配網(wǎng)通信中無(wú)線(xiàn)通信論文
1前言
電力系統配網(wǎng)與骨干電網(wǎng)相比較，具有配電設備多、分支多、分布廣、電網(wǎng)等級復雜、結構繁瑣的特點(diǎn)，所以配網(wǎng)通信接線(xiàn)復雜，監控點(diǎn)分散，通信點(diǎn)多，這不僅要求提高無(wú)線(xiàn)通信的安全性和可靠性，而且要有較強的抗干擾能力，能夠實(shí)現雙向通信功能。筆者根據多年的工作經(jīng)驗，首先對配網(wǎng)自動(dòng)化系統進(jìn)行了概述，然后講述了配網(wǎng)通信中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的分類(lèi)，然后著(zhù)重介紹了LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，最后為提高LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的安全可靠性提出了幾條措施，具有一定的現實(shí)意義和參考價(jià)值。
2配網(wǎng)自動(dòng)化系統概述
配網(wǎng)自動(dòng)化系統作為一種遠程監控、協(xié)調、操作配電設備的自動(dòng)化系統，集合了控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)，主要目的是提高配電網(wǎng)絡(luò )的可靠性和安全性，在改進(jìn)供電質(zhì)量的前提下，降低資金投入，最大限度的提高安全性和可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化系統結構圖。配網(wǎng)自動(dòng)化系統主要由四個(gè)部分組成：配電主站、現場(chǎng)監控、通信網(wǎng)絡(luò )和配電子站。其中通信網(wǎng)絡(luò )的主要功能是提供現場(chǎng)終端設備和配電主站之間的通信通道，實(shí)現數據監控和交流的功能。配網(wǎng)自動(dòng)化系統的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質(zhì)量。按照信息流向的不同，配網(wǎng)自動(dòng)化系統數據自動(dòng)化可以分為上行數據和下行數據，其中上行數據是終端設備采集的數據向主站發(fā)送，而下行數據是主站向終端設備發(fā)送控制數據，實(shí)現控制功能。
3配網(wǎng)通信中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的分類(lèi)
電力系統配網(wǎng)自動(dòng)化系統需要在主站和終端設備之間進(jìn)行數據傳遞、控制和調節，而配電網(wǎng)絡(luò )結構復雜，造成了通信節點(diǎn)多、節點(diǎn)相對分散、節點(diǎn)之間距離短的特點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應運而生。通常情況下，配網(wǎng)通信中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)可以分為：無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信和無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)通信。無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信技術(shù)和無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是從當前的發(fā)展模式來(lái)看，無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展市場(chǎng)，特別是在LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)問(wèn)世之后，極大的推動(dòng)了配網(wǎng)通信的安全性和可靠性，將電網(wǎng)推向“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的智能電網(wǎng)方向。
4LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)
LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)作為公網(wǎng)通信技術(shù)3G的一個(gè)延伸，改進(jìn)增強了3G空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO標準，大大改善了小區邊緣用戶(hù)的性能，提高了小區容量，并且降低了系統延遲時(shí)間。LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)定位于2G、3G、LTE移動(dòng)業(yè)務(wù)的綜合承載，以網(wǎng)絡(luò )可靠性和安全性為出發(fā)點(diǎn)，致力于建立高速率、高可靠的通信網(wǎng)絡(luò )。LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和其他無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相比較具有多方面的優(yōu)點(diǎn)：
�。�1）優(yōu)化了空中接口技術(shù)，強化了數據傳送速率；
�。�2）采用頻分多址技術(shù)和多輸入輸出功能，作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)進(jìn)化的準則；
