通信网架构（精选9篇）
通信网架构 篇1
引言
电力通信网承担着电网管理以及运行和信息控制的能力, 所以在安全性以及电网的安全性方面对相关企业的发展有着非常密切的关系, 在我国的电力系统网络的不断完善之下, 通信技术的应用范围也逐渐的得到了扩大, 在自身作用上的发挥也愈来愈重要。而当前我国电力通信网的使用状况在安全性方面的隐患还比较严峻, 对于网络的正常运转有着很大的威胁, 故此加强电力通信网的安全体系构架有着其必要性。
1 电力通信网络安全的基本概述
1.1 电力通信网络安全的基本涵义
在我国的电力通信网络的发展过程中, 它是信息的主要传递载体, 最为重要的就是安全性。电力通信网络安全包含承载网和业务网的安全, 以及信息传递安全和网络服务安全, 在业务网以及承载网的安全方面主要包含着网络的可靠性以及生存性, 两者依靠着环境安全以及物理安全和链路安全等进行保障, 两者还有着自身的节点以及链路等。在信息的传递安全方面主要包括着机密性以及完整性和不可否认性[1]。
1.2 电力通信网的主要特点分析
电力通信网的安全性和通常的一些公共网络相比较更加地重要。从实际的情况进行分析来看, 公共网络的安全防护目的就是对数据的完整性以及保密性和可用性进行保证, 而电力通信网则是主要对人员的安全进行保证, 然后才是电力系统的安全, 最后是线路以及设备的安全以及完整性进行保证。公共网络的保护主要是把数据服务器作为一个关键的保护对象, 而电力通信网络则在此之外还要把变电站网络设备的安全作为重要的保护对象[2]。公共网络的通用性比较强, 能够建立统一的标准, 但是电力通信网就要采取专门的协议以及软件系统, 从安全任务的完成方面来看, 公共网络很难完成电力通信网的安全任务, 但是电力通信网在风险上要比普通的公共网络要大, 所造成的后果损失也比其更严重。
2 关于电力通信网安全体系的防护内容分析
在当前, 我国对于电力通信网安全性方面的研究已经有了很大的进展, 在研究的重要内容上主要有隐私保护以及可用性, 完整性以及身份认证和可信性计算等。其中在用户的隐私保护上是一个比较重要的内容, 用户的用电信息会在电网系统的完善过程中作为一个比较重要的数据资源而存在。从这些的信息来看都比较的重要, 倘若是在这些信息上的管理没有得到恰当地保护, 使之泄漏的时候, 就会对用户的隐私权造成侵犯。
在可用性的内容上主要是对于数据进行传输的过程中, 在可靠性以及延时性方面会有着高要求, 但是在网络的接收方面并没有特殊的要求, 从这一点来看, 这主要是普通的公共网络和电力通信网络的不同之处, 从这一方面也能够看到, 这对于电力通信网的安全问题也比普通公共网络要大得多, 更容易遭到恶意的攻击, 同时对于安全防护也有着其困难之处, 而在电力通信安全体系的完善之后能够在可用性上得到有效地加强。在完整性上就主要包括系统及过程、数据这几个重要的层面, 安全性是非法人员或者系统对信息进行了篡改而没有检测出, 最终造成了损失, 影响了整个的电网顺利运行[3]。关于电力通信安全系统内容中的身份认证, 主要是从运行安全的角度进行考虑实施的重要举措, 这一内容主要对一些伪造身份的现象进行有力防治, 对一些中间人在通过其他的一些方式来进行侵入信息系统能够有效地防止, 从而对整个网络的命令传导以及执行加以保证。在电力通信网络的可信性计算的内容方面, 在科技的发展下要能够进一步对新的科技进行引进, 从而提高整个系统的互通能力, 逐渐把系统进行完善。在其最终的目标上是能够形成多技术以及开放和复杂的综合网络系统, 故此首先要在每个子系统上进行安全防护实现可信性计算环境。
3 关于电力通信网安全体系架构的具体探究
在实际的电力通信运转中, 为使其能够得到正常的进入工作的状态, 这就要在安全性的问题上得到重视, 针对不相同的网络层次在安全技术上也要能够有着针对性的进行保障。在回程网络安全方面, 通过对VPN技术的应用, 对回程网络的信息传输的安全进行保证, 这一技术的别称又称为虚拟专用网, 它主要就是通过在网络中建立独立稳定的安全链接, 从而为通信数据的传输提供条件, 这一架构在安全机制上比较多样。
在电力通信攻防矩阵的关系方面, 在其层次结构上主要包括电力通信网络部位以及防卫和攻击等, 而这一网络受到攻击部位主要有信令网络以及管理网络和数据业务系统等等多个方面。对于电力通信网络的攻击主要有侦测攻击以及破坏攻击, 在防卫上主要有实现技术和运营管理等方面防卫。在电力通信网络安全体系架构主要涵盖了网络安全管理以及通信网络安全等等。在动态的网络安全体系的模型WPDRRC当中有六个重要的环节以及三个要素, 在环节上主要有检测以及响应, 预警以及保护, 反击以及恢复, 在动态性以及时序性方面表现的较强, 在各个方面的能力上都能够有效地做出反映[4]。在三个重要的要素上主要有策略和人员以及技术。其中最为核心的就是人员, 而策略起到桥梁的作用, 技术则是保障, 将其在以上的几个重要环节中得到落实, 从而形成完备以及立体和闭环的动态自适应的安全体系。
Mc Wi LL接入网安全体系的目标实现能够对合法的用户身份信息安全性得到有效地保护, 对其通信信息不被窃取或者是监听能够起到有效地保护作用, 对于网络的资源不被非法的终端修改以及使用也能够起到有效地保护作用。关于多层次的安全体系通过表1可知。
4 结束语
通过以上的相关分析探究可以得知, 电力通信网的安全体系架构对于我国的电力系统的正常运转起着关键作用, 对于维持电力系统的安全稳定高效性能以及满足市场化的需求都有着比较重大的意义, 在当前的科学技术不断的发展基础上, 通过对先进技术的应用必能加强电力通信网的安全性能的提升。
参考文献
[1]王乘恩, 黄红忠.电力通信网监测系统的安全防御体系研究[J].信息系统工程, 2011 (10) .
