关于地市行政区电力无线专网建设的探讨

付剑珑

（国网郴州供电公司，湖南 郴州 423000）

0 引 言

随着电网智能化程度的不断加深，生产经营管理集约化、精益化水平不断提升。国家电网公司于2009年提出“坚强智能电网计划”，通过建设智能电网提高电网的大范围优化配置资源能力，在主网侧真正实现电力远距离、大规模和精细化的输送，在配用电网侧提供经济、安全、环保及便捷的用电服务，满足用户多元化、个性化需求及其他高品质的增值服务需求。

无线专网作为终端通信接入网重要的通信方式之一，国网天津、江苏、浙江及福建等省市全面开展了无线专网试点建设研究和建设模式验证，并取得了良好效果。电力公司在地市行政区等部分区域开展无线专网建设可行性研究工作，建成有效覆盖具备条件的C类及以上供电区域的无线网络，实现了多样化、泛在化、智能化和规模化电网末端设备接入需求的总体目标。

1 原 则

本规划严格遵守国家和公司的相关标准和规范，使用成熟的技术进行设计和定制。

整体设计规划遵循以下原则：

（1）坚持顶层设计的原则。开展统筹规划工作，确保规划思路和技术政策等方面的统一，保证无线专网通信通道与各业务系统通信接口的有效衔接，且管理方式协调一致。

（2）坚持分步实施的原则。开展“三步走”战略，优先开展试点建设工作，再扩展至B类及以上供电区域，最终实现C类及以上供电区域全覆盖的目标。

（3）无线通信专网信道规划和建设必须统一技术标准和技术体制。技术标准应执行中国国家标准、行业标准和企业标准。

（4）以积极研究、稳妥采用为原则，认真研究并掌握新技术。在采用成熟、实用及先进技术的同时，要注重挖掘原有技术和设备的潜力，保护投资的有效性和长期性，避免盲目性。

（5）在无线专网系统的应用中，要遵循国家频谱政策，避免实际使用中不同行业间的频谱干扰。遵循国网“三集五大”的原则，避免使用非全国通用性的频谱资源。

2 业务需求

依托无线专网整体规划，结合电力行业自身业务特点和发展，对建设区域内各项业务逐步实现无线专网化承载。其中，对于频率带宽，无线专网建成后，需要满足试点区域内生产、营销等业务对传输数据带宽的需求。例如，并发比表示该项业务终端进行数据传输的并发率；单个终端带宽需求即终端设备所需的传输速率（来自《电力无线专网业务需求规范》）；单个扇区终端数量即终端总数除以基站数再除以3（三扇区）。单个扇区的平均上行带宽需求为3.22Mb/s，单扇区带宽需求为单扇区全业务带宽需求÷0.8（b/s/Hz），需要带宽资源为5 MHz。考虑带宽的冗余量和后续扩展业务接入，建议申请5 MHz以上的频谱资源。

3 建 设

网络架构根据不同业务类型及分区，实现通道的物理隔离，满足电力生产安全需要。新建的基站通过电力原有传输骨干网络与无线专网核心网进行无缝对接，实现电力无线专网的一致性和同步性。

3.1 无线专网基站

本次规划应实现在A+、A类地区无线网络总体覆盖率应满足RSRP≥-115 dBm且RS SINR≥-3 dB的概率不低于95%，在B、C、D类地区概率不低于90%的要求，同时边缘速率不小于9.6 kb/s。

在覆盖需求区域内，为满足以上覆盖要求，本次无线专网建设优先选择电力公司的自有物业，避免业主纠纷，降低建设成本，同时便于后期维护。对于无自有物业且有实际覆盖需求的区域，可采用租赁铁塔公司铁塔资源的方式实现基站建设。

3.2 核心网

核心网通过业务上联口（配置路由器或三层交换机）与业务系统相连，对生产控制大区、管理信息大区业务进行端口隔离，并实现板卡及端口冗余配置。冗余业务口接入相应业务分区，方便后续扩容单板上联口不少于4个。

