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基于GoTa 4G的智能電網無線多媒體通信解決方案

時間:2015-11-19 來源:中國集群通信網 作者:ZTE 點擊:
隨著經濟的發展、社會的進步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環境問題的日益突出,各個國家和組織先后提出了“智能電網”的概念。智能電網,就是電網的智能化,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡基礎之上,涵蓋了發電、輸電、變電、配電、用電相關設備以及輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的各個環節,體現出電力流、信息流和業務流的高度融合。
通過智能電網的業務特征與分布、組網經濟性、適應性、演進發展等方面的綜合分析,建議采用我國具有自主知識產權的,業界領先且產業鏈豐富的TD-LTE第四代移動通信技術作為首選無線接入技術。
  • 客戶需求
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    智能電網中,配電網和用電網絡作為電網重要的組成部分,直接體現出電網的智能化程度與效能。因此如何通過有效的配用電信息通信網絡協助構建智能配電網絡以提高電能傳輸能力和減少損耗,提升災備能力,協助構建以實現雙向互動用能服務、實現電網企業與電網用戶之間的信息交互、需求交互、和諧共贏,使得社會效益最大化,成為擺在我們面前亟待思考與探索的課題。在今后很長一段時間內,配用電網通信系統的建設都將是智能配電網得以實現的關鍵。無線通信由于其組網靈活、快速部署、可方便地添加新的業務點、以及支持移動業務等先進特性,是快速建設電力通信專網的最佳選擇。智能電網發展的無線通信需求包括:

    • 配電自動化:將配電變壓器在正常及事故情況下的計量、監測、保護、控制和供電部門的工作管理有機地融合,實現對配電開關和環網柜等的自動化監控和管理,提高配電網的可靠性。

    • 負荷監控和管理:通過對專變用戶(包括100kVA以上及以下)用電情況進行監控,實現有序用電管理及用電信息自動采集的功能,具有數據采集、防盜電、控制負荷等功能。

    • 用電信息采集和用戶服務,通過對公變、低壓工商戶、低壓居民戶用電信息的采集,實現線損考核、預付費業務管理。將通信網絡延伸到用戶家庭,可實現用戶用電信息、電力交易信息發布及用戶用電智能管理等智能電網用戶服務功能。

    • 安防/視頻監控:支持高清視頻監控和可視化指揮,對機房和重點設備進行實時視頻監控,達到無人或少人值守,為機房和重點設備的高效管理和安全運營提供有力的保證。

    • 指揮調度通信:用于日常的工作調度、施工建設、線路巡查、設備檢修和應急搶險等場景下的人員指揮調度,提供有力的通信保障。

    • 移動辦公:電力設備分布廣泛,包括農村、山野等場所,通過智能終端無線接入,提供豐富的移動辦公業務。實現隨時隨地的接入,拓展各種行業應用,提高工作效率。

  • 方案描述
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    根據信道不同,目前配用電網主要采用的通信方式可以分為工業以太網、電力線載波、無線通信網等幾種方式。工業以太網為有源設備,不具備抗多點失效性,擴容成本高,且缺乏統一的產品標準,無法整體應用;電力線載波傳輸效率低,噪聲干擾大,信號衰減嚴重,不適于信號遠距離傳輸。而無線通信網組網靈活,建設便捷,并且在其他領域得到了成熟廣泛的應用,適合在電力系統的應用。對于無線通信網絡的需求包括:

    • 覆蓋能力:電力系統的無線網絡要求少基站廣覆蓋

    • 覆蓋要求:市區覆蓋半徑為1.5~2Km,郊區及農村覆蓋半徑為20Km

    • 設備要求:結構簡單,便于安裝及維護

    • 安全性要求:用電信息的安全上報以及控制信息下發對安全性保證有極高的要求信令、數據、網關、空中接口

    • 時延性要求:無線通信網絡由單向的信息收集向雙向的互動演進,而控制信息的下發,尤其是安全一區業務的控制信息下發對時延要求很高,需要實時傳輸

    TD-LTE是我國有自主知識產權的4G標準,是我國政府大力推廣的4G技術,已經在國內外廣泛應用,在電力行業、政府無線專網中都有成功商用的TD-LTE專網。
    TD-LTE系統更適合電力專網大容量的要求:配用電網中存在著終端分布較廣且數量巨大,現有的GPRS、CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、230M數字電臺等都無法滿足,而LTE標準協議支持下行100Mbps/上行50Mbps,并且隨著TD-LTE系統技術的不斷演進,未來網絡演進升級后速率可達到1Gbps。
    TD-LTE系統更適合電力行業高安全性要求:配電網絡、用電網絡都有高度安全需求,TD-LTE系統是多種技術融合演進的結果,在繼承已有技術安全性的特點外,還在設備自恢復、業務QoS自保障、網絡及業務層面數據加密鑒權方面得到了提升。這也為TD-LTE系統解決電力專網安全問題奠定了基礎。
    TD-LTE系統更適合電力行業業務靈活性的要求:電力專網業務多以控制計量點、數據采集、視頻監控等業務為主,這些業務有著上行帶寬高、終端位置固定的特點。TD-LTE系統具備上行業務帶寬可調、低時延、系統扁平化設計的特點,并且對業務質量分等級進行保障,可以更好地解決電力專網業務應用的諸多難題。
    TD-LTE系統無線專網系統采用全IP的扁平化網絡架構,可以很好的利用現有的網絡資源,降低建網的資金成本和時間投入,具有組網簡單、靈活等優勢。在網絡中,無線寬帶網絡與現有辦公網絡通過IP網絡連接,工作人員通過無線寬帶終端可以訪問現有的辦公網絡和各個自動化系統平臺;視頻監控平臺也可以為現有的視頻服務平臺,提供移動視頻圖像的轉發存儲等服務。基站提供FE/GE光口或電口和電力傳輸網連接,提供基站的接入。基站可以通過VLAN標簽完成電力營銷業務、電力生產和電力信息的數據流分離。以便于不同電力業務的隔離和管理,保證系統的安全性。
    TD-LTE系統具備網絡容量大、動態組網、網絡扁平化、采用兩層加密、產業鏈豐富、頻段干凈、干擾小等特點保障了網絡的通暢和穩定性,并且以其專有頻譜、覆蓋范圍廣、建網成本低、用戶數量大、低延時、高可靠性、高速率傳輸、高安全性以及實時性等突出的優點,成為了新一代無線專網建設的首選方案。
    通過對電力行業的深入理解,中興高達提出智能電網無線多媒體通信解決方案,旨在滿足智能電網安全、高效、綠色、互動的本質需求。基于TD-LTE無線技術的GoTa 4G多媒體集群系統,其全業務解決方案滿足各個電力環節的信息采集、配電自動化、高清視頻傳輸、自動化控制、指揮調度和移動辦公等通信業務需求,全方位支持智能電網建設。

