电力无线专网规模测算与组网模式设计.pdf

电力无线专网规模测算与组网模式设计摘要：“十三五”期间，国家电网公司加快推进配电网发展，大力提升了配电网的自动化、智能化水平，对终端通信接入网的带宽、可靠性及建设运维管理提出了更高的要求。针对日益增长的业务需求，国家电网公司已组织开展了接入网顶层设计，其中无线专网的试点建设是接入网“统一建设”的重中之重。关键词：电力；无线专网；规模测算；组网模式设计中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：引言：随着泛在电力物联网建设的逐步推进，电力无线专网作为泛在电力物联网的重要环节之一，被赋予了新的、更高的技术和应用要求。现有电力无线专网通信系统在实际应用中仍存在地下室、密集城区、楼宇阴影区等覆盖盲区，无法实现全覆盖。为了解决以上问题，文章提出了一种基于扩频通信的电力无线专网深度覆盖技术以及系统解决方案。该方案充分运用扩频通信的技术优势，有效提升了电力无线专网通信系统的通信速率、系统容量以及覆盖范围，为电力业务提供了有力支撑。1无线专网建设的必要性1.1业务需求光纤专网在建设及运维过程中存在一定的难度，同时移动巡检、应急通信、配网抢修等移动业务对通信灵活性、数据实时性和接入带宽要求日益提高，对终端通信接入网的要求逐渐提升。“十三五”期间，电力通信网建设的重点之一是提升终端通信接入网的业务支撑能力，根据接入网“多手段、多功能、全业务、全覆盖”的建设目标，LTE无线专网将成为终端通信接入网建设的重要技术体制之一。1.2技术必要性电力光纤专网可实现“点”的覆盖，难以实现“面”的覆盖，无法支撑新兴移动业务的需求。无线公网为租用网络，通道的安全性、稳定性、可靠性等指标受到限制，且长期流量费用较高；同时由于业务等级不高，公网服务质量可变因素较多，尤其是在发生突发事件或局部地区举办大型活动时，不能确保网络畅通。而电力无线专网为自建网络，可靠性较高，业务优先级能得到保障，在满足安全要求的前提下，采用无线通信技术可较好地实现多业务承载。2电力无线专网深度覆盖系统2.1电力无线专网无线拉远终端电力无线专网无线拉远终端是采用扩频无线通信技术进行用电需求侧信息采集与分析处理的一种采集终端设备，它负责完成RS-485信号和扩频无线信号的转换，从而实现对RS-485智能电表的无线集中抄表，是基于230MHz电力无线专网深度覆盖需求场景设计的核心设备。无线拉远终端通信接口可自适应DL/T645—2007《多功能电能表通信协议》，自动切换通信速率，满足国家电网有限公司Q/GDW1374—2013《电力用户用电信息采集系统》系列标准要求。同时，支持数据透传，可使用红外对采集器进行抄读、设置及现场调试，并具有体积小、成本低、简易安装等特点。2.2电力无线专网深度覆盖系统解决方案在230MHz电力无线专网通信系统的基础上，本文提出并设计了电力无线专网深度覆盖系统解决方案，。用电信息采集业务的采集对象包括各类大中小型专变用户、各类380/220V供电的工商业用户和居民用户以及公用配变考核计量点，覆盖盲区主要包括室外阴影区、地下室/竖井覆盖盲区和楼宇覆盖盲区。无线拉远终端作为电力无线专网的补充通道，协同电力无线专网共同完成了采集计量终端与业务主站之间的数据交互，支撑用电信息采集业务的可靠实施，实现安全可靠的双向通信。3多业务承载的安全策略根据国家电网公司文件，接入网总体安全防护策略是：综合考虑接入网安全防护需求和承载业务安全防护需求，兼顾安全防护适度性、实施可行性和经济性，采取“终端信息加密、网络准入控制、数据安全交换”等防护措施，构建“终端可信、传输可靠、边界可控”的接入网技术防护体系。具体安全要求如下。3.1终端可信在终端侧集成安全芯片或部署公共接入单元，实现双向认证和数据加解密，需支持国密SM1和SM2算法。3.2传输可靠在启用传输通道自身安全机制的基础上，采取公共接入平台进行防护，公共接入平台采用VPN虚拟专用加密通道、敏感数据标识、网络接入控制等技术，建立各个业务的安全传输通道，实现多业务的统一接入、加密传输、安全隔离。3.3边界可控实现终端认证授权、数据加解密、数据过滤与交换、设备管理与监控、网络审计、攻击阻断等功能。4无线/光纤混合组网根据地区现有接入网的实际情况，光纤专网在建设及运维中存在一些难点问题，可针对性地在接入网试点无线/光纤多技术融合组网技术，实现接入网对业务的有效覆盖及可靠承载。4.1光纤末端接入业务，无线汇聚回传在新建小区业扩接入工程中，由于主干道管廊资源不足，光缆只能敷设到主干道，或光缆需敷设较长的距离才能接入最近汇聚点，这时可将光缆敷设至邻近主干道环网柜，接入设置在环网柜内的CPE，通过无线专网上传数据，环网柜内的配用电业务也可使用该CPE接入。4.2建立应急通道实现数据透传当光纤专网的光缆出现故障时，由于管道被埋等原因，抢修工作较长，对业务应