主頁（http://www.130131.com）：電力專網(wǎng)通信的技術(shù)——230MHz分布式無線蜂窩自組織網(wǎng)絡(luò)

《2014全球智能電網(wǎng)(中國)峰會》在國家會議中心舉行，在4月1日主題為《智能電網(wǎng)國際標準與信息化》分會上，北極星電力網(wǎng)整理深圳市友訊達科技發(fā)展有限公司總工程師舒杰紅做了“230MHz分布式無線蜂窩自組織網(wǎng)絡(luò)”的演講，全文如下：

代表人：各位來賓，各位朋友大家上午好。我們舒總因為有急事趕會深圳了，由我來代替他來做這個講座。

題目是230MHz分布式無線蜂窩自組織網(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，這些狀態(tài)，所有的這些資料報到主站，報到顯示的這一塊。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)，因為光纖便宜，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系統(tǒng)里面來，通過光纖的接入網(wǎng)降低整個光纖的主官網(wǎng)的成本。大家我都知道，從通信角度來說，無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)量比較低的這種問題。

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

1995年有一個規(guī)定頻段的范圍，主要是230兆的頻段，我們可以通過這個頻段很好的解決電力部門分散設(shè)備通信的需求。當然做無線通信，不管是在公網(wǎng)還是中網(wǎng)的，都是有一個發(fā)展趨勢。從一個傳統(tǒng)的大蜂窩的覆蓋，到現(xiàn)在變成微和微微蜂窩的覆蓋，為什么會有這樣一個趨勢呢?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，進行一個微蜂窩的覆蓋，這樣一來就用一個有線的頻點來達到更高的吞吐量，如果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比較大的話，可以進行微微蜂窩的覆蓋，我們按照這樣的發(fā)展方式設(shè)計這樣的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的架構(gòu)是這樣的架構(gòu)，就是說在我們的主站系統(tǒng)，通過光纖的主干網(wǎng)傳到便利站這種地方，再通過光纖的接入網(wǎng)在底下做分支。

通過光纖的接入網(wǎng)接到230MHz的基站設(shè)備，通過我們這種基站設(shè)備，通過全部的這種網(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，或者說一型、二型的設(shè)備，這種設(shè)備就是說大家可以看到我們是充分把傳感器網(wǎng)絡(luò)運行到專網(wǎng)來，可以對路由和網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性有一個很好的保證。
 

這是一個更詳細的設(shè)備接入圖，從主站下來以后整個是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，再通過我們公司的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來把整個分散的電力設(shè)備解到整個智能的通信網(wǎng)上。這里面是對整個網(wǎng)絡(luò)有一個很好的描述了，這個網(wǎng)絡(luò)主要是通過光纖和無線混合網(wǎng)絡(luò)來達到底層實時的穩(wěn)定通信的功能。我們主要是采取4級3跳的方式，最遠的是采取3級的方式，在4個點。每一級是根據(jù)電力設(shè)備分布的情況來決定通信距離。在現(xiàn)場部屬的距離有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。默認的單個通信通道是19.2K的速率。

我們?yōu)槭裁匆�采�?30MHz平臺技術(shù)部屬這個網(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，因為頻率本身的特性有它固有的優(yōu)勢。比如說這張圖我們可以看到，采取230MHz平臺，發(fā)送功率在農(nóng)村的開闊地區(qū)21公里，樓層密集地區(qū)只能達到10公里。同樣在城市，230MHz達到10公里，用其他的可能一公里都達不到，所以采取230MHz頻段有它自己的優(yōu)勢。

這張圖可以看到整個的架構(gòu)，有一個基站，紅的代表230MHz基站，藍的代表我們具體的用電設(shè)備，像我們的集中區(qū)，或者說我們裝備的終端，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，最遠端的每一個網(wǎng)上的通信設(shè)備都是通信的路由點，通過這個路由點幫助鄰居的電力設(shè)備信號集合，跟以前的傳統(tǒng)電臺方式不一樣。傳統(tǒng)的電臺是大覆蓋，利用率和通信率是很低的，這個是解決智能路由，安裝施工不方便的問題，這種方式是能保證建一個專網(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)，其實電力系統(tǒng)有很多設(shè)備是很偏遠的。比如說水電站和一些智能發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)在安裝的地區(qū)是很偏遠的，物理的地質(zhì)很偏遠，信號是很不穩(wěn)定的，給你帶來將來做智能電網(wǎng)有很大的問題。公網(wǎng)這種首先保證語音的業(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，這樣就對我們實質(zhì)的業(yè)務(wù)有很大風(fēng)險，吞吐量和實施性有問題，另外安全也有問題。整個系統(tǒng)是公網(wǎng)系統(tǒng)，所有的客戶都可以接入，對電力系統(tǒng)的安全是有問題的。咱們做一個電力系統(tǒng)，盡量的對重要的業(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)作為一個接入，光纖系統(tǒng)作為主干傳輸，是一個合理的方案。

