電力專網(wǎng)通信的技術(shù)——230MHz分布式無(wú)線蜂窩自組織網(wǎng)絡(luò)

2014年3月31日，《2014全球智能電網(wǎng)(中國(guó))峰會(huì)》在國(guó)家會(huì)議中心舉行，在4月1日主題為《智能電網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與信息化》分會(huì)上，北極星電力網(wǎng)整理深圳市友訊達(dá)科技發(fā)展有限公司總工程師舒杰紅做了“230MHz分布式無(wú)線蜂窩自組織網(wǎng)絡(luò)”的演講，全文如下：

代表人：各位來(lái)賓，各位朋友大家上午好。我們舒總因?yàn)橛屑笔纶s會(huì)深圳了，由我來(lái)代替他來(lái)做這個(gè)講座。

題目是230MHz分布式無(wú)線蜂窩自組織網(wǎng)絡(luò)，我們這一塊是電力專網(wǎng)通信的技術(shù)，怎么把底層的電力設(shè)備信號(hào)，這些狀態(tài)，所有的這些資料報(bào)到主站，報(bào)到顯示的這一塊。我們大家都知道電力系統(tǒng)最好的專網(wǎng)是部屬光纖網(wǎng)，因?yàn)楣饫w便宜，帶寬比較寬，設(shè)備比較成熟。最好的是光纖的主管網(wǎng)，成本很貴，容量很大。光纖發(fā)展到光纖的接入網(wǎng)，用分支的光纖接入到整個(gè)系統(tǒng)里面來(lái)，通過(guò)光纖的接入網(wǎng)降低整個(gè)光纖的主官網(wǎng)的成本。大家我都知道，從通信角度來(lái)說(shuō)，無(wú)線通信比有線通信發(fā)展的更快，給大家提供了更好的方便性。同樣，在電力系統(tǒng)上，除了光纖之外，我們需要用無(wú)線的技術(shù)解決電力系統(tǒng)的設(shè)備比較分散，很多設(shè)備的通信業(yè)務(wù)量比較低的這種問(wèn)題。

所以我們友訊達(dá)公司提出來(lái)怎么利用電力系統(tǒng)的資源解決電力系統(tǒng)智能通信的問(wèn)題，引用了一個(gè)230MHz無(wú)線自主網(wǎng)的概念。

1995年有一個(gè)規(guī)定頻段的范圍，主要是230兆的頻段，我們可以通過(guò)這個(gè)頻段很好的解決電力部門分散設(shè)備通信的需求。當(dāng)然做無(wú)線通信，不管是在公網(wǎng)還是中網(wǎng)的，都是有一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。從一個(gè)傳統(tǒng)的大蜂窩的覆蓋，到現(xiàn)在變成微和微微蜂窩的覆蓋，為什么會(huì)有這樣一個(gè)趨勢(shì)呢?大蜂窩的覆蓋是頻段的利用率比較差的，頻段的重復(fù)利用比較差以后，同樣的資源進(jìn)行通信的量就比較低了。

我們要根據(jù)電力系統(tǒng)不同的需求，進(jìn)行一個(gè)微蜂窩的覆蓋，這樣一來(lái)就用一個(gè)有線的頻點(diǎn)來(lái)達(dá)到更高的吞吐量，如果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比較大的話，可以進(jìn)行微微蜂窩的覆蓋，我們按照這樣的發(fā)展方式設(shè)計(jì)這樣的系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)是這樣的架構(gòu)，就是說(shuō)在我們的主站系統(tǒng)，通過(guò)光纖的主干網(wǎng)傳到便利站這種地方，再通過(guò)光纖的接入網(wǎng)在底下做分支。

通過(guò)光纖的接入網(wǎng)接到230MHz的基站設(shè)備，通過(guò)我們這種基站設(shè)備，通過(guò)全部的這種網(wǎng)絡(luò)接入各種各樣的電力設(shè)備。比如電力的終端設(shè)備，或者說(shuō)一型、二型的設(shè)備，這種設(shè)備就是說(shuō)大家可以看到我們是充分把傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行到專網(wǎng)來(lái)，可以對(duì)路由和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有一個(gè)很好的保證。

這是一個(gè)更詳細(xì)的設(shè)備接入圖，從主站下來(lái)以后整個(gè)是SDH的骨干網(wǎng)，后面是光纖的接入網(wǎng)，再接入我們230MHz的基站，再通過(guò)我們公司的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來(lái)把整個(gè)分散的電力設(shè)備解到整個(gè)智能的通信網(wǎng)上。這里面是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)很好的描述了，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要是通過(guò)光纖和無(wú)線混合網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)到底層實(shí)時(shí)的穩(wěn)定通信的功能。我們主要是采取4級(jí)3跳的方式，最遠(yuǎn)的是采取3級(jí)的方式，在4個(gè)點(diǎn)。每一級(jí)是根據(jù)電力設(shè)備分布的情況來(lái)決定通信距離。在現(xiàn)場(chǎng)部屬的距離有10公里的，幾公里的，也有20公里的，根據(jù)你的業(yè)務(wù)量大小部屬網(wǎng)絡(luò)蜂窩的容量，是這樣的。默認(rèn)的單個(gè)通信通道是19.2K的速率。

