wù)內(nèi)容，并降低時(shí)延，緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵狀況，滿足用戶對(duì)速度和質(zhì)量的要求[2]。

2 5G移動(dòng)通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義

電力通信系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要承擔(dān)的工作任務(wù)是滿足電力系統(tǒng)的通信需求。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中往往需要對(duì)電力生產(chǎn)和相關(guān)設(shè)備等進(jìn)行控制，而控制指令的傳輸主要通過電力通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。目前來看，電力通信系統(tǒng)涵蓋的主要工作內(nèi)容包括以下5個(gè)方面。第一，電話聯(lián)系及調(diào)度電話管理等工作。第二，加載電力信息數(shù)據(jù)，并在加載結(jié)束后進(jìn)行傳輸。第三，保護(hù)傳輸信號(hào)。第四，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)傳真功能。第五，連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。由此看來，電力通信系統(tǒng)的各項(xiàng)工作任務(wù)對(duì)電力信號(hào)信息數(shù)據(jù)的傳輸需求較大，而5G移動(dòng)通信技術(shù)具有極強(qiáng)的先進(jìn)性，能夠有效擴(kuò)大系統(tǒng)容量和連接大規(guī)模設(shè)備，可提高系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸速率、減少延遲、降低系統(tǒng)成本，為電力企業(yè)的發(fā)展提供有效的技術(shù)助力[3]。

2.1 滿足電力通信系統(tǒng)對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸速度的要求

電力通信系統(tǒng)主要承擔(dān)的工作是準(zhǔn)確高效地傳輸電力信息數(shù)據(jù)。但是，人們對(duì)電力需求和電力通信系統(tǒng)所連設(shè)備的數(shù)量逐漸增加，尤其是電力設(shè)備和電力通信設(shè)備，影響了電力相關(guān)信息數(shù)據(jù)的處理效率和傳輸效率。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，電力企業(yè)的電力系統(tǒng)不斷優(yōu)化，相關(guān)設(shè)備逐漸具有智能化和自動(dòng)化等性能。這需要更先進(jìn)的通信技術(shù)配合來完成，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的信息數(shù)據(jù)采集、處理以及傳輸。5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效滿足電力通信系統(tǒng)對(duì)通信技術(shù)的需求。在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，能夠有效優(yōu)化電力通信系統(tǒng)的整體工作效率，滿足人們?nèi)找嫣岣叩碾娏π枨?，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度和運(yùn)行質(zhì)量[4]。

2.2 有效提高電力通信系統(tǒng)電力信息數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量

目前，電力信息數(shù)據(jù)的傳輸速度僅滿足人們對(duì)電力的部分需求。但是，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，所連接的各個(gè)設(shè)備需要開展信號(hào)的發(fā)送和電力信息數(shù)據(jù)的傳輸，其中主要包括電力控制設(shè)備、檢測(cè)系統(tǒng)以及服務(wù)系統(tǒng)等。因此，在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)較多的信號(hào)干擾情況，進(jìn)而影響信息數(shù)據(jù)的采集、處理以及傳輸質(zhì)量。在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，能夠借助5G移動(dòng)通信技術(shù)的延遲低、流量密度大以及網(wǎng)絡(luò)容量大的先進(jìn)優(yōu)勢(shì)，提升信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效率，降低信號(hào)干擾帶來的影響，使現(xiàn)代電力通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作[5]。

3 電力通信系統(tǒng)中5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，5G移動(dòng)通信技術(shù)已應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)，如物聯(lián)技術(shù)、云端技術(shù)、定向波束傳輸技術(shù)、高寬帶技術(shù)以及人工智能技術(shù)等，極大地優(yōu)化了電力通信系統(tǒng)的性能和運(yùn)行質(zhì)量，具有極其深遠(yuǎn)的意義。

3.1 物聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)技術(shù)也就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過信息傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)任何物體與網(wǎng)絡(luò)的連接，從而實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的通信和共享，同時(shí)具有智能化的監(jiān)管和識(shí)別功能[6]。5G移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。5G移動(dòng)通信技術(shù)具有極強(qiáng)的先進(jìn)性，能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速傳播，強(qiáng)化信息數(shù)據(jù)交互及共享的實(shí)時(shí)性和實(shí)效性。電力通信系統(tǒng)主要進(jìn)行電力信息數(shù)據(jù)的采集、處理及傳輸。從目前我國電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，為有效保護(hù)環(huán)境，往往采用風(fēng)力發(fā)電，雖然具有綠色發(fā)電的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但整體經(jīng)濟(jì)效益較低，造成了較為嚴(yán)重的電力損耗。物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，相關(guān)工作人員能夠通過物聯(lián)技術(shù)中傳感器節(jié)點(diǎn)和5G移動(dòng)通信技術(shù)廣泛的覆蓋面積實(shí)時(shí)監(jiān)控天氣情況和風(fēng)力變化的數(shù)據(jù)。高質(zhì)量的信息數(shù)據(jù)傳播能夠幫助相關(guān)工作人員掌握準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，通過計(jì)算技術(shù)分析數(shù)據(jù)并合理操控發(fā)電機(jī)等設(shè)備，從而快速傳輸電力通信系統(tǒng)下達(dá)的相關(guān)控制指令，提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，避免發(fā)電過程中產(chǎn)生較多發(fā)電能源損耗。另外，應(yīng)用物聯(lián)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的智能化連接，如電力設(shè)備與移動(dòng)終端、PC端的連接等，有效擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模，降低各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行流量，從而減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)行支出，提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[7]。