核心网通过业务下联口与基站互联。核心网与基站间采用SDH骨干网进行回传，同时在核心网与骨干网之间建立两台三层交换机，实现无线核心网与SDH骨干网之间的双通道，既可以做设备间的主备保护，又可实现数据流量的负载均衡。

已满足业务接入需求及配电自动化等业务的安全性要求，核心网设备主控、电源及业务处理等公共单元均按1+1冗余配置[1]。

3.3 回传网

本规划基站回传网络主要利用现有SDH/MSTP骨干光纤网络承载，不需要新建传输通道，通过SDH/MSTP统一承载无线专网接入的配电自动化、用电信息采集等已有业务及后期新增的业务。核心层与变电站之间采用三层网络，使得广播域终结在各自变电站内，有效抑制了各变电站之间网络广播风暴，避免了广播风暴造成网络的大面积瘫痪。

方案采用已建成的MSTP/SDH通信传输网络单独开通道，根据前面承载的带宽进行需求分析，优先利用每个变电站内SDH的预留资源，对资源不满足需求的回传网进行改造。

为增强回传网络的健壮性，每个回传站点传通道线路侧均采用回采用端到端1+1或1:1保护方式，每SDH末端至汇聚点构成100M共享环网、SDH汇聚点到核心网采用专线方式。所在网络需提供电信级的业务保障，在故障情况下，业务端切换时间小于50 ms。

基站回传通道优先选用自身传输资源，就近接入变电站或自有物业现在回传设备，部分租赁站点通过专用回传光缆，接入就近变电站或自有物业的回传设备。

3.4 网管方案

专业设备网管应按照集中部署、地市公司配置客户端的原则进行规划设计，AMS统一网管由公司统一部署。

设备网管北向接口为终端接入网管（SG-AMS）提供数据信息的接口，接口位置处于EMS或NMS与综合网管之间[2]。

3.5 辅助设施

3.5.1 杆塔

（1）根据现有建筑的条件选择塔型

对于较高建筑物，直接满足铁塔高度要求或通过满足新建抱杆、拉线桅杆或增高架后可满足铁塔高度要求的，可选择在建筑物上建设楼面塔，如抱杆、增高架或美化天线等方案。

对于现有建筑物无法满足铁塔高度要求的建筑物，可在现有办公楼、营业厅、变电站等物业点新建景观塔等。

（2）在不同区域选择相适应的塔型

密集城区（A类地区）：以楼顶塔为主，避免建设地面塔，可利用现有建筑物安装抱杆、增高架、美化天线、楼顶塔等；如果塔高不够造成覆盖不足，可通过增加基站的密度或RRU拉远方式解决。

一般城区（主要是B、C类区域）：处于前两类区域间的过渡区，一般地面塔和楼顶塔均可采用，可根据实际情况选择。

郊区（主要是C类区域）：郊区区域要求基站覆盖范围大，对基站有较严格的高度要求，该区域主要以地面塔为主。

针对试点外的规划区域，结合自有物业情况，考虑在资兴市区域新建1座铁塔。此外，现有物业基本满足基站的建设需求，无需租赁基站。

3.5.2 机房

本项目需要按照利旧原则，使用现有机房进行基站建设，不另外新建机房。3.5.3 电源

核心网设备及网络基站侧的BBU、RRU设备，均采用双路电源供电。原则上，基站侧的设备采用直流电源供电。

原则上，本规划利用现有的电源系统供电，对不满足条件的电源系统进行改造。

（1）现有直流电源容量不足的变电站，可从占用交流电源引1路供本期工程无线设备使用，增加相应的电源转换装置（含电池）。

（2）扩容的电源整流模块按主备冗余考虑配置，容量按30 A×2配置，空开按50 A×2考虑，架顶直流分配单元应至少按（16 A×4）×2考虑[3]。

（3）对电源系统改造不影响在用设备的安全稳定运行。

4 结 论

采用无线专网技术不仅提高了配电自动化系统数据采集的准确性、可靠性和实时性，而且为智能电网的建设提供了有力支撑，为实现“坚强智能电网计划”奠定了坚实基础。