[2]刘轰, 俞晓雪, 闵昊.一种基于OFDM和比特分配技术的改善低压电力线通信性能的方法[J].复旦学报 (自然科学版) , 2014 (1) .
[3]肖丽萍, 梁燕.一种降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法[J].电力系统自动化, 2014 (10) .
[4]石悦, 郭少勇, 邱雪松.基于免疫算法的电力通信网线路规划方法[J].北京邮电大学学报, 2014 (2) .
通信网架构 篇2
企业使命
成为一家创新和领先的、为客户、股东、员工和社会持续创造最优价值且最值得信赖的信息通信服 wus务商。
企业核心价值观
客户优先 珍视员工 追求卓越 精诚合作 求知若渴 奉献社会
企业目标
通过持续改进和创新，提供高品质的服务和业务，成为上海地区最具品牌优势及市场竞争力的信息通信服务商。
企业精神
我们倡导：
客户满意是一切工作的出发点
以客户为中心设计工作流程
不断提高产品和服务质量
不断提高素质和技能
我们反对：
条块分割，资源独享
缺乏计划，被动应付
因循守旧，不思进取
过度保障，人浮于事
企业素质
求实进取 客户导向 关注质量 忠诚敬业 团队合作
对员工的承诺
上海移动将成为人们的首选择业对象之一；身为上海移动人是一种职业荣誉。
上海移动将通过内部培养和海内外招聘的方式，不拘一格选用人才。
上海移动将通过充分开发员工潜能和帮助员工职业发展回报员工对公司的忠诚。
上海移动将与敬业、创新且自我激励的员工共享未来；员工的绩效是利益分配的基本准则。
上海移动将营造一种求实进取、公平公正、坦诚开放、珍视差异、团队协作的组织氛围；在这种氛围中员工将因为他们对公司的敬业和贡献而得到尊重。
上海移动将紧跟经营管理和科学技术发展的步伐，提升和加强公司的市场竞争力，以公司的可持续发展作为实现对员工承诺的坚实基础。
企 业 文 化 纲 领
企业使命
创无限通信世界，做信息社会栋梁
奋斗目标
建首强之网，创优质服务，向世界一流通信企业迈进。
文化品格
◇ 和而不同的文化品性 ◇ 绩效导向的文化基调 ◇ 诚信谦和的企业形象
核心价值观
◇ 客户至上——价值创造的源泉 ◇ 以人为本——共同发展的基础 ◇ 创新求实——追求卓越的动力 ◇ 团队合作——凝聚力量的关键
企业发展之道
◇ 市场竞争是企业活力之源
◇ 管理以事实为前提，领导以价值观为基础 ◇ 精细塑造执行力，执行创造竞争力 ◇ 系统应用三项管理，实现资源优化配置 ◇ 制度和流程是千锤百炼的最佳实践 ◇ 员工成长是企业发展规划的重要内容
员工成长之道
◇ 领导力是管理人员的核心能力 ◇ 专业化水准是员工成长的基础 ◇ 责任意识是员工自我激励的心灵契约 ◇ 忧患意识是对环境高度敏感的进取精神 ◇ 只争朝夕是崇尚实干的务实精神 ◇ 换位思考是自觉协同的大局意识 ◇ 遵守规则是员工走向职业化的基本标志
注：公司工会组织机构按照《工会法》的规定设置
作为一个网络运营商，天津移动通信公司秉承“沟通从心开始”的服务理念，努力向用户呈现一个高品质的网络环境和最优质的服务，随着网络规模和技术层次的不断提高，天津移动通信公司承诺，“优质的服务将是我们呈现给用户的唯一产品”。
企业使命：创无限通信世界，做信息社会栋梁 企业价值观：持续为社会，为企业创造更大价值 企业经营宗旨：追求客户满意服务
企业精神：改革创新、只争朝夕、艰苦创业、团队合作 企业服务理念：沟通从心开始
核心价值观--持续为社会、为企业创造最大价值。人才观--员工是企业最有价值的资源。◆尊重知识、尊重人才、尊重个性、尊重员工自我价值的实现； ◆你有多大能力，就给你多大舞台； ◆今天工作不努力，明天努力找工作； ◆公正的待遇依据员工的责任、才能和业绩； ◆敬业爱岗，员工与企业同成长。
经营观--以客户需求为基本，以高质量服务为目标，以为股东创造价值为核心。◆信誉比产品更重要； ◆满意的服务等于丰厚的效益； ◆优质的网络是优厚利润的基础；
◆高科技含量的新产品开发，能带来高效益的回报； ◆不容忽视成本的节约。
服务观--客户永远是对的。◆客户永远是我们最宝贵的财富； ◆沟通从心开始，服务从我做起；
◆了解客户的需求、满足客户的需求、创造客户的需求； ◆服务只有起点，满意没有终点； ◆客户至上，诚信不渝。
发展观--创新是发展的原动力。◆学习是立身之本，创新之基；
◆没有思路就没有出路，观念创新是第一位的创新； ◆创新的思想是为公司也是为自己创造财富的途径； ◆鼓励创新、包容失误； ◆不创新必然被淘汰。
在客户中的形象--诚信不渝、值得信赖的朋友；
在股东中的形象--讲求效益、长期受益的投资体；
在行业中的形象--守规经营、实力强大的对手和伙伴；
在社会公众中的形象--关心社会、承担社会责任的文明企业；
在员工中的形象--自我价值得以充分实现的团队。
员工形象：敬业爱岗 积极向上 文明礼貌 仪表健康