�。�3）大大提高了上行速率和下行速率，能夠分別達到50Mbps和100Mbps；
�。�4）優(yōu)化了小區容量，小區之間切換性能大幅度提高；
�。�5）整體構架是在數據分組交換的基礎進(jìn)行的，能夠最大限度提高數據傳送效率；
�。�6）靈活性高，支持“配對”和“非配對”頻譜分配，網(wǎng)絡(luò )時(shí)延較低，用戶(hù)面時(shí)延不大于5ms，信令面時(shí)延小于100ms。TD-LTE核心網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括標識管理、節點(diǎn)選擇、移動(dòng)性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務(wù)和會(huì )話(huà)管理等，此外，為了提高通信的安全性和可靠性，系統還采用了NAS信令和RRC信令進(jìn)行加密[3]，進(jìn)一步提高了可靠性。
5加強LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)可靠性的措施
LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)可靠性并不是傳統意義上面的通信可靠性，指的是設備可靠性、網(wǎng)絡(luò )可靠性和業(yè)務(wù)可靠性。TCP連接吞吐量和端時(shí)延成反比，當傳輸路徑發(fā)生故障的時(shí)候，系統有兩種反應機制：?jiǎn)⒂弥貍鳈C制或者倒轉路徑，無(wú)論哪種機制，對于信息傳遞而言都會(huì )大大降低其可靠性和安全性，所以可靠性技術(shù)勢在必行。通常情況下，提高LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)可靠性的方法有兩種：快速檢測和保護倒換技術(shù)，兩者相互結合，互相補充，全面提高配電網(wǎng)絡(luò )通信的可靠性。
5.1快速檢測技術(shù)
LTE無(wú)線(xiàn)通信利用相鄰系統之間的通信故障進(jìn)行快速檢測，進(jìn)而快速建立起替代通道或者倒轉到其他鏈路。當前，某些硬件設備（如SDH）提供了網(wǎng)絡(luò )故障檢測功能。典型的快速檢測技術(shù)包括BFD、EthOAM、MPLSOAM，這些典型的快速檢測技術(shù)能夠檢測相鄰設備之間的報文發(fā)送和接收速率，如果在規定的時(shí)間間隔內收不到相應的報文，則進(jìn)行相應的協(xié)議倒換。以BFD快速檢測技術(shù)為例，BFD快速檢測技術(shù)不僅能夠快速檢測通信故障，而且可以快速將故障通知應用層。BFD快速檢測技術(shù)又可以分為BFDforPW機制和BFDforTE機制，前者主要是利用BFD完成隧道引導承載業(yè)務(wù)快速切換，達到業(yè)務(wù)保護的目的；后者是一種端到端的快速檢測機制，能夠檢測通信隧道的鏈路和節點(diǎn)，提高通信可靠性。此外，在通信隧道LSP上面建立起BFD回話(huà)，能夠利用快速檢測技術(shù)檢測出隧道故障，比如轉發(fā)路徑上的數據平面故障等等，為數據通信提供端到端的保護。
5.2保護倒換技術(shù)
保護倒轉技術(shù)在快速檢測技術(shù)之后，在事先建立好的通道上面，針對不同承載技術(shù)進(jìn)行快速倒轉，切換相關(guān)協(xié)議。在LTE網(wǎng)絡(luò )中，保護倒轉技術(shù)能夠按照業(yè)務(wù)部署進(jìn)行分類(lèi)：L2VPN類(lèi)、L3VPN類(lèi)、網(wǎng)關(guān)類(lèi)、鏈路類(lèi)保護倒換技術(shù)。L2VPN類(lèi)保護倒換技術(shù)主要是指PW冗余，L3VPN類(lèi)保護倒換技術(shù)主要是指VPNFRR，網(wǎng)關(guān)類(lèi)保護保護技術(shù)為E-VRRP，鏈路類(lèi)保護倒換技術(shù)包括LDPFRR、混合FRR、TEFRR和TEHSB。其中不同保護技術(shù)相互結合可以提高通信可靠性，比如PW+L3VPN。按照保護倒轉模式的不同可以分為三類(lèi)：隧道保護、業(yè)務(wù)保護及網(wǎng)關(guān)保護。①隧道保護，主要保護網(wǎng)絡(luò )內部鏈路和節點(diǎn)，能夠保證倒換前后業(yè)務(wù)節點(diǎn)不變，及采用保護技術(shù)包括LDP快速收斂、LSP、TEFRR三種技術(shù)；②業(yè)務(wù)保護，主要保護前后業(yè)務(wù)源宿節點(diǎn)，能夠匯聚匯聚路由器、RANER以及EPCCE節點(diǎn)故障，主要采用的保護技術(shù)包括PWRedun-dancy、VPNFRR、BFDforPW、BFDforTunnel；③網(wǎng)關(guān)保護，用于EPCCE及EPC與EPCCE之間的鏈路故障檢測，相應的保護技術(shù)為E-VRRP。
6結語(yǔ)
綜上所述，隨著(zhù)電力系統的不斷發(fā)展，用戶(hù)對于電力系統供電可靠性和安全性逐步提高，配電網(wǎng)絡(luò )中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)引起了社會(huì )廣泛關(guān)注。LTE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以其高效性、可靠性被應用到配電通信過(guò)程中，不但降低了資金投入，而且能夠最大限度的取得經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
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