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無線通信的電力通信技術研究論文
隨著通信技術的迅猛發(fā)展，我國的電力信息通信網(wǎng)建設也有了跨越式的改善，形成了以光纖通信為主導的電力骨干通信網(wǎng)，和以載波、微波等多種通信方式并存的配電、用電通信網(wǎng)結(jié)構。按照傳輸媒介的不同，電力通信網(wǎng)技術主要可以分為：有線通信和無線通信兩種。
電力系統(tǒng)有線通信技術
一般包括音頻電纜通信、電力線載波通信、光纖通信。其中光纖通信由于其通信容量大、中繼距離長、保密性好和適應能力強等突出優(yōu)點，已被廣泛應用于電力系統(tǒng)的有線通信環(huán)節(jié)中。電力系統(tǒng)無線通信技術主要有包括微波通信、租用通信運營商的公網(wǎng)無線通信、電力自行建設的無線通信專網(wǎng)以及其他適合電力系統(tǒng)的組網(wǎng)技術方案。基于無線通信技術的電力通信網(wǎng)電力系統(tǒng)無線通信技術分為兩種模式：電力無線公網(wǎng)和電力無線專網(wǎng)。基于無線通信技術的電力通信網(wǎng)技術分類如圖1所示。電力無線公網(wǎng)是指電力公司通過租用公共電信運營商的無線設備及無線通信信道來實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)傳輸。電力無線專網(wǎng)是指分配專屬的通信頻段（例如：230MHz、1.8GHz等）給電力公司，通過建設電力行業(yè)特有的無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)傳輸。
面向4G的電力無線專網(wǎng)
電力無線專網(wǎng)電力無線專網(wǎng)主要采用以正交頻分復用（OFDMA）為多址方式的無線通信方式，其中主要包括McWILL技術、WiMAX技術、TD－LTE技術。McWILL（Multi－CarrierWirelessInformationLocalLoop，多載波無線信息本地環(huán)路）技術是由我國自主研發(fā)的技術，可提供較高的系統(tǒng)性能，已成功地投入商業(yè)化運營。McWILL的核心技術主要包括信道跟蹤、CS－OFDMA、智能天線、増強零陷、動態(tài)信道分配預測等，它可滿足用戶的漫游、切換、移動等業(yè)務需求，可滿足髙速移動條件下的語音、視頻等多種業(yè)務需求。WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，全球微波互聯(lián)接入）技術是基于IEEE802.16標準的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術，其覆蓋范圍可達55km，可根據(jù)具體情況和需求調(diào)整信道帶寬，可降低電網(wǎng)間干擾。TD－LTE（TimeDivisionLongTermEvolution，分時長期演進）技術是由中國主導的第四代無線移動通信國際標準，同時得到了廣泛國際認可。因此，從國家的支持力度出發(fā)，TD－LTE技術在電力通信技術方面的應用前景將遠高于其他的無線通信制式。電力無線專網(wǎng)將拓寬無線通信在電力通信中的應用范圍，逐步實現(xiàn)自動化用電信息采集、自動化配網(wǎng)、寬帶視頻傳輸?shù)榷喾N業(yè)務的智能化電網(wǎng)。以上無線寬帶技術對比如表1所示。新型寬帶無線專網(wǎng)通信技術已在各大電力公司進行試點建設。由北京信威公司研制開發(fā)的McWILL系統(tǒng)已在北京、遼寧、寧夏電力公司進行示范性應用。由華為公司在WiMAX技術基礎上提出的1.8GHz系統(tǒng)在浙江和遼寧電力公司進行了試驗性應用。南方電網(wǎng)公司先后在廣州、海口、瓊海、遵義、深圳等供電局相繼開展1.8GHz頻段TD－LTE無線專網(wǎng)的試點建設。并且南方電網(wǎng)公司在廣東、廣西、云南、貴州和海南五省（區(qū)），進行了TD－LTE230MHz頻段的40個25KHz頻點電力無線專網(wǎng)建設。以上實踐性研究都證明了我國智能電網(wǎng)中電力無線寬帶專網(wǎng)的穩(wěn)步發(fā)展和不斷創(chuàng)新。基于TD－LTE電力無線專網(wǎng)在電力通信中應用基于TD－LTE技術的無線專網(wǎng)，可以充分保證配電網(wǎng)中各種業(yè)務的服務質(zhì)量，并且可以保障電力通信的可靠性，特別是在架設電網(wǎng)設備比較集中的地區(qū)。電力通信系統(tǒng)中TD－LTE無線專用的配電通信網(wǎng)接入網(wǎng)架構如圖2所示。采用TD－LTE技術作為電網(wǎng)接入網(wǎng)絡技術，其優(yōu)勢如下：一、其自主制定的標準和國家的大力扶持是TD－LTE技術在電力系統(tǒng)發(fā)展的基石；二、帶寬得到了大幅度的提升，TD－LTE技術下行使用OFDMA，最高達到100Mbits/s，上行使用SC－FDMA，最大速率到50Mbits/s，與數(shù)據(jù)通信速率最高可達171.2Kbit/s的GPRS網(wǎng)絡相比是數(shù)量級的提升；三、由于其靈活高速的特點，可以快速定位電力網(wǎng)絡故障和自愈；四、經(jīng)濟效益高，通過組建TD－LTE電力無線通信專網(wǎng)，每年可節(jié)省專網(wǎng)光纜施工費、施工賠償費、公網(wǎng)通信資源租金等通信需求開支。
結(jié)語
本文在介紹了無線通信技術在電力信息通信方面的應用的基礎上，充分解析了基于無線寬帶通信的電力專網(wǎng)。在電力通信接入網(wǎng)中應用4G技術中的TD－LTE技術，能夠充分拓寬電力應用業(yè)務，有助于更加自動化和人性化的電力服務發(fā)展，全面推進了電網(wǎng)通信智能化進程。
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