无线通信

分析无线通信在智能电网电力系统中的应用前景

无线通信可以成为电力系统通信的重要补充手段,为构建电力系统综合通信网络提供非常重要的组成部分。 随着无线通信技术的发展,无线通信系统的特性发生了巨大的变化。 鉴于无线通信网络不依赖电网、抗自然灾害能力强、具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点,非常适合适合弥补当前通信方式单一、覆盖不全的缺点。 。

 

接下来,我们简单介绍一下无线通信传输系统的应用特点、优缺点,并分析其在电力系统中的应用前景。

2.无线技术简介

(1)无线通信技术概念

目前,无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。 一般由无线基站、无线终端和应用管理服务器组成。

(2)无线通信技术发展现状

无线通信技术根据传输距离大致可分为以下四种技术,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)和无线城域网(无线城域网)基于IEEE802.16。 WMAN)和基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。

一般来说,长距离无线接入技术的代表有:GSM、GPRS、3G; 短距离无线接入技术的代表包括:WLAN、UWB等。按照移动性可分为移动接入和固定接入。 其中,固定无线接入技术主要包括:3.5GHz无线接入(MMDS)、本地多点分布服务(LMDS)、802.16d等; 移动无线接入技术主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16的e’s WiMAX和基于802.20的WWAN。 按照带宽可以分为窄带无线接入和宽带无线接入。 其中,宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX等; 窄带无线接入技术的代表包括第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展趋势可以看出,以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。 目前基于该技术的无线通信技术主要包括B3G、WiMAX、Wi-Fi、WMN四种技术。

2.其他无线通信技术

除上述主流无线通信技术外,目前现有的无线通信技术还包括:IrDA、蓝牙、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术,以及LMDS、MMDS、点对多点通信等。点微波、卫星通信等远距离通信技术。

(1) IrDA:红外数据协会,是一种点对点数据传输协议。 通信距离一般在0-1m之间,传输速率可达16Mbps,通信介质为波长900纳米左右的近红外。

(2)蓝牙:蓝牙工作在全球开放的2.4GHz ISM频段,采用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz至2.480GHz的电磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,射频识别,俗称电子标签。 它是一种非接触式自动识别技术,通过射频信号自动识别目标物体并获取相关数据。 RFID由三个基本元件组成:标签、阅读器和天线。

(4)UWB:UltraWideband,超宽带技术。 UWB通信也称为无载波基带通信。 它几乎是一个全数字通信系统,需要很少的射频和微波器件,因此可以降低系统的复杂性,降低成本。

3、无线技术优缺点分析

(1)WLAN技术分析

Wi-Fi技术和产品已经相当成熟并实现量产。 该技术适用于无线局域网。 作为有线网络的延伸,对于特殊场所的宽带应用,Wi-Fi技术虽然得到广泛应用,但仍然存在一定的安全隐患。 控制工程网保留所有权利。 Wi-Fi采用的是射频(RF)技术,通过空中发送和接收数据。 由于无线网络使用无线电波来传输数据信号,因此非常容易受到外界的攻击。 黑客可以轻松窃取无线电波覆盖范围内的数据,甚至进入未受保护的公司内部局域网。

(2)WiMAX技术分析

WiMAX是一项推出较晚的先进技术。 其存在频率复用性小、利用率低的问题。 但由于标准化工作最近才完成,这项技术的大规模推广还需要实践的检验。 从应用前景来看,该技术可以满足大范围的互联网接入需求。 覆盖范围可以包括室外和室内区域。 可以提供大面积的信号覆盖,甚至只需几个基站就可以实现全市覆盖。 WiMAX因其先进的技术和超长的传输距离一直受到业界的青睐。 它是未来移动技术的发展方向,提供优秀的最后一公里网络接入服务。

(3)WMN技术分析

WMN 是一项正在研究中的技术。 在研究中不断综合各种技术不同方面的特点。 中国控制工程。 版权所有。 但目前尚无成熟的产品系列支持该技术的大规模应用。 从应用前景来看,WMN这种新兴网络不仅在无线宽带接入方面具有广阔的应用空间,还可以结合数据和图像采集模块应用于目标物体的监控或数据采集等其他方面,广泛应用于环境检测、工业、交通等领域。 随着其他技术的不断更新和完善,WMN与它们更好地融合和互补,使它们能够扬长避短,充分发挥各自的优势。

(4)3G技术分析

3G于1996年提出标准,并于2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制定。3G网络部署已经具有相当丰富的实践经验,并有一整套完整的网络建设理论,包括网络链路预算、传播模型预算、计算机模拟。 从商用前景来看,3G目前已在部分领域广泛商用。 例如,欧洲许多国家、日本、韩国等都已经建设了3G网络。 3G技术已进入实用阶段,许多国家和地区正在建设或即将建设3G网络。

