TD_LTE电力无线宽带专网技术应用研究.doc

TD-LTE 电力无线宽带专网技术应用研究 李文伟 1，陈宝仁 2，吴谦 1，赖木波 1 （1. 深圳供电局有限公司 调度控制中心，广东 深圳 518020 ；2. 广东省电力设计研究院，广东 广州 510663） 中图分类号：TN929.5 文献标志码：B 文章编号：1005-7641(2012)11-0082-06 0 引言 随着智能配电网的发展以及电网对于应急 2）TD-LTE 采用时分双工（Test-Driven Develo- pment，TDD）模式，上下行使用同一频段，可有效 节省带宽资源，便于电网申请一段独立的频段； 3）TD-LTE 上下行时隙子帧的配比可调，根 据用户的上下行数据比例要求，充分满足智能电 网业务“上行数据吞吐量大、下行数据吞吐量小” 的需求； 4）TD-LTE 采用扁平化组网方案，减少网元 层次，有效降低了数据传输时延，满足后续用户在 控制命令、实时视频回传等方面的应用。 因此，基于 TD-LTE 技术体制，结合电力无线 宽带专网技术需求，定制开发适合电力智能配电 网业务应用和应急通信的电力无线宽带专网，能 有效推动、促进智能电网的发展。 通信的需求，新一代无线宽带技术在配电网中的 应用成为目前电力系统通信研究的热点。分时 长期演 进（Time Division Long Term Evolution， TD-LTE）是目前主流的无线宽带技术，电力配电 网中采用 TD-LTE 技术体制建设电力无线宽带专 网，将是未来配电网通信的重要方式。因此，研究 TD-LTE 电力无线宽带专网技术在电网中的应用 具有重要意义。 1 TD-LTE在电网中的应用优势 TD-LTE 是具备中国自主知识产权的新一 代无线宽带技术，采用了多种先进的无线通信技 术，如正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）、多输入多输出技 术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）、多通道智 能天线技术等，有效提升了数据吞吐率、覆盖范围 以及用户在线数量。 基于 TD-LTE 的无线电网专网解决方案的主 要应用优势如下： 1）数据吞吐率及频谱利用效率高，在带宽资 源受限情况下，能满足电网用户对数据业务的速 率要求； 2 2.1 电力无线专网关键问题研究 配网业务承载能力 电网业务根据其功能属性，可分为保护类、控制 类（遥控）、信息监测类（遥信、遥测）、视频类（遥视）、 市场营销类。不同属性业务的特性见表 1 所列。 根据以上业务属性，保护类、控制类业务必须 采用专用的电力通信专网；信息监测类、视频监测 类、市场营销类业务应优先采用电力通信专网，在 电力通信专网暂无网络覆盖的区域，可选择租用 公用通信网络。 摘要：为了充分掌握 TD-LTE 在电网中的应用特性，文章通过对 TD-LTE 在电力无线宽带专网 重点应用优势，以及 TD-LTE 电力无线宽带专网的业务承载能力、网络安全性、无线覆盖、时延 性能、数据吞吐量、用户容量、业务 QoS 管理等关键问题进行分析，提出了基于 TD-LTE 技术体 制建设电力无线宽带专网，应用中应开展覆盖优化、无线终端管理、终端接口标准化等工作。 关键词：TD-LTE；无线宽带；技术体制 表 1 不同属性业务的特性 Tab.1 Characteristics of different service 2.2 网络安全性 无线通信网络在空间中传播，信息安全成为 电力无线宽带转电力无线网络的主要问题。安全 威胁的主要来源包括：①电力信息业务及用户隐 私的关键信息外 泄；②非法电力控制信号下 发； ③外界因素导致的网络受损。 面对以上网络安全威胁，需要为电力无线专 网引入更先进的安全机制来规避风险，并配备足 够周全的安全策略来应对风险。TD-LTE 采用当 前最先进的安全机制，其独特的双层安全架构和 流程，可以有效抵抗非法访问和网络攻击导致的 数据外泄和非法电力信号传输。特别在无线用户 认证方面，TD-LTE 采用 128 位密钥长度算法和 双向认证机制，可有效提高网络用户的接入安全 性，解决伪基站欺骗问题。 2.3 无线覆盖 根据《南方电网供电区域规划导则》，A 类供电 3 较高 数秒级 一般 几 kbit/s 一般 Mbit/s 5 高 数秒级 一般 几 kbit/s 一般 每种具体业务可能具有 1 种或多种属性。智 能电网业务属性及无线承载适应性见表 2 所列。 表 2 智能电网业务属性及无线承载适应性 Tab.2 Radio bearer adaptability and attributes of smart grid service 区规划 110 kV 变电站供电范围宜按 3~4