江苏移动通信有限责任公司是中国移动(香港)有限公司在江苏设立的全资子公司。其前身为1992年成立的江苏省移动通信公司，隶属于原江苏省邮电管理局，1998年从邮电系统剥离实行股份制改造和公司化重组并在纽约、香港两地上市。上市5年以来，江苏移动加快建立现代企业制度，以争创世界一流通信企业为目标，积极实施“服务与业务领先”战略，在机制、管理、服务、技术、业务等方面均取得长足发展，企业总资产已达175亿元。
作为江苏省内最大的移动通信运营商，江苏移动十年来一直专注于移动通信领域的发展，拥有GSM900、GSM1800、GPRS以及互联网业务的运营权，网号139、138、137、136、135。目前，江苏移动已成为拥有1200万用户，年运营收入超百亿元的省内通信骨干企业。
王建
党组书记、董事长、总经理
吴维宏
党组成员、董事、副总经理
闵有黎
党组成员、董事、副总经理
李明益
党组成员、董事、纪律检查组组长
兼中国邮电工会江苏移动通信委员会主席
文化管理是现代企业管理的最高境界，现代企业最高层次的竞争是文化的竞争。一个具有凝聚力的企业文化，不仅是企业可持续发展的基本驱动力，也将成为企业管理的核心灵魂。
江苏移动自1998年剥离上市以来，一直积极开展企业文化建设的探索和实践，继承并吸收最先进的文化理念，志存高远，追求卓越，致力于服务与业务领先，不断向世界一流企业迈进。
通过对中国移动通信集团公司理念体系的贯彻、对江苏移动企业文化特质的提炼和先进企业文化理论及管理思想的运用，江苏移动形成了独特的企业文化体系。
我们的企业文化体系包括使命愿景、核心价值观、经营理念、管理理念和企业精神五大部分：
企业使命：创无限通信世界，做信息社会栋梁 企业愿景：高品质服务代表，可持续发展典范
核心价值观：以人为本、服务社会、不断创新、追求卓越 经营理念：进取、诚信、稳健、专业
经营理念体系：
价值创造观－经营以客户为中心
规模效益观－管理以财务目标为中心
客户服务观－客户需求是我们永恒的追求
品牌战略观－品牌是信誉，是资源，是效益
市场竞争观－引领竞争，超越竞争
社会合作观－服务社会化，功能专业化
管理理念：高效、精细、共创、共享
管理理念体系： 沟通观－真心诚意，知彼解己
领导观－使组织富有前途、工作富有效率、员工富有成就
执行观－不遗余力，精益求精
职位观－尊重差异，能位匹配
绩效观－科学衡量，有效激励
薪酬观－外具竞争，内求公平
学习观－员工立身之本、企业发展之源
企业精神：改革创新、只争朝夕、艰苦创业、团队合作
优越的工作环境
高效的内部网
强竞争力的薪酬
完善的福利、休假计划
1.每月提供丰厚的住房补贴金
2.全面的医疗计划，每年进行定期体检
3.完善的员工保险（包括养老、失业、工伤、生育等各类社会保险及企业的补充养老保险）4.年休假20天（不含节假日）
多方位、多层次的培训体系
1.在鼎湖的培训中心设施完善，占地约2.6万平方米，支持全省各公司的培训 课程运作
2.在职期间享受学费报销计划，鼓励员工继续学习
3.完善的新员工培训计划
4.根据不同岗位提供各类的技术、管理培训
5.为优秀员工提供海外培训机会
越过高峰，我们继续攀登
俯降千仞，仰登天阻。千仞易陟，天阻可越。2003年，是广东移动挑战自我、超越自我的一年。“一天平均一个亿，全年收入突破365亿元”，言出如鼎，四座皆惊！人们纷纷惊叹、怀疑，也充满期待.......为了实现目标，实现广东几代邮电人的梦想，广东移动人团结协作，日夜奋进。“世上无难事，只要肯攀登”。经过一年的拼搏，广东移动终于不负众望，向世人宣告：几代邮电之梦，今朝移动成真！
梦想的实现离不开党和国家的政策指导，离不开省委、省政府和社会各界的关怀，离不开广大客户的信赖与厚爱，更离不开广东移动人的顽强拼搏、团结奋斗！自目标提出以来，每一个广东移动人都加足马力，汗水洒满了365个日夜，足迹遍及移动所至的每一个角落。大家紧紧围绕“一个提高、三个三”的经营思路，坚持“两个务必”思想，以精益求精的网络追求、与时俱进的市场开拓、无微不至的服务，赢得了广大客户的满意和信赖。是27000个广东移动人的汗水铸就了这座万众瞩目、铭刻历史、继往开来的丰碑！丰碑的背后，是一次次苦苦思索的不眠之夜，是一个个永不言弃的坚毅背影，是一张张温暖如春的热情笑靥„„
山不厌高，海不厌深。移动事业的发展是无限的。事业的发展与 管理的进步又相互依托、休戚与共。我们深知管理的重要性。2003年，完成全省各级经理人员的竞聘上岗，建立起一支能够把握大局、驾驭市场、干净干事、充满活力的管理队伍。“馥馥蕙芳，顺风而宣”，各级经理人员的工作干劲、工作热情、工作活力，犹如阵阵蕙风，在公司上下迅速传播、洋溢„„
2003已成过去，2004又将是辛勤耕耘的一年。站在新的高度，抚往感今，我们激情澎湃，斗志昂扬。辉煌让历史铭记，梦想仍在前方。东方欲晓，莫道君行早。踏遍青山人未老，移动前程锦绣。前进的号角已经吹响，让我们携手并肩，再接再励，誓把广东移动建设成为世界一流移动信息运营商，为移动铸就新的辉煌，镌写新的丰碑！
广东移动通信有限责任公司董事长、总经理 李刚
广东移动通信有限责任公司（GMCC）于1998年1月正式注册成立，是中国移动（香港）有限公司在广东设立的全资子公司。公司前身为广东省移动通信总公司（广东省移动通信局），属广东省地方国有企业，1987年11月18日在我国最早开通移动电话业务。1997年公司经业务和资产重组，收归为中央企业后，注入中国电信（香港）集团公司，10月在纽约和香港上市。