這張圖我們可以看到，它可以有最佳路由，最佳路由出現(xiàn)問題的時候，我們可以選用備用路由，因為有很好的路由網(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，讓每一級變的很小，也可以把一個蜂窩變的很大，變的很小是我們的一個發(fā)展方向，很小以后光纖的接入網(wǎng)會密集。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、成本維護都是問題，我們可以把230MHz網(wǎng)眼做的很大，業(yè)務(wù)量提高業(yè)務(wù)，把整個蜂窩的半徑變小，將來是可以調(diào)整的。

這樣一來蜂窩變小以后，頻率、利用率就會變高�，F(xiàn)在投資的資源在未來得到保障，電力系統(tǒng)230MHz平臺的資源是受到國家無委員保障的，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資源形成國家專網(wǎng)�，F(xiàn)在比較分散的，我們按照分散的部署方式，未來我們可以把蜂窩變小，提高整個頻率的利用率。

230MHz技術(shù)還有很多別的技術(shù)，可以建一個高塔，建一個大蜂窩，當然對頻率利用率和網(wǎng)絡(luò)的維護、投資都是很大的問題。所以說實質(zhì)過程中要綜合考慮，能采用微蜂窩的技術(shù)盡量采用微蜂窩的技術(shù)，對投資和網(wǎng)絡(luò)維護都是有好處的。

我們現(xiàn)在設(shè)計的系統(tǒng)默認是這樣的，大約是78K，將近100K的系統(tǒng)。
 

這是微蜂窩和宏蜂窩具體的覆蓋情況，微蜂窩可以增加覆蓋率，因為電網(wǎng)大家講一個全覆蓋，你的蜂窩做的越小的覆蓋越精細，通信技術(shù)更有保障吞吐量會更大一些。

這是微蜂窩和宏蜂窩的區(qū)別，如果你形成一個大蜂窩的，你建第二個蜂窩，采用大蜂窩會產(chǎn)生一個干擾。比如230MHz頻段本來是一兆，采用一個集中的系統(tǒng)的話，建一個大蜂窩，另外一個系統(tǒng)還需要另外一個蜂窩，你還用一個頻段的話，就會出現(xiàn)一些同名干擾，就會有問題。微蜂窩就不一樣，七個頻段就可以做重復(fù)覆蓋，這一個是覆蓋這個，另外一個是覆蓋另外一個，重復(fù)利用同一個頻段，就能提高頻道利用率。隨著業(yè)務(wù)量提高，把蜂窩變要，同樣是七個頻段，提高了整個電力系統(tǒng)傳輸?shù)耐ǖ滥芰Α?/p>

目前，我們公司的技術(shù)調(diào)制方式是4-GFSK，在25KHz單信道上數(shù)據(jù)傳輸速率高，達19.2Kbps。和GPRS有一點區(qū)別，比如說是100多K的，用的時候可以是，有可能永遠不讓你用，因為系統(tǒng)有擁塞什么的。這個是100多K你隨時可以用，而且采取的是冗余的，如果有故障的話，可以進行選路，按照傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的，有它很多的優(yōu)勢。

微蜂窩覆蓋可以解決很多盲區(qū)的問題，一個大的宏蜂窩覆蓋，有的邊緣地方由于功率和城市建筑的地理環(huán)境傳不過去，采用微蜂窩覆蓋可以很好的解決這些盲區(qū)的問題。

整個造價的成本是比較低的，技術(shù)也比較成熟，我們微蜂窩的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國家電網(wǎng)用的數(shù)量也比較多，整個技術(shù)還是比較成熟的。體積也比較小，也可以有多種的供電方式，咱們有太陽能供電、220V供電和互感器，所以我們的基站設(shè)備盡量靠近激戰(zhàn)。

整個網(wǎng)絡(luò)趨勢是由宏蜂窩變成微蜂窩，230微蜂窩也是順應(yīng)發(fā)展趨勢研發(fā)這一套系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可以提高吞吐量，可以建立一個安全可靠的通信系統(tǒng)，這樣一個成熟技術(shù)可以在電力系統(tǒng)大力推廣。

我們在靠門口有一個展臺，里面有很多專家，大家有時間可以到我們展臺上看一看我們的設(shè)備，有什么問題可以到展臺上一起討論一下。