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电力无线专网建设的背后:统一标准方能聚集产业发展合力

2019-01-15  来源:中国信息产业网  作者:

不久前,浙江电力嘉兴电力无线专网项目通过验收的新闻与各省电力公司陆续开展电力无线专网建设项目公开招标的信息引起了不少人的关注,这意味着电力无线专网的建设进程又向前垮了一步。或许有人会问,不就是建一张网,至于这么大张声势吗?

简单来看,这只是一张为行业提供服务的,区别于公网的移动通信专网,实际上关于建设电力无线专网前期已有数十年的铺垫了,如今国家电网公司加大终端接入网建设,电力无线专网的建设必要性才非常明确。但从目前情况来看,关于电力无线专网标准的采用却仍像在十字路口徘徊,这对整个产业的发展而言不是一个积极乐观的信号。

电力无线专网为何非建不可?

电力行业信息数据的传输方式包括有线传输、BPLC传输、公网传输、专网传输。有线传输费用高,BPLC干扰大,公网对精控要求高的领域而言安全性低,逐一排除,能够满足电力业务需求的就剩下专网。

说到电力无线专网,与公网最大的区别在于是专门针对电力业务需求而建的,这就要求技术与业务进行深度捆绑,即根据需求进行定制化开发,这也要求这张专网的建设务必精益求精。

早在1991年,国家无线电管理委员会就曾发文,将230MHz频段的使用按照25KHz作为一个频点进行了分配,分配对象包括电力、气象、水利、人防等8个部委共计100多个频点,其中1MHz的频宽资源分配给了电力系统,分为40个频点,属于电力专有的频点资源。

但由于这40个频点资源是离散分布的,如何提高使用效率成为头等大事。2009年,国家电网信通公司与中国普天合作,采用后者技术创新的离散载波聚合与动态频谱感知技术,不仅可以将分散的频点聚合到一起,还能让闲置的频谱资源实现再利用,大幅度提高了电力230MHz使用效能。

2009年始,中国普天基于分配给电力、石油等能源行业使用的230MHz离散频谱资源,将TD-LTE技术与230MHz频谱结合,开发出具有自主知识产权的新型LTE230无线宽带通信系统(简称LTE230系统)。经验证,该系统具备高带宽、蜂窝组网能力,以及容量大、频谱效率高、安全性高等优势,能够承载信息采集、实时图像监控、应急抢险等多项智能业务。

2012年2月,LTE 230系统通过中国电机工程学会组织的科学技术鉴定,邬贺铨院士为组长的鉴定委员会一致认为其在电力系统应用方面达到了国际领先水平,具有良好的推广应用价值,并提出加快标准制定、加快推广应用的建议。2012年4月,LTE 230系统取得国家无线电管理局基站和终端的设备型号核准证。

230MHz频率规划调整发文释放重要信号

其实从2010年开始,国家电网公司在浙江海盐等地开展了LTE230试点建设,海盐县供电局被确定为国家电网公司系统首个县级智能电网试点单位,2016年承担工信部批复的LTE 230MHz电力无线专网试点建设项目在2017年6月通过工信部无线电管理局验收。

2018年,国网第一张地市级全覆盖、第一张接入终端过万、第一张通过验收的网络——嘉兴电力无线专网建成。该试点覆盖嘉兴三区五县3915平方公里,不仅是国内迄今为止建设规模最大的电力无线专网,还是投资规模最大的TD-LTE电力无线专网项目,能实现多业务承载应用。

该试点电力无线专网的建成,是在LTE230技术产品提升的支撑之下完成的,从侧面不断应证了LTE230建网的可行性。

2016年国家电网“十三五”规划提出要加大终端智能接入网建设,同年工信部批复3个基于230MHz频段的聚合试验网,2个有国家电网验证业务,1个交给中国普天验证技术与共存。2017年,这三个试验网均通过验证。

2018年,国家电网在已授权获得1M带宽的基础上向工信部提出增补7M频率资源的申请。8月,工信部印发《关于调整223—235MHz频段无线数据传输系统频率使用规划的通知》(以下简称165号文件),通过引入载波聚合和动态频谱共享等新技术,同时鼓励采用共网的建设模式,以提高频谱使用效益。

从国家无线电管理部门调整230MHz频率规划不难看出,工信部在不断加大对两化深度融合和工业互联网发展的支持,这也给电力无线专网产业带来了极大的信心。

在2018电力无线专网产业发展论坛上,LTE230技术方案得到业界一致认可,成为国家电网电力无线专网采用的新型通信系统。

公网建设之路或为前车之鉴

除了230MHz,目前还有1.4G及1.8G频段可用于行业无线接入使用,分别以中兴、华为为代表的通信厂商,也都致力于1.4G在政务领域,1.8G用于行业的产品技术支持。普天坚持多年基于230MHz的LTE230技术,经过几年时间试验验证后,中兴也加入到LTE230技术并后向演进。而华为则基于NB-IOT技术推出IOT230技术。

由此,电力无线专网建设领域出现了两种可供选择的技术,不过有时候选择多了反而是一件闹心的事儿。到底该采用哪种技术?还是两种都用?

