0 引言

电力通信系统发展到现在已经到了瓶颈期，从终端到基站的最后一公里问题越来越影响通信系统的建设以及业务应用，电力业务本身存在分布广泛、环境复杂的特点，为通信系统的建设加大了难度，传统的有线光纤通信不仅建设难度大、运维复杂，在实际建设过程中也存在很多难以克服的困难。LTE技术的发展为解决通信系统建设最后一公里的问题提供了解决方案。

1 电力业务通信需求现状

1.1 智能电网通信业务需求现状

（1）运行监控业务需求分析。电网运行监控业务将现代计算机技术、通信网络技术、自动化技术集于一体，需要可靠的通信手段，在古城区、CBD、农村地区等大量信息点光纤布放不到位的地方，无线专网的建设和扩容难度低于光缆，需要快速提高覆盖率的地方，采用无线专网可以缩短工程周期。目前采用无线方式工作的故障指示器和台变监测终端主要依靠无线公网，选择的制式有2G的GPRS、3G的CDMA和4G的LTE，制式不统一给运维管理带来了诸多不便，在安全性、可靠性、实时性上存在隐患。（2）配电工区业务需求分析。传统的输配电状态监测方法主要依靠停电检修、试验和定期巡视等方法，周期长，设备种类多，人工巡检误差较高，实现输配电设备状态的智能感知技术研究显得尤为迫切^[1]，以变电站为断面，每个变电站输配电状态感知终端需求约为6个，安全要求高，质量要求高，带宽要求高。

1.2 智能电网扩展业务需求

（1）变电运维室业务需求分析。变电设备数据化和信息化管理，现有输配电网设备和电缆种类繁杂、数量众多，基本依赖手工录入方式，工作量大且容易出错，进行输配电设备及电缆等信息采集和加强信息化管理的要求提升，巡检人员在外巡检通过手持设备终端巡检器，自动或手动向中心发送信息，手持终端巡检器的随时随地工作方式对通信承载网提出了灵活可靠的接入需求。检修现场远程视频监控应用，对于重要保电、重点检修、应急抢修工作现场进行实时全程监控和语音通话具有重要作用。（2）输电运检室业务需求分析。对220 kV变电站联络线进行智能化改造，加装输电线路杆塔倾斜、绝缘子污秽度、动态增容、故障定位、视频监控等在线监测装置，采集相关监测数据，及时发现设备隐患，防止突发性事故发生，快速进行故障定位，减少线路停电时间。（3）电缆运检室业务需求分析。基于差异化运维决策的电力电缆智能接地箱的推广应用，对电缆局方、接地环流、中间接头温度、接地电阻、通道水位、环境气体等参数进行实时监测。（4）营销部业务需求分析。智能楼宇、智能家居、客户服务需求响应信息平台通讯建设、用电采集系统运城高速通道建设、分布式能源建设、电动汽车话智能充放电设施建设、岸电智能充放电设施建设、电能管理服务平台建设、用电负荷控制建设、安监部业务需求。

1.3 智能电网融合需求

（1）语音业务融合需求，电网企业以往都是采用公网手持机与电网内部固话进行语音沟通，在大型活动保障、应急情景下，公网、固话通信的及时性和有效性受到制约，一种高可靠的通信方案显得尤为重要。（2）视频业务融合需求，电力视频业务不仅包含固定的视频会议系统、监控系统，针对移动巡检、突发事件拍摄、重大事故录像等也存在需求，人员外出时，视频会议无法将相关人员组进会议，监控点需要新增时光纤无法铺设时，就会有监控盲区，日常巡检中，突发状况无法通过手持对讲机将现场情况回传或录像。

2 电力LTE专网解决方案设计

2.1 方案概述

电力LTE专网解决方案如图1所示。网络架构从场景来看可以分为LTE无线网接入场景、应急通信网接入场景^[2]。最上层为融合通信平台，将有线、无线通信融合在一个平台之上。下层LTE专网分为三个部分：（1）自组网系统、自带核心网、自成一张网络、配网自动化等运检业务可自行在本地运行，抄表等营销业务通过核心网透传过安全接入平台进入省公司后台平台统一查看。语音等业务通过融合通信平台与异系统对接。（2）共用站模式，不带核心网，统一将基站接入省公司后台核心网，满足电力集中管理的需求，所有数据业务、语音业务都需要经过省公司。（3）应急网络，在灾害、重大活动等事件中，电力内部的通信需要专用的应急网络，在公网可靠性不足时能迅速组网，实现语音、视频、调度等功能，并且此网络可以通过融合通信平台融入电力系统之中。

2.2 承载网及回传方案

电力LTE接入网的后向回传网络建设方案如图2所示，方案通过已建成的电力传输网络，将各地不同厂家基站接入核心网，对比测试数据业务和语音业务。

2.3 应急通信解决方案

在现场部署应急通信车或单兵便携栈，其LTE核心网的上联口与光传输网互联，从而构建从现场至主站系统的通信网。在LTE上联光通道失效的情况下，利用CPE进行回传或者利用卫星通道作为上联通道。LTE与卫星通道互联可以采用两种方案。方案一：直接将LTE上联口接入卫星便携站接入交换机；方案二：通过CPE将LTE网络接入卫星通道，CPE与卫星便携站接入交换机直联。

安全防护方面，业务安全防护抓哟利用安全接入平台，各种移动业务终端通过安全接入网关、数据交换系统接入主站。

在指挥中心部署大屏系统、音响系统、多媒体集群调度台、GIS调度台、调音台等设备，指挥中心通过VGA视频连接线将调度台连接视频上墙网关，再与大屏连接，现场单兵背负设备、手持终端通过专网回传指挥中心可以被推送到大屏上显示，为指挥中心领导提供决策依据。

2.4 综合网管方案设计

设备网管北向接口为被管系统向网管系统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，见图3。

LTE设备网管北向接口功能涵盖告警、配置、性能和测试接口功能，给综合网管系统提供相关数据，如图4所示。

2.5 电力资产复用方案

核心网部署与地市信通公司通信机房，基站的基带设备部署于业务点附近的变电站通信机房。电力物业资产可以作为室外射频单元和天面的挂设点，如电力公司大楼、运检工区大楼，电力系统的微波塔、电线杆塔资产也可以用于挂设室外射频单元。变电站主站的光传输系统可以用于无线专网的基站回传，变电站到10 kV、20 kV节点的裸光纤可以用于无线专网的补盲射频单元回传。

3 结束语

本文针对电力业务最后一公里有线通信不方便铺设与运维的问题提出了一种LTE专网设计方案，该方案能够合理的利用无线网络的带宽，充分满足电力业务的需求，具有广阔的发展前景。

参考文献

[1] 苏斓，冯伟东，张庚，等.LTE230系统在电网移动现场作业平台中的应用[J].电气应用，2013(增刊):320-322.

[2] 于佳，刘金锁，蔡世龙. 电力系统中LTE无线网络规划研究[J]. 远光软件, 2016(14)：7-11.

作者信息:

刘 超，苏 丹，杨 睿

（国网冀北电力有限公司信息通信分公司，北京100053）