广东移动是我国通信行业中规模最大的省级公司、也是广东省最大的移动通信运营商，网络覆盖了广东所有的行政区，为广大用户提供全方位移动信息服务，网络容量和用户数分别突破了4200万户和3000万户，2003年业务净收入和净利润分别超过345亿元和116亿元。目前，广东移动的用户数、业务收入和净利润分别约占中国移动通信集团公司的1/
6、1/5和1/3，其业务收入占广东省全省GDP的2.8 %，是广东省规模最大的外资企业，业务收入名列广东企业50强第三位。
广东移动拥有“全球通”、“神州行”、“动感地带”、“神州大众卡”等四大著名品牌和全球通俱乐部、VPMN集群网等六大产品线，网号135、136、137、138、139家喻户晓，业务经营范围涉及移动话音基本业务、IP电话、172数据业务和多媒体业务，并具有计算机互联网国际联网单位经营权。现在，公司不但为广大客户提供移动话音服务，还可提供手机彩铃、百宝箱、移动银行、股票交易、信息点播、手机钱包、手机投注等1000多种增值业务。
从1987年开通移动通信业务以来，广东移动通信一直致力于服务广东省的经济建设，努力满足人民群众的通信需求；尤其是1999年以来，在企业第一个三年发展目标（内强素质，外树形象，迎接挑战，争创世界一流移动通信运营公司）的指引下，广东移动积极进行管理改革和服务创新，实现了“超常规”的发展；2002年初，根据“三个代表”重要思想和中国移动通信集团公司“服务与业务领先”战略，广东移动提出了“提升核心竞争力，打造品牌新优势，争创世界一流移动信息运营公司”这一新的三年发展目标，实施七大职能战略，继续推进广东移动通信的持续、快速发展。
李刚，46岁，高级工程师，公司董事长、总经理、党组书记
李先生在领导指挥公司业务发展方面具有丰富经验。李先生从1974年起就从事邮电通信行业工作，1983年曾任职中国南海石油总公司华英公司，1987年任广东邮电管理局主任，1998年被任命为广东移动通信有限责任公司总经理。巫中岳，55岁，高级政工师，公司董事、党组副书记
巫先生在公司运作管理方面富有经验。巫先生1968年曾加入海南生产建设兵团六师八团，1976年任广东省邮电学校副校长，1995年加入广东移动通信，现任党组副书记、纪检组长、工会主席。洪小勤，40岁，高级工程师，公司董事、副总经理
洪先生在工程维护方面有丰富经验。洪先生1985年加入广东省邮电管理局任副主任，1999年加入广东移动通信有限责任公司任副总经理。
林振辉，41岁，高级工程师，公司董事、副总经理
林先生在市场营销、产品推广方面富有经验。林先生1984年任职广州市邮政局，1989年进入广东省邮电管理局长途电信处，1997年任职中国邮电电信总局，1999年加入广东移动通信有限责任公司任副总经理。王征宇，43岁，高级工程师，公司董事、副总经理
王先生在财务计划、投资管理方面具有丰富经验。王先生1983年任职原邮电部规划所，1985年借调原中国邮电电信总局，1987年加入原邮电部计划建设司，1995年出任天波公司市场部副总经理，1998年任职中国电信（香港）有限公司业务部，2000年加入广东移动通信有限责任公司任副总经理。郑川，39岁，高级工程师，公司董事、广州分公司总经理
郑先生1988年大学毕业后即开始从事通信行业工作，1992年任职湛江市邮电局移动分局副局长，1997年任职湛江市邮电局副局长，1998年任职湛江市电信局副局长，1999年加入广东移动通信有限责任公司湛江分公司任总经理，2003年被任命为广东移动通信有限责任公司广州分公司总经理。
高志兴：41岁，高级工程师，公司董事、深圳分公司总经理
高先生在网络技术和市场运营方面有丰富的实践经验。1985年进入广东省邮电管理局，1999年1月加入广东移动通信，1999年8月任广东移动市场部总经理，2003年4月调任广东移动通信深圳分公司任副总经理（主持全面工作），2003年7月被任命为广东移动通信深圳分公司总经理兼党委书记。
一、企业使命报告书
广东移动通信致力于“争创世界一流移动信息运营公司”，立足于做市场的“主导者”，技术的“引领者”，服务的“佼佼者”。公司视“客户为企业生命，员工为企业之本”，崇尚“沟通从心开始”的企业精神，把世界距离拉近，使人类联系更紧。
沟通创造价值，沟通充满欢乐，是我们孜孜不倦的追求！
二、奋斗目标
争创世界一流通信企业
2005-2007年发展战略目标：
创新企业运营模式，全面提升客户价值，争创世界一流移动信息运营公司
三、企业核心价值观
1.尊重员工自我价值的实现
（1）员工与企业共同成长（2）以人的价值为本
（3）能力优于学历，业绩优于资历
（4）你有什么样的能力，就给你什么样的舞台（5）今天工作不努力，明天努力找工作 2.客户是企业生命所在
（1）客户永远是对的（2）服务第一，盈利第二
（3）满足需求是本能，创造需求是本事（4）不断为客户创造价值（5）让客户120% 满意 3.创新是可持续发展的动力
