普天LTE230電力無線通信專網(wǎng),打通電網(wǎng)通信“最后一公里”
無線通信技術的迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化程度的提升,使無線通信技術承載電力通信業(yè)務逐步被行業(yè)認可并成為發(fā)展趨勢。普天技術將新一代移動信息通信技術、網(wǎng)絡和終端產(chǎn)品與電力信息化應用緊密結(jié)合,基于電網(wǎng)授權(quán)使用的230MHz頻段,深度定制出具有知識產(chǎn)權(quán)的“TD-LTE230無線寬帶通信系統(tǒng)”,其廣覆蓋、海量用戶、安全性高等優(yōu)勢為用戶大幅度降低建設和維護投入、提供靈活高效的無線傳輸方案以及多業(yè)務集成解決方案,應用于智能電網(wǎng)工業(yè)監(jiān)測等多個領域,使電力突破發(fā)展瓶頸,提升智能化、精確化,實現(xiàn)規(guī)模效益和投資收益最大化的客戶價值,打造智能電網(wǎng)示范工程,促進工業(yè)化和信息化的同步發(fā)展。
廣覆蓋低成本組網(wǎng)方式化解電力設備“盲”管理
城市非密集區(qū)的配用電網(wǎng)絡具有分布范圍廣、終端節(jié)點分散、通信設備工作環(huán)境復雜、通信距離長、傳輸速率需求多樣、可靠性要求高等特征,存在業(yè)務承載多、終端數(shù)量大型號多、信號盲區(qū)、系統(tǒng)具備QoS規(guī)則制定、業(yè)務調(diào)度能力和自動化建設難度大等諸多難點。電網(wǎng)租用公共網(wǎng)絡資源不能完全滿足智能電網(wǎng)新業(yè)務對帶寬、實時性、數(shù)據(jù)傳輸安全性和可靠性的要求,尤其在通信設備使用高峰期,電網(wǎng)信息傳送會出現(xiàn)“堵車”現(xiàn)象。此外,電網(wǎng)調(diào)度控制中心無法對配用電環(huán)節(jié)的設備進行有效監(jiān)測、控制和管理,設備的“盲”管理導致供電可靠性和電網(wǎng)運行效率低下,成為電網(wǎng)通信最為薄弱的環(huán)節(jié)。因此,無線通信系統(tǒng)所具備的較強覆蓋能力,在站址較少的情況下實現(xiàn)無線專網(wǎng)全覆蓋成為智能電網(wǎng)的必然選擇。
230頻段是國家無線電管理委員會為能源、軍隊、氣象、地震、水利、地礦、輕工等行業(yè)規(guī)定的作為遙測、遙控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務使用的頻段,其中分配給能源部用于全國范圍電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)40個頻點,總計12MHz帶寬,但頻譜使用率低,處于空閑狀態(tài)。普天技術致力于發(fā)揮這一電力專有頻點的帶內(nèi)無干擾、鄰頻率干擾源少、傳播損耗小、覆蓋能力強、天氣對信號傳播性能影響小的特點,以及后續(xù)可申請更多頻率資源靈活擴展、為升級提供可能等諸多優(yōu)勢,基于LTE離散頻譜聚合、頻譜感知等先進技術,全IP網(wǎng)絡架構(gòu)設計,研發(fā)出“LTE230電力通信專網(wǎng)解決方案”,其超強的繞射功能顯現(xiàn)出卓越的覆蓋能力,實現(xiàn)陰影區(qū)甚至地下室的信號覆蓋,除可節(jié)省站址租金、光纖資源之外,在同等工況下,低頻段基站與生俱來的天然覆蓋遠的物理優(yōu)勢,可大大降低組網(wǎng)成本。
普天技術主導的LTE230無線通信技術路線成智能電網(wǎng)行業(yè)樣板
“普天TD-LTE230系統(tǒng)”系采用OFDMA、載波聚合、頻譜感知、自適應編碼調(diào)制、同頻組網(wǎng)、HARQ、軟件無線電、空口頭壓縮、動態(tài)資源分配等關鍵技術,承載配用電計量自動化、配網(wǎng)自動化、用電信息采集、負荷控制、巡檢搶修、視頻監(jiān)控、線路監(jiān)控等主營業(yè)務,同時順應未來發(fā)展趨勢,可擴展承載視頻傳輸、移動辦公、配電房門禁、電動汽車充電樁等增值業(yè)務,廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等各個環(huán)節(jié),有效解決電力生產(chǎn)的技術問題,為建設覆蓋全國、規(guī)模推廣的電力無線專網(wǎng)提供可能。
相比光纖、載波、無線公網(wǎng)等傳統(tǒng)配用電通信方式,普天系統(tǒng)的優(yōu)勢首先在于覆蓋廣、信號繞射能力強。電力系統(tǒng)的覆蓋面積與半徑之間呈平方倍數(shù)關系,LTE230系統(tǒng)單站覆蓋半徑是公網(wǎng)系統(tǒng)的3倍,則覆蓋面積是公網(wǎng)系統(tǒng)的10倍,即覆蓋同樣面積所需基站數(shù)量,LTE230系統(tǒng)只有公網(wǎng)系統(tǒng)的十分之一,從網(wǎng)絡的整個生命周期來看成本相差巨大。230MHz頻段系統(tǒng)在密集城區(qū)的覆蓋達3km、郊區(qū)覆蓋達30km。。