浅谈国家电网业务无线承载方式

江苏省邮电规划设计院有限责任公司 朱 峥南京科技职业学院 安珊珊



浅谈国家电网业务无线承载方式

江苏省邮电规划设计院有限责任公司 朱 峥
南京科技职业学院 安珊珊

【摘要】随着国家电网业务需求的不断延伸，原有的有线通信网络逐渐无法满足应用延伸的移动互联业务需求，目前国家电网缺乏统一的无线网络承载方案。文章从业务需求的角度提出了固移结合的网络承载方案，并对无线网络的频点选择、可用方案进行了分析，并比对了其优缺点，最终给出了可行的实现方式。

【关键词】国家电网；LTE；固移结合；无线专网

1 引言

国家电网业务主要依靠有线网络承载，随着智能电网的发展和国家电网本身业务需求的延伸，现有的国家电网有线网络逐渐无法满足IMS固定应用延伸的移动互联业务需求，如远程抄表、高清视频监控、移动办公等。因此需要选择合适的无线通信技术，依靠高速、可靠的无线网络来满足国家电网的新业务需求。

目前国家电网缺乏统一的无线网络承载方案，只有WiMAX、2G/3G/4G以及WLAN等小规模试点应用。本文从国家电网的业务需求的角度出发，分析了几种无线承载方式，比对方案的可能性和优缺点，以期给出相对较优的业务无线承载方式以扩展国家电网网络能力，并满足国家电网新业务需求。

2 业务需求类型

通过从生产管理、行政办公、营销服务、运行检修、应急指挥等几个角度的业务需求进行梳理，国家电网的业务可分为传统业务、高速数据业务、集群调度业务。

传统业务包含传统的语音业务和传统数据业务两部分。传统语音业务包含IP Centrex业务、一号通等业务等，业务本身对于业务时延可业务可靠性要求较高。传统数据业务主要是低速数据业务，即时消息业务、全网消息推送、基于办公系统的点击拨号业务、短信/彩信互通等业务，业务对于网络速率及时延要求都比较低。

高速数据业务指指视频会议、高速下载、高清视频监控等大流量数据业务，随着国家电网业务类型的不断拓展，高速数据业务占比不断提升，并逐步成为其业务主要组成部分。此类业务对于网络提出了更高的速率和带宽要求，并需要网络具备一定的可靠性。

集群调度业务包含对讲机业务、调度台增强业务、端到端加密通信等业务，其对于网络的调度、加密提出了较高的要求。一般通过集群专网或公网改造实现，在国家电网的行政办公、安全管理方面起着重要作用。

通过上述业务需求分析可以发现，由于业务种类较多并各有特点，对于网络的业务速率、时延、可靠性以及调度、加密军提出了较高的要求，传统的有线承载方式逐渐向外围延伸，无线网络对于业务能力提升有强力的推动作用，可以让业务不局限于固网，做到随时、随地享受多媒体业务。

3 固移结合的网络承载方式

结合以上业务需求分析，提出了固移结合的网络承载方案。由于新业务对于网络带宽的要求较高，建议采用LTE专网进行业务承载。其网络建设具有以下特点：

（1）LTE专网建设可利用国家电网的变电站、铁塔、传输、机房等基层设施系统，最快、最省、安全的建设无线接入网络，并通过P-GW设备通过互联网和基于IP承载网的隧道与IMS网络连接。

（2）对于需要接入公司信息内网的业务，业务信息流从终端接入运营商的无线网络，根据隧道加密机制进行封装，主要经过专属通道传输至目的地址进行解封装，还原业务数据格式后通过专线接入信息内网。若该业务需汇聚至公司总部，业务数据将通过综合数据网从各省信息内网传输至公司总部信息内网。

（3）对于需要接入公司信息外网的业务，业务信息流从终端接入运营商的无线网络，经过专属IP承载网或互联网传输至目的地址进行解封装，还原业务数据格式后通过专线接入公司信息外网。若该业务需汇聚至公司总部，业务数据可通过互联网从各省信息内网传输至公司总部信息内网。

（4）无线专网在公共网络上建立了安全的专用通道，只有公司用户才能通过虚拟通道连接到公司的信息网络，而公共网络上的其他用户则无法穿越虚拟通道访问公司网络。

4 无线通信频点可用性分析

通过分析无线频谱资源的分配情况可以发现，目前国家电网的可用频段主要包含以下3个部分：（1）223-235MHz频段。该频段分配给电力等部委，根据国无管［1991］5号文，该频段以25KHz为一个频点，电网有40个离散频点。（2）1427-1525MHz频段。该频段尚未分配，原用于一点多址微波系统，根据《1447-1467兆赫兹（MHz）频段宽带数字集群专网系统频率使用事宜》，工信部已将其中的1447-1467MHz划分为宽带数字集群专网系统，现主要用作政务网建设。（3）1785-1805MHz频段。该频段为20MHz连续未分配频谱，主要用于企业专网建设，电力无线宽带专网被授权可使用。

虽然LTE网络支持从1.4M到20M多种带宽选择，但是要保证数据速率，建议频段最低不能低于5M，因此国家电网实际可能应用LTE系统进行组网的频段为1427-1525MHz和1780-1805MHz两个频段。

5 无线通信网络方案实现与比较

为满足国家电网新的业务需求，国家电网可以采用的无线网络方案主要有以下三种：

（1）自建国家电网无线专网。此方案采用TD-LTE集群通信技术部署国家电网无线网络，是最直接、最安全的方案，可以提供高速的多媒体服务，灵活的集群调度，充分的网络安全机制，能够很好满足国家电网业务需求，也可以避免运营商公网因突发事件造成网络中断的问题；但可以预见存在资费较高，且频谱资源不易获得，高额的优化/维护费用，建设周期长等问题。

（2）租用运营商虚拟专网。目前运营商针对政企行业等大客户已经拥有了成熟的虚拟专网解决方案，可以提供语音、图像、视频等多媒体业务，能够满足国家电网的业务需求，国家电网也可以考虑租用运营商虚拟专网。但运营商的公网会有因突发事件产生的网络中断，因此采用此方案要做好重要数据的备份工作。

（3）租用政府专网。政府专网可以提供高速多媒体业务，也能够提供很高的数据安全性，能够满足国家电网的业务需求。但是政府建设的宽带政府专网数量太少，适用范围有限。

方案评价：

评价指标　　方案一（自建国家电网公司无线专网）方案二（租用运营商虚拟专网）方案三（租用政府专网）投资费用　　高　　低　　低建设周期　　长　　短　　短使用费用　　高　　低　　较高业务能力　　好　　较好　　较好网络安全　　好　　尚好　　好数据保密　　好　　较好　　较好商用成熟　　较成熟　　成熟　　不够成熟

6 结论

从投资费用、建设周期、业务能力和网络安全等几个维度分析，由于国家电网业务容量需求相对较低，因此全面进行无线专网建设投资高、建设周期长，大范围的无线网络覆盖需主要依靠租用运营商虚拟网络完成。

因此结合国家电网公司实际情况，对于重要性能低的配电自动化业务，普通居民和一般工商用户的无线抄表业务以及专网建设困难的区域宜采用租用运营商虚拟专网的方式进行，其他业务和重点区域覆盖采用自建国家电网公司无线专网实现。