（1）观念创新是第一位的创新（2）鼓励创新，容忍失误（3）不创新就要遭淘汰
（4）学习是知识经济时代的立身之本（5）以变带变，才能领先 4.发扬团队精神实现企业目标
（1）团结：1+1>2，不团结：1+1<1（2）只有企业好，员工才能好（3）工作就是服务
（4）你想别人怎样对你，你就要怎样对别人（5）要管好别人，先管好自己。
四、企业精神
沟通从心开始
我们是为社会公众提供移动信息服务的企业，是在从事一项旨在使千千万万人实现自由的、无限制沟通的事业。沟通无处不在、无时不有，员工之间、上下级之间、部门之间，与客户、与股东、与合作商、与社会公众之间都需要沟通。沟通必须是真心、真诚的，是发自内心的，只有真心、真诚、用心去沟通，才能使障碍烟消云散，真情取代冷漠，温暖驱除孤寂，信息获得共享，矛盾得以化解，效率大大提高，生活更加愉快。沟通永远需要，永无止境，沟通只有起点，没有终点
五、企业形象
1.在社会公众中的形象：责任型、贡献型
2.在客户中的形象：优质、真诚
3.在员工中的形象：公平、信任
4.股东认可的形象：发展型、效益型
5.在合作商中的形象：公正、廉洁
6.在行业中的形象：守法经营、竞争双赢
六、人性化管理模式
通信网架构 篇3
3月31日，Avaya宣布推出的最新通信架构Avaya Aura就是这样的通信架构。它可以跨越多厂商、多地点以及多种通信方式，轻松地集成通信。
Avaya Aura突破了很多限制，进行了功能集成，其中的重点是基于会话启动协议（SIP）和开放标准、并将通信控制和应用集于一身的Avaya Aura Session Manager。“通过把应用和网络分离，Avaya Aura会话管理器可以有序地管理多种通信应用和系统。” Avaya中国统一通信解决方案总监陈蔚告诉记者，“它可以根据用户的需要，快速提供服务，而不用考虑用户的工作地点或所用系统的功能。”
除了快速推出新应用外，对使用者而言，Avaya Aura还具备很多别的好处，譬如，其应用与使用者所处的具体环境相对应，不管使用者身处何地、使用什么系统或设备，都可以向他们提供合适的功能。换一句话说，你可以通过手机在上海享用这些服务，也可以在伦敦通过PC享用这些服务，还可以通过北京的IP电话享用这些服务。
这一切都应归功于Avaya Aura的业界领先的统一通信功能。第一，Avaya的旗舰语音和视频通信软件，现在变成了一个企业功能服务器，使得过去几十年基于Avaya PBX平台带给客户的创新，演进成通过Avaya Aura会话管理器提供基于SIP的功能和服务；第二，以前名为智能在线状态服务（Intelligent Presence Services），在Avaya Aura中发挥着重要的作用，更有效地汇总厂商设备的在线状态，以更加准确地了解员工或工作组的状态。
现代配电网通信架构探讨 篇4
1 配网通信业务需求
1.1 巨量的通信节点
按照以往的概念, 电力通信主要面向变电站、电厂及办公大楼。一旦电力通信网络向用户侧的配电网延伸, 所要面对的将是成千上万的配网设备, 通信网的结构和设备数量都与以往的电力通信网络不可同日而语。因此, 配网通信网必须解决管理大型网络的问题。
1.2 受制约的网络拓扑
配电通信网在通信设备安装场所、通信管线布局、施工条件等方面受到配电网结构的制约和影响, 不可能脱离于配电网络的结构和业务分部情况来进行单独设计与建设。此外, 配电网面向广大用户, 配电线路变更, 供电方式变更等情况经常发生。因此, 配网通信网应在通信线路走向、网络拓扑类型、节点分布等方面根据配电网的结构和业务分布来安排, 才能充分满足配网通信业务的需求, 节省配网通信网络的建设和运行维护成本。
1.3 多样的通信接口
配网通信网络必须具备丰富的通信接口, 才能满足智能化配电网的多种类的信息业务需求。例如:现有的配电网信息终端所具备的接口一般有:RS485接口、RS232接口、以太网接口、四线E/M接口, 无线GPRS接口等。在通信通道方面, 配网通信网络既要有适应流量稳定的实时数据的通道, 也要提供偶发性但数据突发量巨大的准实时数据通道。
2 配网通信方式
2.1 光纤通信
2.1.1 SDH
SDH的特点是业务复接功能强大, 业务通道带宽恒定, 实时性非常强, 设备管理方便可靠;但组网和业务配置必须遵循一定的原则和方式, 当拓扑变化频繁的时候会对业务造成较大的影响, 而且由于SDH只能面向基于2M或以上级别接口的通信业务, 对于基于64k的业务接入不方便。
2.1.2千兆光纤以太网
千兆光纤以太网是传统以太网技术与光通信技术结合的产物, 具有接口协议统一、兼容性好、组网形式丰富、业务配置灵活且不受限制等多种优点, 但由于以太网技术基于CSMA/CD的MAC层协议, 无法很好地保证业务的实时性和可靠性。
2.1.3 EPON
EPON又称以太无源光网络, 是一种光纤接入网技术, 采用点到多点结构、无源光纤传输, 在以太网之上提供多种业务。它综合了PON技术和以太网技术的优点, 并采用波分复用技术实现了在同一根光纤芯内同时收发信息, 极大地节省了光纤芯资源, 具有低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容、方便管理等显著特点。但由于其采用了统计时分复用的机制, 对业务发送端的实时性有一定影响。