系統(tǒng)加密機制遵循LTE規(guī)范,從系統(tǒng)設計、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、用戶安全層等方面充分借鑒當代最先進的技術成果,完整實現(xiàn)多級鑒權(quán)、數(shù)據(jù)加密、NAS信令加密,滿足無線通信系統(tǒng)安全傳輸?shù)男枰瑫r系統(tǒng)支持用戶端到端密碼設備接入,保障用電信息的加密傳輸,還可更換電力等行業(yè)專有加密算法,支持空口物理隔離和邏輯隔離,滿足行業(yè)信息安全和智能電網(wǎng)業(yè)務的隔離需求。此外,LTE230系統(tǒng)還具有可維護性強和大容量的優(yōu)勢。系統(tǒng)能夠全局監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)各網(wǎng)元運行情況,終端可直接與行業(yè)終端無縫連接,實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的匯聚和上傳、控制信息的下發(fā)等功能。同時,系統(tǒng)支持全部終端實時在線,共享資源。由于單基站容納終端數(shù)量的增加,部署和建設成本顯著降低。
打造無線通信電力專網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈
伴隨電網(wǎng)信息化變革步伐的加快,普天技術不斷總結(jié)近年來無線電力專網(wǎng)系統(tǒng)的試點經(jīng)驗,在智能電網(wǎng)通信網(wǎng)建設中拓展更大范圍的試點應用。
2015年由普天技術承建的廣州供電局花都區(qū)配電網(wǎng)通信項目是目前我國覆蓋面積最廣、業(yè)務接入類型最豐富、規(guī)模最大的4G電力無線專網(wǎng)。該網(wǎng)絡覆蓋花都區(qū)46.8%的面積,解決了配網(wǎng)自動化項目光纖部署施工難的問題,發(fā)揮做為光纖通信的補充通道作用。建設中,由于配電網(wǎng)有大量采集器、集中器安裝在地下室配電房內(nèi),樓房墻體的阻擋使信號覆蓋不論是無線公網(wǎng)還是無線專網(wǎng)都存在較大困難。為此,普天基于470MHz微功率無線技術研發(fā)出短距離無線中繼終端,通過470終端將地下室采集器、集中器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇ㄖ锿猓賹?shù)據(jù)傳輸?shù)絃TE230終端后傳回用戶主站,徹底解決樓宇死角、地下室電房的信號盲區(qū)覆蓋問題。
電力無線專網(wǎng)的規(guī)模巨大,網(wǎng)絡復雜,必須有健全的產(chǎn)業(yè)鏈進行支持方能長期穩(wěn)定的發(fā)展。終端芯片是整個產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵一環(huán),要有高集成度的專用射頻芯片和基帶芯片。為此,普天技術與北京智芯微電子科技有限公司合作開發(fā)了基于TD-LTE230電力無線通信基帶芯片,同時基于此款芯片研發(fā)出了第一個在LTE230電力無線專網(wǎng)使用國產(chǎn)芯片的自主研發(fā)出手持語音終端(CP PTM9100-230M)設備。這款產(chǎn)品支持語音通話、數(shù)據(jù)傳輸、集群等功能,協(xié)議簡單,采用通用芯片,可選芯片豐富,集成度高;在發(fā)射功率、接收靈敏度等關鍵指標上與之前的成熟產(chǎn)品持平,但其國產(chǎn)化、自主研發(fā)的身份決定了它在成本上具有的競爭力,可應用于應急通信、現(xiàn)場保障、數(shù)據(jù)回傳等各種場景,填補了LTE230電力無線專網(wǎng)在手持機方面的空白,豐富了LTE230終端產(chǎn)品形態(tài),實現(xiàn)了從芯片到產(chǎn)品的國產(chǎn)化,表明普天技術已掌握產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術和關鍵環(huán)節(jié)。
普天技術積極支持TD-LTE 230國家電網(wǎng)企業(yè)標準制定工作,公司聯(lián)合國家無線電監(jiān)測中心共同提交的LTE 230系統(tǒng)兩篇提案文稿,分別寫入ITU-R SM.《智能電網(wǎng)》研究報告和ITU-R SM.《動態(tài)頻譜接入》研究報告,標志著普天LTE 230系統(tǒng)方案作為中國先進技術成果獲得ITU認可,提升了中國智能電網(wǎng)無線通信技術的國際話語權(quán)。
4G電力無線專網(wǎng)為電力自建專用無線通信網(wǎng),能做到專網(wǎng)專用。它不僅可作為現(xiàn)階段電力營配業(yè)務的有效通信方式,更能滿足未來智能電網(wǎng)通信網(wǎng)向電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大數(shù)據(jù)通信需求。
在LTE230系統(tǒng)后續(xù)研發(fā)、應用工作中,普天技術將同電力企業(yè)緊密配合,從技術體制、頻譜政策與性能特點、電網(wǎng)規(guī)范與政策等客戶關注的角度出發(fā),建立高效的自然災害和極端氣候條件下電網(wǎng)恢復、搶修的通信保障機制;探索可再生能源、分布式電源等微電網(wǎng)的管理模式;在第一代專用芯片的基礎上進一步優(yōu)化設計,促進LTE230終端市場的成長,與合作伙伴一同做大做強產(chǎn)業(yè)鏈。
責任編輯:售電衡衡
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