3.2 云端技術(shù)的應(yīng)用

云端技術(shù)是電力企業(yè)開展信息化建設(shè)工程中必然會(huì)涉及的現(xiàn)代化技術(shù)之一。在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用云端技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電力相關(guān)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，還能夠?yàn)樾畔?shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)提供安全保護(hù)，避免出現(xiàn)信息篡改和數(shù)據(jù)丟失等問題。該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)流量和信息數(shù)據(jù)的上傳速率提出了更高要求，而5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效滿足該技術(shù)的使用要求。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，通過應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，電力通信技術(shù)逐漸向多樣化方向發(fā)展。電力通信系統(tǒng)能夠?qū)τ脩粜枨筮M(jìn)行自動(dòng)化分析，并以此為基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的推送，及時(shí)滿足用戶的各項(xiàng)用電和通信需求，提高服務(wù)質(zhì)量。自動(dòng)分析主要以云端存儲(chǔ)的用戶數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，而5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效滿足云端技術(shù)數(shù)據(jù)流量和相關(guān)數(shù)據(jù)的上傳要求，進(jìn)而準(zhǔn)確高效地完成分析工作[8]。

5G移動(dòng)通信技術(shù)具有數(shù)據(jù)流量長和成本低等特點(diǎn)，能夠在深化云端技術(shù)的同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶的用電功率，并將信息數(shù)據(jù)及時(shí)上傳到云端。云端分析用戶數(shù)據(jù)后，能夠合理調(diào)整電力輸送狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電力資源配置最優(yōu)化，避免資源浪費(fèi)。例如，在對(duì)用電量進(jìn)行計(jì)費(fèi)時(shí)，通過使用融合了5G移動(dòng)通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)用電量的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析以及抄送，使用戶能夠自主繳費(fèi)。一方面有效避免了人工超標(biāo)帶來的失誤，提升了工作質(zhì)量和效率，另一方面用戶無需到線下繳費(fèi)，在保證電費(fèi)及時(shí)到賬的同時(shí)給予了客戶良好的服務(wù)體驗(yàn)，符合現(xiàn)代化電力企業(yè)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展目標(biāo)。

3.3 定向波束傳輸技術(shù)的應(yīng)用

定向波束傳輸技術(shù)被應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)，主要能夠提高電力通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。以往傳統(tǒng)的電力通信系統(tǒng)使用的是4G移動(dòng)通信技術(shù)，而以該技術(shù)為基礎(chǔ)的電力通信系統(tǒng)主要依靠天線發(fā)射電波傳輸電力信息數(shù)據(jù)。在電力信息數(shù)據(jù)傳輸過程中，該信號(hào)極易受到其他電磁波信號(hào)的影響，導(dǎo)致電力通信系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量相對(duì)較差。定向波束傳輸技術(shù)是在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，有機(jī)整合無線傳輸技術(shù)與電力信號(hào)處理技術(shù)，從而進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的傳輸。定向波束傳輸技術(shù)不僅能夠在原有基礎(chǔ)上強(qiáng)化電力信號(hào)傳輸質(zhì)量和精準(zhǔn)性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)電力信號(hào)的指定傳輸。因?yàn)殡娏νㄐ畔到y(tǒng)在通過定向束波傳輸技術(shù)方式進(jìn)行信號(hào)或信息傳輸時(shí)，能夠避免電磁波對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，進(jìn)而在提高傳輸效率的同時(shí)保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[9]。

3.4 高寬帶技術(shù)的應(yīng)用

相較于4G移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信技術(shù)由于高寬帶的特點(diǎn)具有更大的通信容量，因此應(yīng)用范圍更廣闊。在電力通信系統(tǒng)建設(shè)過程中，為有效提高其運(yùn)行質(zhì)量，及時(shí)滿足各項(xiàng)需求，該系統(tǒng)的權(quán)限不斷提升，逐漸向智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展。未來，無論是電力系統(tǒng)還是電力通信系統(tǒng)，人力資源需求將逐漸降低。也就是說，電力通信系統(tǒng)正逐漸發(fā)展為無人化控制。在該運(yùn)行條件下，電力通信系統(tǒng)需要獨(dú)自采集、接收、處理、分析及傳輸海量電力信息數(shù)據(jù)及信號(hào)，勢(shì)必會(huì)增加更多的電力相關(guān)設(shè)備。電力通信系統(tǒng)需要能夠承載更多的設(shè)備、處理更多的數(shù)據(jù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)高寬帶的先進(jìn)優(yōu)勢(shì)能夠有效滿足電力通信系統(tǒng)的發(fā)展和使用要求。在應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)后，電力通信系統(tǒng)無需進(jìn)行擴(kuò)容就能夠直接加載電力通信模塊，具有極強(qiáng)的先進(jìn)性[10]。

3.5 人工智能的應(yīng)用

電力通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中往往需要進(jìn)行電力工作人員與系統(tǒng)、設(shè)備與設(shè)備之間的交互。在電力通信系統(tǒng)中使用5G移動(dòng)通信技術(shù)，能夠在保證智能交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能交互技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)。相較于物聯(lián)技術(shù)構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，人工智能則能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)與系統(tǒng)的緊密連接，在降低人力成本和其他各項(xiàng)成本的同時(shí)，提高電力通信系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的傳輸速率，優(yōu)化人工智能的運(yùn)行質(zhì)量，從而更好地滿足人們對(duì)電力的需求。

4 結(jié) 論

5G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行及發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此應(yīng)深入研究5G移動(dòng)通信技術(shù)的先進(jìn)特點(diǎn)，將其應(yīng)用于人工智能、云端技術(shù)以及物聯(lián)等方面，優(yōu)化電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，促進(jìn)電力行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。