据悉,目前国家电网的企业标准同时支持两种技术路线,包括已经发布的LTE230标准和尚在制定中的IoT230标准。虽然这两套系统均采用无线蜂窝网架构、基于成熟4G技术和先进5G技术,但两套标准的存在会带来一系列问题。

首先,由于两套系统在空口物理帧结构等方面仍存有一定差异,会带来相互之间的干扰与共存问题。干扰轻则导致无线基站覆盖收缩,降低网络实用性,重则造成信号阻塞,网络无法工作。即使在实际组网建设中可采用一些措施降低干扰,但也会导致网络及频谱资源使用效率的降低,增加建网成本。

不仅如此,行业专家分析在两套系统覆盖的边界区域需保约40km留隔离带,导致无法形成电力无线专网的连续覆盖,若是大规模组网将可能产生更加严重的后果。

其次,两套系统的并存不利于无线专网标准的长期演进。这两套标准支持的空口完全不兼容,不仅会给未来标准的演进带来影响,同时对行业标准、国家标准、乃至以后的国际标准申报都会带来的一系列问题。

另外,两系统的空口不兼容不利于电力无线专网产业的发展。空口相互不兼容的LTE230和IoT230,客观上会造成产业发展上两大阵营的分割,分散主流设备制造商技术研究和设备开发的力量。在规模有限的电力无线专网市场中,不利于电力无线专网产业的长期稳定发展。

既然两个标准会产生如此多影响,那么若是统一标准发展又该如何呢?

作为国产老大哥式的存在,华为在技术上一直都是国内企业的榜样,甚至连国外企业都要忌惮三分,华为基于NB-IOT推出的IOT230技术背后势必有着强大的研发支撑。不可否认,IOT230的提出确是一种新的技术。不过问题也来了,与LTE230相比,IOT230也有不少短板。

第一,问世时间短,2017年底提出的IOT230目前还未来得及充分验证;第二,产品有缺失,IOT230系统出来了基站设备,终端产品据悉推出时间在今年下半年;第三,标准未发布,国家电网IOT230的企业标准未发布,没有标准就无法统一;第四,技术待完善,目前IOT230明确不支持宽带视频与移动业务,而这两项业务也是电力无线专网的重要需求点。

当然,鼓励技术创新是产业发展不二法宝,支持新技术的初衷不可否认,但具体的情况也需具体分析。以公网的发展建设为例,一开始也是多方割据,由之前的六大运营商逐渐统一到如今的三家;另一方面,与公网不同的是,专网的使用量要小很多,有必要采用多种技术一起建吗?

建网标准的统一究竟有多重要?

早在2017年,中国无线电协会电力无线专网产业分会(产业联盟)成立,国网信息通信产业集团、国家无线电监测中心、中国信息通信研究院、普天信息技术有限公司、大唐移动通信设备有限公司等均是其中的成员。

产业联盟的成立,就是希望聚整个产业之力形成合力来促进电力无线专网的建成落地。

根据165号文件精神以及国家新的无线电管理条例要求,电力部门在获得频率使用许可后,两年内频段占用率要不低于70%。如果采用IOT230,是否需要考虑充分验证?毕竟电力无线专网承担的支撑任务也是审慎的,另外终端产品的面世和相关标准发布等。如此一来,电力无线专网建设时间岂不是要再往后延?与电力无线专网建设的迫在眉睫相比,采用经过验证的成熟的技术产品当成为首选,所谓时不我待。当然提出LTE230技术的中国普天也明确表示,支持知识产权和接口开放,以实现LTE 230标准下的核心网、基站、终端、芯片、仪表和接口的互联互通。

在前几日的230MHz电力无线专网调研汇报会上,工信部总工程师张峰在座谈会上对后续工作提出意见,其中就包括积极推动不同地域、不同业务、不同系统的基站及终端互联互通。要实现互联互通,就要有一套统一的标准。

一名业内人士认为,根据国网目前电力无线专网的标准发布情况来看,LTE230系统的标准已经正式发布,经过多年的开发和验证,并有工信部组织的试验验证,可作为电力无线专网的基线标准,IoT230标准可融入作为后续演进标准,考虑与基线标准的空口兼容性,从而保证无线专网的平滑演进。

数十年前,LTE230的提出者中国普天就在为推动电力无线专网建设做准备,LTE230也正是这些年来技术研发的成果之一。且多年以来,中国普天与国网之间始终有着密切合作,当下与IoT230相比,LTE230可靠性明显更高。

对于主导电力无线专网建设的国家电网信通部而言,肩负着为国网诸多业务部门提供服务的重任。

统一的电力无线专网标准,能让整个产业的发展形成一股强大合力,利于电力无线专网的产业链共用度,使设备商集中力量做好做大产业,促进产业良性循环和发展将对电力业务更全面地支撑、促进产业链的整合与产业良性发展,以及为终端通信接入网和能源物联网的中长期发展做出更大贡献。

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