新型LTE230無線技術(shù)解決智能電網(wǎng)通信痛點
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進以及與“互聯(lián)網(wǎng)+”的高度融合,電力業(yè)務(wù)終端規(guī)模迅速擴大,各行業(yè)對電網(wǎng)的供電質(zhì)量和用戶服務(wù)提出了更高的要求。經(jīng)過多年的建設(shè),電力通信骨干網(wǎng)已經(jīng)具備一定規(guī)模,通過光纖網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的電力節(jié)點,對提高供電的可靠性,提升服務(wù)水平起到了重要支撐作用。然而隨著電力終端規(guī)模和業(yè)務(wù)應用形式的不斷擴大,現(xiàn)有終端通信接入網(wǎng)暴露出一些問題,一方面由于建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)投資高、覆蓋慢、建設(shè)周期長、維護困難等原因,很難做到電力終端的全面覆蓋,無法實現(xiàn)電網(wǎng)末梢各類通信業(yè)務(wù)的綜合接入;另一方面,租賃無線公網(wǎng)信道存在安全性差、與公眾競爭信道,通信質(zhì)量不可控、高額租賃費,以及2G即將退網(wǎng)等嚴峻問題。基于上述原因,國家電網(wǎng)公司自主建設(shè)無線終端接入網(wǎng)有助于解決實際問題,實現(xiàn)“最后一公里”業(yè)務(wù)的快速接入與覆蓋。終端通信接入網(wǎng)作為骨干網(wǎng)和終端交互的媒介,對于“末端提質(zhì)”具有關(guān)鍵意義。
新型LTE230無線技術(shù)解決行業(yè)通信兩難題
2009年,普天信息技術(shù)有限公司(改制前為普天信息技術(shù)研究院),基于分配給電力、石油等行業(yè)使用的230MHz離散頻譜資源,將TD-LTE技術(shù)與230MHz頻譜完美結(jié)合,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型LTE230無線寬帶通信系統(tǒng)(簡稱LTE230系統(tǒng))。在LTE230系統(tǒng)的研發(fā)過程中,普天科研團隊通過技術(shù)攻關(guān),解決了兩個行業(yè)通信難題,即離散頻率聚合和頻率感知。原有230M頻段分給8個行業(yè),頻率使用效率都不高。通過離散頻率聚合技術(shù),將現(xiàn)有離散頻率聚合,使一個區(qū)域內(nèi)某個行業(yè)在使用時相當于利用全部頻段,大幅提升了通信速率和效率。同時,通過頻率感知技術(shù)使新型系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)共用,新系統(tǒng)會避開同頻段的傳統(tǒng)系統(tǒng),使兩個系統(tǒng)之間相互不干擾。經(jīng)過驗證,該系統(tǒng)相比較傳統(tǒng)的230電臺,具備高帶寬、蜂窩組網(wǎng)能力,以及容量大、頻譜效率高、頻譜適應性強、安全性高、可靠性強、部署擴展平滑等優(yōu)勢,能夠承載信息采集、自動化、負荷控制、實時圖像監(jiān)控、應急搶險等多項智能業(yè)務(wù),
2012年2月,中國電機工程學會在北京組織召開的科學成果鑒定會上,由鄔賀銓院士擔任主任的鑒定委員會在聽取了項目全面系統(tǒng)的報告和審閱了所有鑒定材料后,一致認為:該項目從智能電網(wǎng)應用需求出發(fā),運用載波聚合、干擾協(xié)調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)的新型230MHz電力無線寬帶通信系統(tǒng),首次在國際上應用,具有創(chuàng)新性。2012年6月,工信部無線電管理局也召開了“230MHz頻段管理與技術(shù)創(chuàng)新研討會”,時任副局長闞潤田到會并講話。會議圍繞230MHz頻段管理與技術(shù)創(chuàng)新,結(jié)合無線電寬帶通信技術(shù)發(fā)展面臨的形勢,對載波聚合、頻譜感知等先進的新技術(shù)在智能配用電網(wǎng)的應用給予關(guān)注和支持,明確了通過新技術(shù)、新應用帶動頻譜資源管理創(chuàng)新的思路。
LTE230系統(tǒng)驗證結(jié)碩果,厚積薄發(fā)成績斐然
從2012年至2017年的五年里,在工業(yè)和信息化部的大力支持下,在無線電管理部門的組織領(lǐng)導下,普天信息技術(shù)有限公司與國家電網(wǎng)公司、浙江省電力公司、嘉興電力公司、蘇州市昆山供電公司、深圳電力公司、廣州電力公司、重慶電力公司等單位開展深度合作,運用電力行業(yè)自有的230MHz頻段, 在浙江嘉興、福建晉江、重慶武隆等地建設(shè)LTE電力無線試驗網(wǎng),在北京、浙江昆山、江蘇揚州、深圳、廣州花都、冀北大廠、湖南長沙、江西九江、蒙東巴林左旗、河北平山和張家口等地開展LTE電力無線專網(wǎng)試點應用,驗證國家重大專項、發(fā)改委項目和863項目有關(guān)“LTE230Mhz電力無線寬帶通信系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化及應用示范項目”,積極推動230兆赫茲頻點備案及申請工作,促進電力無線通信技術(shù)在此數(shù)據(jù)傳輸應用的黃金頻段發(fā)展。
經(jīng)在國家電網(wǎng)試點的運行測試,LTE230系統(tǒng)在郊區(qū)環(huán)境下覆蓋距離可達12km,城區(qū)環(huán)境下覆蓋距離可達3.5km,并且在有樹木遮擋環(huán)境、樓宇遮擋環(huán)境、室內(nèi)環(huán)境、雨天、霧天等復雜環(huán)境下,具有良好的覆蓋能力,進一步降低了無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)成本。普天技術(shù)堅持創(chuàng)新發(fā)展LTE230系統(tǒng),2014年“新型230MHz電力無線寬帶通信系統(tǒng)研究與應用項目”榮獲國家電網(wǎng)公司科技進步二等獎。