(5)LMDS技术分析

本地多点分布式服务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术。 其工作频率在20GHZ以上。 它采用毫米波传输方式提供数字双工语音、数据、互联网和视频服务,是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。 最佳条件下,距离可达8公里; 然而,由于降雨,距离通常限制在1.5公里。

其主要工作原理是将ATM骨干网基带信息通过扇区或基站设备调制成射频信号并进行传输。 其覆盖范围内的众多用户设备接收射频信号并将其还原为ATM基带信号,无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆,即可实现数据的双向对称高带宽无线传输。

6)MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是存在阻塞问题,信号质量容易受天气变化影响。 可用频段不够宽,最大不超过200MHz。 其次,MMDS对传输路径的要求非常严格。 由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交调幅QAM调制技术,无法实现非视距传输,难以推广并将其应用到当前复杂的城市环境中。 另外,MMDS尚无统一的国际标准,各厂家的设备存在兼容性问题。

(7)集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点。 其频谱利用率大大提高,可以进一步增加集群系统的用户容量; 提高信号抵抗信道衰落的能力,使无线传输质量更好; 由于采用了成熟的数字加密理论和实用技术,因此数字系统的保密性也得到了很大的提高。

数字集群移动通信系统可以提供多业务服务,这意味着除了数字语音信号外,还可以传输用户号码、图像信息等。由于在网络内传输统一的数字信号,因此系统的业务功能集群网络得到极大改善。

(8)点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面:一是可以降低运营商的运营成本。 与租用线路相比,微波系统仅需一年左右即可收回投资。 其次,微波传输系统部署简单、快速。 与传统传输方式相比,其快速部署优势可以更快满足新业务发展的需求。 第三,现有的微波产品有未来发展的保障,能够为运营商的新业务、新需求提供良好的支撑。 未来,微波传输系统将升级为全IP平台,全力支撑运营商未来发展。

(九)卫星通信技术分析

卫星用于协调一些人口稀少地区的地面通信。 这些地区用户范围广但不密集,可以利用卫星作为用户连接固定有线网络的接入设施。 在陆地通信网络已形成宽带多媒体通信网络的环境下,利用卫星建设宽带卫星接入系统是一种较好实用的解决方案,经济可靠。

但卫星通信毕竟是利用卫星作为通信平台。 地面站的建设和通信信道的租用费用需要大量资金。 而且,通信资源归卫星通信公司所有。 由于其带宽限制,大量数据的传输需要非常高的成本。 价格大。 因此,将其用于日常生产、生活是极其不经济的; 而更适合利用卫星通信进行应急通信、作战通信、海外通信等。

4、无线技术综合比较

目前,无线通信领域各种技术的互补性日益明显。 这主要体现在不同的接入技术覆盖范围不同、适用范围不同、技术特性不同、接入速率不同。 3G可以解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可以解决中距离更高速的数据接入,UWB可以实现短距离超高速无线接入。

首先,从标准化的角度来看,本报告涵盖的技术中,只有WMN技术还没有成熟的标准体系。 LMDS、MMDS、集群通信都有多种标准,但没有统一的国际标准。 其余技术已完成标准化工作,并已开展实验网络建设和商用网络建设。

在频率方面,Wi-Fi技术和WMN均使用开放频段,而WiMAX技术、3G技术等其他技术则使用授权频段。

从覆盖范围来看,Wi-Fi技术和WMN技术都属于局域网无线接入技术。 版权所有,覆盖范围仅35m-100m; WiMAX技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信等都属于城域网接入技术。 覆盖范围从1公里到54公里,而卫星通信和点对点微波属于广域网技术,通常用于通信骨干网的建设。

从传输速率来看,点对点微波和卫星通信属于干线传输技术,不同情况下速率差异较大。 其余技术均为接入技术,但3G技术的接入速率最低。 中国控制工程版权所有。 只有384k,而其他技术则有几十M甚至上百M的速率。

从调制技术来看,Wi-Fi技术、WiMAX技术、WMN、3G技术均采用了最新的调制技术OFDM,其余技术均未采用OFDM调制技术。

从天线技术来看,只有3G和WiMAX技术采用了MIMO技术,其他技术均未采用MIMO技术; 从传输环境来看,只有WiMAX技术和3G技术支持非视距传输,其他技术都需要视距传输。 环境:从网络安全和QoS机制来看,WiMAX技术和3G技术在这方面相对优秀和完善,而其他技术则存在较大问题。

5、无线技术的应用及前景

目前,光纤通信以其高传输速率、高带宽、高可靠性等特点在电网及电力系统通信中仍占主导地位。 但随着电网提出灾害应急、配网自动化、办公智能化等需求,无线通信因其快速部署、不受地面限制等特点,将寻求在电力系统通信中的应用。