我們?yōu)槭裁匆�采�?30MHz平臺(tái)技術(shù)部屬這個(gè)網(wǎng)絡(luò)呢?大家可以看到同樣的功率，用230MHz部屬的話，通信距離是其他的5倍，因?yàn)轭l率本身的特性有它固有的優(yōu)勢(shì)。比如說(shuō)這張圖我們可以看到，采取230MHz平臺(tái)，發(fā)送功率在農(nóng)村的開(kāi)闊地區(qū)21公里，樓層密集地區(qū)只能達(dá)到10公里。同樣在城市，230MHz達(dá)到10公里，用其他的可能一公里都達(dá)不到，所以采取230MHz頻段有它自己的優(yōu)勢(shì)。

這張圖可以看到整個(gè)的架構(gòu)，有一個(gè)基站，紅的代表230MHz基站，藍(lán)的代表我們具體的用電設(shè)備，像我們的集中區(qū)，或者說(shuō)我們裝備的終端，一型、二型裝備終端這樣的設(shè)備。大家可以看到這些設(shè)備網(wǎng)絡(luò)是分層的，最遠(yuǎn)端的每一個(gè)網(wǎng)上的通信設(shè)備都是通信的路由點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)路由點(diǎn)幫助鄰居的電力設(shè)備信號(hào)集合，跟以前的傳統(tǒng)電臺(tái)方式不一樣。傳統(tǒng)的電臺(tái)是大覆蓋，利用率和通信率是很低的，這個(gè)是解決智能路由，安裝施工不方便的問(wèn)題，這種方式是能保證建一個(gè)專網(wǎng)。

除了230MHz技術(shù)，我們還可以用GPRS技術(shù)，我們部署系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，其實(shí)電力系統(tǒng)有很多設(shè)備是很偏遠(yuǎn)的。比如說(shuō)水電站和一些智能發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)在安裝的地區(qū)是很偏遠(yuǎn)的，物理的地質(zhì)很偏遠(yuǎn)，信號(hào)是很不穩(wěn)定的，給你帶來(lái)將來(lái)做智能電網(wǎng)有很大的問(wèn)題。公網(wǎng)這種首先保證語(yǔ)音的業(yè)務(wù)，電力系統(tǒng)控制性業(yè)務(wù)是比較低的，盡力而為的服務(wù)來(lái)服務(wù)。

這種方式如果我們用GPRS系統(tǒng)作為智能網(wǎng)基礎(chǔ)的通信架構(gòu)的話，這樣就對(duì)我們實(shí)質(zhì)的業(yè)務(wù)有很大風(fēng)險(xiǎn)，吞吐量和實(shí)施性有問(wèn)題，另外安全也有問(wèn)題。整個(gè)系統(tǒng)是公網(wǎng)系統(tǒng)，所有的客戶都可以接入，對(duì)電力系統(tǒng)的安全是有問(wèn)題的。咱們做一個(gè)電力系統(tǒng)，盡量的對(duì)重要的業(yè)務(wù)還是要部署自己的專網(wǎng)，這種情況下采用230MHz系統(tǒng)作為一個(gè)接入，光纖系統(tǒng)作為主干傳輸，是一個(gè)合理的方案。

這張圖我們可以看到，它可以有最佳路由，最佳路由出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，我們可以選用備用路由，因?yàn)橛泻芎玫穆酚删W(wǎng)絡(luò)自愈性和路由的可靠保證。我們這種技術(shù)根據(jù)你的業(yè)務(wù)量需求可以把蜂窩做的很小，讓每一級(jí)變的很小，也可以把一個(gè)蜂窩變的很大，變的很小是我們的一個(gè)發(fā)展方向，很小以后光纖的接入網(wǎng)會(huì)密集。根據(jù)我們的通信容量聚集需求把蜂窩做的很小，你的設(shè)備比較分散，你用光纖接這些設(shè)備，造價(jià)、成本維護(hù)都是問(wèn)題，我們可以把230MHz網(wǎng)眼做的很大，業(yè)務(wù)量提高業(yè)務(wù)，把整個(gè)蜂窩的半徑變小，將來(lái)是可以調(diào)整的。

這樣一來(lái)蜂窩變小以后，頻率、利用率就會(huì)變高�，F(xiàn)在投資的資源在未來(lái)得到保障，電力系統(tǒng)230MHz平臺(tái)的資源是受到國(guó)家無(wú)委員保障的，這是電力系統(tǒng)非常寶貴的資源，我們要想一切辦法充分利用這個(gè)資源形成國(guó)家專網(wǎng)�，F(xiàn)在比較分散的，我們按照分散的部署方式，未來(lái)我們可以把蜂窩變小，提高整個(gè)頻率的利用率。

230MHz技術(shù)還有很多別的技術(shù)，可以建一個(gè)高塔，建一個(gè)大蜂窩，當(dāng)然對(duì)頻率利用率和網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、投資都是很大的問(wèn)題。所以說(shuō)實(shí)質(zhì)過(guò)程中要綜合考慮，能采用微蜂窩的技術(shù)盡量采用微蜂窩的技術(shù)，對(duì)投資和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)都