2016年,普天技術(shù)攜手國家電網(wǎng)公司,于重慶武隆試驗驗證了基于離散窄帶頻譜的載波聚合無線接入技術(shù),實現(xiàn)了基于窄帶資源的寬帶化傳輸并與在用其他系統(tǒng)的共存;于浙江海鹽、福建晉江通過載波聚合技術(shù)開展了電力無線通信試驗,驗證了用電信息采集、配變監(jiān)測、負荷控制等多種業(yè)務(wù)支撐性能。而這些試驗網(wǎng)的驗收通過,也為國家無線電管理部門實現(xiàn)頻譜管理創(chuàng)新提供了支撐。
2017年6月,國網(wǎng)浙江電力海鹽供電公司“在230MHz頻段使用載波聚合技術(shù)進行電力無線通信試驗”成功通過驗收,接下來的擴大規(guī)模試驗,將實現(xiàn)業(yè)務(wù)接入規(guī)模化,提高頻譜使用率。也將擴大業(yè)務(wù)應用種類,深化精準負控、配電自動化三遙等業(yè)務(wù)應用。同時還將籌建低頻段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與應用試驗室,深度研究和應用230MHz頻段電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),不斷提高電網(wǎng)智能化水平,奠定智能電網(wǎng)快速發(fā)展的通信基礎(chǔ)。
推動專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈成熟,創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
電力無線專網(wǎng)的規(guī)模巨大,網(wǎng)絡(luò)復雜,必須有健全的產(chǎn)業(yè)鏈進行支持方能長期穩(wěn)定的發(fā)展。終端芯片是整個產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán),要有高集成度的專用射頻芯片和基帶芯片。為此,普天技術(shù)與北京智芯微電子科技有限公司合作開發(fā)了基于TD-LTE230電力無線通信基帶芯片,同時基于此款芯片研發(fā)出了第一個在LTE230電力無線專網(wǎng)使用國產(chǎn)芯片的自主研發(fā)出手持語音終端(CP PTM9100-230M)設(shè)備。這款產(chǎn)品支持語音通話、數(shù)據(jù)傳輸、集群等功能,協(xié)議簡單,采用通用芯片,可選芯片豐富,集成度高;在發(fā)射功率、接收靈敏度等關(guān)鍵指標上與之前的成熟產(chǎn)品持平,但其國產(chǎn)化、自主研發(fā)的身份決定了它在成本上具有的競爭力,可應用于應急通信、現(xiàn)場保障、數(shù)據(jù)回傳等各種場景,填補了LTE230電力無線專網(wǎng)在手持機方面的空白,豐富了LTE230終端產(chǎn)品形態(tài),實現(xiàn)了從芯片到產(chǎn)品的國產(chǎn)化,表明普天技術(shù)已掌握產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。“基于TD-LTE230的電力無線通信基帶芯片”入選“2014中關(guān)村十大創(chuàng)新成果”。
2014年1月11日,中關(guān)村寬帶無線專網(wǎng)應用產(chǎn)業(yè)協(xié)會暨產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(簡稱‘寬聯(lián)’)成立了電力專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)子聯(lián)盟,普天、華為、大唐電信作為了核心成員單位。寬聯(lián)電力寬帶無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)子聯(lián)盟的成立,將促進我國電力專網(wǎng)通信行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,推動國家及行業(yè)標準制定,帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間的協(xié)調(diào)合作,帶動我國行業(yè)專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進程。2017年4月,電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟召開了籌備會,會議明確該聯(lián)盟將圍繞以LTE230為主的無線專網(wǎng)技術(shù)進行標準制定與推廣,建立與完善電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,推動產(chǎn)業(yè)與市場有機結(jié)合。
普天積極支持TD-LTE 230國家電網(wǎng)企業(yè)標準制定工作,公司聯(lián)合國家無線電監(jiān)測中心共同提交的LTE 230系統(tǒng)兩篇提案文稿,分別寫入ITU-R SM.《智能電網(wǎng)》研究報告和ITU-R SM.《動態(tài)頻譜接入》研究報告,標志著普天LTE 230系統(tǒng)方案作為中國先進技術(shù)成果獲得ITU認可,提升了中國智能電網(wǎng)無線通信技術(shù)的國際話語權(quán)。
普天技術(shù)助力打造“堅強智能電網(wǎng)”,從能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)“最后一公里”通信的需求出發(fā),探討構(gòu)建符合電力業(yè)務(wù)特征的無線專網(wǎng)技術(shù)應用創(chuàng)新模式,通過對電網(wǎng)設(shè)備與用戶的實時感知與交互,支撐電網(wǎng)運行智能化、用電服務(wù)主動化。打造提升末端業(yè)務(wù)的感知能力與數(shù)據(jù)掌控能力,促進電網(wǎng)運營水平及服務(wù)模式質(zhì)的飛躍,為“互聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)、營銷、運檢、調(diào)度、物資、管理”實踐創(chuàng)造載體,最終促進電網(wǎng)規(guī)劃精細化、建設(shè)投資精準化、電網(wǎng)調(diào)度精準化及營銷服務(wù)主動化。
責任編輯:售電衡衡
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