電力通信系統(tǒng)中的“5G”技術(shù)應(yīng)用分析

李志堅(jiān)

公誠(chéng)管理咨詢(xún)有限公司 北京 100031

在美國(guó)“次貸危機(jī)”發(fā)生、蔓延至全球后，以德國(guó)為首的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，為了化解本次危機(jī)，提出了以工業(yè)4.0主導(dǎo)的新一輪工業(yè)革命浪潮，加劇了通信技術(shù)、信息技術(shù)、電力技術(shù)的深度融合，全面促進(jìn)了各行各業(yè)的“智能化”升級(jí)。并且，以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)新了“智慧電力”、“智慧城市”、“智慧生活”等新型發(fā)展形態(tài)，為人們生存方式的改變，提供了新的升級(jí)可能。當(dāng)前，正值我國(guó)“物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)關(guān)鍵時(shí)期，有必要從技術(shù)融合應(yīng)用的角度，增強(qiáng)對(duì)作為“物聯(lián)網(wǎng)”動(dòng)力基礎(chǔ)的電力通信系統(tǒng)研究。

1 “5G”技術(shù)內(nèi)涵解析

我國(guó)在通信技術(shù)領(lǐng)域，先后經(jīng)歷了“2G”、“3G”、“4G”時(shí)代，現(xiàn)階段已經(jīng)通過(guò)“5G”技術(shù)的成功研發(fā)與大范圍推廣應(yīng)用，領(lǐng)先于全球同業(yè)市場(chǎng)。所謂的“5G”，指的是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”，其主要特征體現(xiàn)在蜂窩移動(dòng)方面。雖然屬于“4G”技術(shù)的升級(jí)版本，但是，與其有著本質(zhì)差異。

從當(dāng)前“5G”技術(shù)在我國(guó)各大領(lǐng)域的應(yīng)用情況分析，它與數(shù)字化科技變革密切關(guān)聯(lián)。既能夠與“人工智能”、“大數(shù)據(jù)”、“云計(jì)算”有效融合，也可以在數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)上，為智能化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提供必要的通信支持。與前四代移動(dòng)通信技術(shù)相比，“5G”技術(shù)在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的生產(chǎn)要素層面，具有無(wú)與倫比的比較優(yōu)勢(shì)。集中體現(xiàn)在與其他技術(shù)的融合性強(qiáng)，和各類(lèi)設(shè)備的兼容性好，以及在網(wǎng)絡(luò)通信方面的超前穩(wěn)定性、高效性方面。尤其在傳輸速度方面，以無(wú)線(xiàn)通信為主的“5G”技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)的高效傳輸，在信息傳送能力方面，顯示了它的“超級(jí)通信功能”[1]。

2 “5G”關(guān)鍵技術(shù)分析

現(xiàn)階段“5G”關(guān)鍵技術(shù)主要包括智能化技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、SDN/NFV技術(shù)、LMIMO技術(shù)。

以智能化技術(shù)為例，“5G”移動(dòng)通信技術(shù)，通過(guò)云平臺(tái)搭建基礎(chǔ)后，可以與不同種類(lèi)、不同類(lèi)型的智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，為各類(lèi)智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果分發(fā)，提供多路徑、多元化的通信服務(wù)。如“智能家居”中，對(duì)于“5G”智能化技術(shù)的運(yùn)用，就能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)客戶(hù)端的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制，為其打造“智慧生活”提供智能技術(shù)支持。

以超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，可以發(fā)揮“5G”技術(shù)比較優(yōu)勢(shì)，化解移動(dòng)數(shù)據(jù)流量直線(xiàn)式增長(zhǎng)產(chǎn)生的傳輸速度降低問(wèn)題。并且，在拉近節(jié)點(diǎn)與終端距離的同時(shí)，可加速網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。目前對(duì)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用表明，其節(jié)點(diǎn)關(guān)閉與開(kāi)啟均有“隨機(jī)性”特點(diǎn)。而且，在“網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)部署”下，能夠通過(guò)“通信感知”，實(shí)現(xiàn)最近節(jié)點(diǎn)或相鄰節(jié)點(diǎn)的快速對(duì)接。