2.2 电力线载波通信
电力线载波使用已有的电力线作为物理通信通道来传输数据, 设备安装与维护方便, 不需要另外敷设通信线路, 具有投资小、建设周期短等优点。此外, 载波通信的信道与电网具有一致的物理可靠性, 非常适合用于通信资源缺乏的场合。但电力线载波通信也存在通信速率低、通信信号易受电力线杂波影响的缺点。
2.3 无线通信
2.3.1 GPRS
GPRS是一种公共无线通信网常用的分组数据传输业务, 采用IP数据网络协议, 数据业务数据速率可达120kbit/s, 提供“经常在线”功能, 即一旦数据终端“开机”就可接入网络, 建立通信的时间短。GPRS技术经过多年的发展, 技术成熟, 信号覆盖好, 资费相对便宜, 因此非常适用于分布广泛的业务节点之间的通信。但GPRS技术基于GSM网络, 通信基站的密度和性能对通信质量有很大的影响, 当业务繁忙, 基站容量超荷的时候会出现“掉线”的现象;而且由于GPRS加密算法的密钥Kc的传送是不受加密算法保护, 对安全性产生一定影响。
2.3.2 3G
3G是第三代移动通信技术的简称, 目前的3G技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大标准。3G移动通信最主要的特征是以宽带提供多媒体业务, 其数据传输速率可达到2Mbit/s, 能处理图像、音频、视频流等多种媒体形式, 支持多种单向和交互式多媒体、多呼等业务, 安全性较GPRS有较大幅度的提高。但目前国内3G处于推广应用阶段, 网络覆盖不完善, 资费水平较高。
2.4 比较与评价
配网通信采用何种通信方式, 不能只看技术本身的优缺点, 更应考虑配电网所在的环境、配电网的具体结构以及配电网对于通信的需求。
光纤通信在电力通信网内已大量使用, 性能稳定, 运行维护经验丰富。但配电网地理结构复杂, 原有的电缆直埋方式并未给光缆敷设预留管孔, 根据电缆的走向重新铺设通信光缆的施工难度极大, 尤其是在城市中心区域, 光缆敷设需要非常高的施工成本, 还涉及到与市政方面的沟通协调, 操作难度大。此外, 光缆的管理维护难度大, 配网光缆接近甚至达到现有电力通信网的规模, 市区光缆经常因挖路、偷盗等原因造成非计划中断。因此, 针对城市中那些规划成熟、供电可靠性要求高的新区域, 由于此类区域基础条件完善、管道资源充足, 能为通信光缆的覆盖提供良好支撑, 应优先采用光纤通信, 而且光纤通信的高度稳定性也是提高供电可靠性的有力保障。
SDH在电力通信网内大量使用, 运行维护经验丰富, 但SDH设备业务接口不够丰富, 不能为配电网智能化业务提供多样的接口, 不适合用于配网通信的接入层;千兆光纤以太网技术成熟, 对信息传输有很高稳定性。此外, 业务IP化是必然趋势, 正好与以太网技术匹配;EPON作为一种新兴的光纤接入网技术, 它利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入, 因此具有低成本、高带宽、扩展性强、服务重组快等特点;能与现有的以太网兼容。由于EPON只需采用一根光纤芯, 在光纤资源异常稀缺的环境中具有十分明显的优势。由此可见, 以太网技术运用于配网通信具有较大的便利性和可扩展性, 在配电自动化水平高、供电服务质量要求高的区域应该采用千兆光纤以太网或EPON技术。
电力线载波通信技术在配网通信中具有天然的优势, 使用现有电力线作为通信介质这一特质可以为配网通信网络的构建节省大量的资金、时间和人力成本。但其通信带宽窄、速率低的缺点显然不能与配电网信息大量增长的趋势相适应。此外, 由于载波设备维护可能要求电力线停电, 因此, 电力线载波通信技术非常适用于在城市旧区、具有转供电能力的配电线路中构建配网通信网络, 但不适用于高标准、高带宽的配网通信架构。
无线通信的便利对配网通信具有很大的吸引力, 但配网通信业务是涉及到广大供电用户供电可靠性的重要业务, 对于公网无线通信, 由于频率资源属于公网运营商, 电力企业没有主动权;支持这些技术制式的终端在普通用户中大量存在, 给专网信息造成很大的安全隐患;此外, 这些系统主要为公网运营设计, 并不切合专网通信的需求;国家电监会也没有明文规定允许使用公网通信资源传送电力生产业务。有鉴于此, 使用公网无线通信承载配电网中“三遥”中的遥控信息显然不可行, 但可以考虑通过试点, 利用公网无线通信作为配网通信遥信、遥测信号的备用通道以及应急抢修通道。
3 配网通信架构
配电网的规模是随着负荷的不断增加而发展的。由于国内经济仍处于高速发展阶段, 配电网规划无法确切预见到负荷和城市建设的前景, 在这一背景下盲目追求配网通信网络的“高标准、高覆盖、高性能”可能会造成“高投入和低产出”的后果。因此, 配网通信应切合城市配电网的特点, 整合现有资源, 针对不同区域状况而采取相应的技术策略, 在此基础上分阶段、分区域进行配网通信网络的设计与建设。