    核心網(EPC)

    核心網設備基于全IP技術設計,提供包括用戶位置信息的管理、網絡特性和業務的控制、信令和用戶信息的傳輸機制等功能。提供用戶數據的傳輸、系統接入控制(接入控制、擁塞控制、系統信息廣播)、無線信道的加擾解擾、移動性管理(切換、位置定位)等功能。

    基站(eNodeB)

    基站位于變電子站,基站由室內單元(BBU)和室外單元(RRU)組成。BBU主要由基帶處理板、電源模塊、控制接口板、防雷箱、光模塊等組成。BBU提供GE接口(光口或電口)和電力傳輸網相連,通過電力傳輸網和核心網及業務平臺連接,提供用戶業務的接入。BBU通過光纖和RRU連接,通過RRU提供無線接入。

    無線終端

    基站位于變電子站,基站由室內單元(BBU)和室外單元(RRU)組成。BBU主要由基帶處理板、電源模塊、控制接口板、防雷箱、光模塊等組成。BBU提供GE接口(光口或電口)和電力傳輸網相連,通過電力傳輸網和核心網及業務平臺連接,提供用戶業務的接入。BBU通過光纖和RRU連接,通過RRU提供無線接入。

    根據配用電網的架構,可以在110KV及10KV的配用電網絡層建設無線網絡,采用無線接入技術將相關的信息傳輸到核心骨干網中。                  配電自動化:無線數傳終端CPE可以通過RS485、以太網口、無線Wifi等多種方式連接FTU、RTU和DTU等設備,并把相應的數據信息通過無線接入方式發送給基站和核心網絡。支持對關鍵電力設備的高清視頻監控,通過遠程視頻監控,設備運行狀態一目了然。

    用戶信息采集:集中器中插入無線模塊(支持標準mini PCI-E接口),實現在無線LTE專網內的寬帶接入,支持高容量、數目眾多的用電信息采集。

    安防/監控系統

    對重點配電設備、機房(如供配電系統、UPS電源、空調、消防系統、保安門禁系統等)的運行狀態,設備運行的環境動力狀態進行實時監控,實現對電力機房五遙(遙測、遙信、遙控、遙調,遙視)的管理功能,使電力行業機房監控達到無人或少人值守,為機房的高效管理和安全運營提供有力的保證。

    可視化指揮調度

    對重點配電設備、機房(如供配電系統、UPS電源、空調、消防系統、保安門禁系統等)的運行狀態,設備運行的環境動力狀態進行實時監控,實現對電力機房五遙(遙測、遙信、遙控、遙調,遙視)的管理功能,使電力行業機房監控達到無人或少人值守,為機房的高效管理和安全運營提供有力的保證。

    通信調度臺

    語音調度,包括強插、強插、會議、廣播、監聽等,還包括短信、傳真、應急預案等多媒體調度功能;

    視頻調度臺

    提供達16路視頻分屏管理,可控制任意一方(單兵、監控攝像頭、視頻手機等)回傳的音視頻信號,進行管理和分發等操作。

    GIS調度臺

    支持對相關電力工作人員或終端進行的GPS定位、人員軌跡管理。

    以及應急通信車載系統,受控指揮調度中心,機動性強,操作簡便,功能豐富,解決了電力應急搶險、工程勘查、現場施工等環境下的臨時音視頻、數據的通訊問題,為電力行業對抗各種突發事件提供了有力的通信保障。
    通過融合通信平臺,支持與PSTN/PBX/GSM/CDMA等各類通信網絡的互聯互通。


     

  • 方案特點
    收起↑
    • 組網靈活,便攜的小型化系統設備易安裝,可靈活部署
    • 建設便捷,無線超遠距離覆蓋,滿足少基站廣覆蓋需求,支持射頻拉遠,可快速建網。
    • 強大的互通能力,支持與PSTN/PBX/GSM/CDMA等各類通信網絡的互聯互通。
    • 安全可靠,完備的空中加密和完整性保護,以及多種安全手段,防止信息被非法竊聽和篡改
    • 低時延,時延小于100ms,滿足電網控制信息,尤其是安全一區業務控制信息的實時傳輸需求
    • 高帶寬,LTE技術提供100Mbps數據速率,支持高清視頻傳輸
    • 專業集群功能,提供豐富的二次開發接口,滿足電力行業應用定制需求
    • ITU國際標準演進和發展,自主研發產品,全球規模商用


(中國集群通信網 | 責任編輯:陳曉亮)

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