以SDN/NFV技術(shù)為例，可以在SDN與NFV技術(shù)資源整合與配套應(yīng)用的條件下，架構(gòu)“虛構(gòu)網(wǎng)絡(luò)”，滿(mǎn)足“數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)”對(duì)于海量數(shù)據(jù)處理中的多元處理需求。目前，該技術(shù)的應(yīng)用中，可構(gòu)建“應(yīng)用層－控制層－基礎(chǔ)層”，借助API開(kāi)放配置提高網(wǎng)絡(luò)管理效率。

以L(fǎng)MIMO技術(shù)為例，通過(guò)將數(shù)字信息處理技術(shù)、天線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)強(qiáng)信號(hào)電波的終端發(fā)送，滿(mǎn)足了現(xiàn)代移動(dòng)客戶(hù)端高頻率、可視化等通信需求，并且，克服了各類(lèi)物體的阻礙[2]。

3 電力通信系統(tǒng)中的“5G”技術(shù)應(yīng)用分析

從當(dāng)前電力通信系統(tǒng)中，對(duì)“5G”技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用場(chǎng)景，以及應(yīng)用功能需求分析，主要的應(yīng)用體現(xiàn)在萬(wàn)物互聯(lián)、云計(jì)算中心數(shù)據(jù)處理、電力工業(yè)4.0三大方面。

比如，在萬(wàn)物互聯(lián)方面，通過(guò)對(duì)智能化技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、SDN/NFV技術(shù)、LMIMO技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以使萬(wàn)物轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后，通過(guò)“5G”技術(shù)，全面搭建“物聯(lián)網(wǎng)”。此時(shí)，所有現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景中的事物，與虛擬化后的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)現(xiàn)高效、快速、直接、無(wú)阻礙的萬(wàn)物互聯(lián)。通過(guò)“虛擬世界”，對(duì)“現(xiàn)實(shí)世界”中的各類(lèi)任務(wù)進(jìn)行在線(xiàn)處理。

再如，在云計(jì)算中心數(shù)據(jù)處理方面，電力行業(yè)的輸配送自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)搶修信息系統(tǒng)、電力營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)，每時(shí)每刻會(huì)生成海量數(shù)據(jù)，在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用“5G”技術(shù)，可以提升各系統(tǒng)之間的通信能力，為數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分發(fā)，提供各條路徑上的數(shù)據(jù)通信支持。如對(duì)高寬帶、定向波束、無(wú)線(xiàn)通信的功能應(yīng)用，即可以在“智能電廠(chǎng)”中快速實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、定向、高速信號(hào)傳輸，讓自動(dòng)化配電、自動(dòng)化故障診斷、自動(dòng)化變電節(jié)點(diǎn)通信全面智能化，并結(jié)合巡視機(jī)器人，使我國(guó)電力行業(yè)全面升級(jí)到電力工業(yè)4.0時(shí)代。

再如，在電力工業(yè)4.0方面，其核心在于對(duì)人工智能的運(yùn)用。由于“智慧電力”中的電氣設(shè)備數(shù)量多、路線(xiàn)復(fù)雜、交互性復(fù)雜、數(shù)據(jù)生成量大、運(yùn)維管理工作強(qiáng)度高，所以，為了化解此類(lèi)問(wèn)題，可通過(guò)“5G”技術(shù)，將所有設(shè)備用執(zhí)行器連接到云計(jì)算中心。然后，在萬(wàn)物互聯(lián)的基礎(chǔ)上，借助“5G”技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)全面以人工智能主導(dǎo)的“智慧電力”生產(chǎn)制造一體化[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)電力行業(yè)借助對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、通信技術(shù)的關(guān)聯(lián)性應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)?，F(xiàn)階段，我國(guó)電力行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“智慧電力”建設(shè)新時(shí)期。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要發(fā)揮電力通信系統(tǒng)比較優(yōu)勢(shì)，借助“5G”技術(shù)，提升電力系統(tǒng)的通信能力，將已經(jīng)應(yīng)用于電力行業(yè)的輸配送自動(dòng)化系統(tǒng)、電力營(yíng)銷(xiāo)信息系統(tǒng)、配網(wǎng)搶修信息系統(tǒng)等，全面關(guān)聯(lián)起來(lái)，促進(jìn)其向著萬(wàn)物互聯(lián)、云計(jì)算中心數(shù)據(jù)處理、電力工業(yè)4.0方向發(fā)展。