对于不同的区域应采用不同的组网技术。 (1) 在城市中心区域, 配电网密度大, 配网业务多且集中, 应以满足业务需求为前提, 考虑使用电力线载波的通信方式, 依靠电力线组网, 并结合公网无线通信作为备用方式, 在相对短的时间内构建配网通信网络, 优先解决“二遥”的需求; (2) 在旧城改造的区域, 可以借助拆迁重建机会敷设电力通信光缆, 采用千兆光纤以太网/EPON与电力线载波混合组网的方式, 逐步建立并完善通信架构, 为配网自动化提供“二遥”或“三遥”的通道; (3) 对于城市郊区和传统工业区, 由于地域偏远, 电力线路长且负荷分散, 配网业务需求较少, 进行大规模的光纤覆盖会造成高投入低产出的后果, 故可利用EPON技术节省光纤资源的优势, 并结合公网无线通信作为备用或应急通道; (4) 在高新区、金融区和新规划的城区, 由于具有良好的市政规划和配电网规划, 应该采用“大胆、创新”的组网思路, 根据配电线路的走向实行全方位的通信光缆覆盖, 以“高规格、高标准”及适当超出业务需求的思路打造全光纤的通信网络。
在网络拓扑方面, 针对高密度、高可靠性的配电网区域, 可采用冗余性强的网络拓扑, 如骨干环-汇聚环-接入环的形式;某些特殊区域 (金融高新区) 甚至采用了“三供一备”的可靠供电方式。为适应这种需求, 配网通信网络拓扑向“网孔状”结构发展, 具备提供多个迂回路由的能力, 实现物理链路的快速转移和切换, 保证当某一节点甚至某一区域出项故障的情况下不会造成配网业务的中断。针对低密度、低供电要求的配电网区域适宜采用结构简单的网络拓扑, 如主干链路分支、环带链、星型等拓扑结构都能充分利用通信资源, 节省建设成本。
4 结语
配网通信网络是配网自动化系统的重要组成部分, 其结构和功能直接影响着配网自动化系统的整体性能。现代配网通信网络的构建要与配电网的发展以及配网自动化水平的不断提升相适应, 因而是一个长期的演变过程。要构建配网通信网络的过程中, 只有综合考虑城市区域功能定位、供电负荷分布、配网业务需求、配网自动化发展水平等诸多方面因素, 因地制宜地采用相应的组网思路, 结合相应的通信技术和拓扑结构, 才能打造与配电网相适应的通信网络。
参考文献
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[3]陈运生, 付暾.无线宽带接入技术在配用电通信网中的应用[J].电力系统通信, 2010, 31 (212) :13-17
[4]黄盛.智能配电网通信业务需求分析及技术方案[J].电力系统通信, 2010, 31 (212) :10-12
[5]杨乐祥.PON技术在配网自动化通信系统中的应用[J].电力系统通信, 2010, 31 (209) :26-30
智能电网通信网络架构的研究 篇5
智能电网是世界电网发展的新趋势, 国内外均给予其极大关注。智能电网的关键技术涉及诸多领域, 其中通信技术是核心技术之一, 是实现“智能”的基础, 贯穿六大应用环节 (发电、输电、变电、配电、用电、调度) 。
在智能电网建设中, 通信技术将成为支撑智能电网发展的主要技术手段, 带给电网信息化、自动化、互动化的特征, 是实现智能、高效、可靠、绿色智能电网的基础平台之一[1]。
二、几种智能电网通信技术的比较
目前存在的各种通信技术大部分能用于支撑智能电网。按传统的分类方法, 可简单地分为有线方式和无线方式。其中:有线方式包括光纤通信、电力线载波通信PLC等;无线通信包括GPRS/CDMA通信、3G/4G通信、卫星通信、微波通信、宽带无线Wi MAX、短距无线通信等。按照智能电网对通信系统的要求, 这两种通信方式取决于智能电网中的信息数据流。智能电网中存在两种信息数据流, 第一种信息流是从传感器和家用电器到智能电表, 第二种是从智能电表到公共数据中心。第一种数据流可以通过电力线通信或无线通信传输。第二种信息流可以利用蜂窝通信技术和英特网技术。然而, 有一些重要的限制因素, 应考虑在智能计量部署过程中, 如时间的部署、运行成本、技术的可行性和农村/城市或室内/室外环境等。往往适合一种环境的技术不一定适合其他的环境。下面, 主要介绍无线个域网Zig Bee (IEEE802.15.4) 、Wi MAX技术、电力线载波通信PLC等通信技术在智能电网通信系统中的应用及其优缺点的分析。几种智能电网通信技术的比较见表1[2]。
2.1Zig Be e技术
无线个域网Zig Bee (IEEE802.15.4) 技术是一种应用于短距离范围内、低传输速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。Zig Bee具有高通信效率、低功耗、低成本以及全数字化等诸多优点, 是一个适用于能源监测、家庭自动化, 自动抄表等领域的理想技术[3]。
虽然Zig Bee通信技术已经在家庭自动化、建筑自动化等领域得到了一些成功的应用, 但对于电网的广泛应用来说仍然存在很多问题, 例如低处理能力、小内存, 小的延迟需求和易受其他应用干扰 (包括WLAN、蓝牙和汽车遥控器等占用2.4GHz频段的无线应用) 。
2.2Wi MAX技术
Wi MAX是一种基于IEEE802.16标准的新兴无线通信技术, 能提供面向互联网的高速连接。相对于主流的3G技术来说, Wi MAX技术体制显得与众不同, 它在物理层上吸收了Wi Fi技术的成功因素, 同时在核心网采用了全IP的扁平化结构。Wi MAX的无线信号传输距离较远, 理论上最远可达50km, 其网络覆盖面积是3G基站的10倍。Wi MAX接入速率高, 最高接入速度是74.81Mbit/s, 是3G所能提供的宽带速度的30倍。通过Wi MAX技术, 电力部门可以建立完全由自己掌握的专用数据通信网络, 具有更好的可扩展性和安全性。
但是Wi MAX的产业规模以及技术设备的成熟性还难以与现有的无线公网技术相比, 相应的安全管理等经验也不足。Wi MAX存在频率点申请问题, 它使用3.5GHz频段, 而该频段在一些地区已经由通信运营商使用, 需向有关部委申请。Wi MAX技术一次性投资和后期维护管理费用较大。
2.3P LC技术
电力线载波通信 (PLC) 是电力系统通信专网特有的一种通信方式, 它利用现有电线传输高速数据信号 (2-3Mb/s) 。由于直接与仪表相连, 电力线通信被认为是电表间通信的首选。基于低压配网的电力线载波系统已经作为我国智能电网应用的研究课题之一。
PLC技术集功率通道和通信通道、能量流和信息流于一体, 可以利用现有的电力线路将信息传输到电网所关心的任何测控点, 不需要另外铺设专用通信线路。并且设备的检修完全在电力系统内部, 安全可以得到保证。电力线物理上与公用网络是隔离的, 符合电力生产要求物理隔离专网的安全要求。
但是电力线上的噪声干扰是不可避免的。低带宽特性 (20kb/s相邻区域) 限制了电力线载波技术在需要更高带宽上的应用。由于电力线载波通信的敏感性, 使电力线载波技术不适合于数据传输。但是, 可以使用一些混合解决方案, 电力线载波技术与其他技术相结合, 如GPRS和GSM, 提供电力线载波技术无法实现的完整连接。
三、智能电网通信网络架构设计
电力的通信网络应用于电力系统发、输、变、配、用等电力生产运行的各个环节, 是电网二次系统的重要组成部分, 承担了电网中保护、调度、营销数据等信息的远程传输, 保障了电网的安全正常运行[4]。在智能电网架构下, 通信网络及其支撑能力被赋予重要意义。按适用范围可分为电力生产过程监控的通信网络 (通信主干网) 和面向智能电网用户服务的通信网络 (终端接入网) 两个部分。
传统的电力通信主干网承载了输电线保护安稳业务、输电网调度业务及数据业务和作为配电通信网的远程传输通道。智能电网通信主干网在此基础上增加了电力设备在线实时监测、现场作业视频管理、户外设施防盗等全自动化控制过程, 强调高可靠、高带宽及传输路由的相对可控, 管理层面简单, 无人为干预, 主要变电站形成多路由多方向互联, 保证N-M下的通信要求, 用网络的健壮性来满足系统的高可靠性, 这部分以下一代光网络通信为基础。主要的电力通信方式有:电力线载波、无线扩频、微波通信、光纤通信、GPRS移动通信、新一代3G/4G移动通信等。智能电网通信主干网体系架构如图1所示。
传统的终端接入通信网主要承载配电网自动化业务和用电信息采集业务, 是电力通信网最靠近用户的部分。智能电网终端接入网直接面向用户, 是保证供电质量、提高电网运行效率、创新用户服务的关键环节。创新用户服务利用先进的通信技术对电能质量、用电信息等数据进行采集和分析, 对用电设备进行统一监管, 指导用户进行合理用电, 实现电网与用户之间智能用电。通过智能交互终端, 可为用户提供家庭安防、社区服务、互联网等增值服务。主要的通信方式有无线宽带通信、光纤通信、PLC等。
下面简单介绍基于PLC+Wi MAX智能电网终端接入方案。这个方案采用PLC和Wi MAX混合组网。配电终端采用PLC作为通信方式, 主要提供远程抄表服务;在小区配电变压器处设置Wi MAX终端作为控制终端, 它接入PLC传送的配电终端信息, 同时提供配电变压器监控、负荷控制等功能;根据覆盖范围在城市内设置一定数量的Wi MAX基站接入Wi MAX终端, 构成配电控制分中心;Wi MAX基站通过光纤接入核心网, 通往配电网控制中心。基于PLC+Wi MAX智能电网终端接入网体系架构如图2所示。
这个方案的主要优点是建网速度快、成本低、可靠性好。数量最多的配电终端采用成本低廉的PLC方式, 虽然传输速率较低, 但足够完成远程抄表的任务;控制终端层采用Wi MAX终端接入, 其通信通道独立于电力线, 具有高可靠、易维护的优点, 而且较高的传输速率足以支持配电变压器监控;由于Wi MAX终端架设于小区配电变压器处, 通信环境优良且可以安装大功率天线, 通过数量不多的基站就能够提供全覆盖, 从而降低成本。这个方案的主要缺点是宽带受到PLC的限制, 不能提供互联网接入、视频语音传输等增值服务。
四、结论
构建信息化、自动化、互动化的坚强智能电网, 信息通信技术是支撑智能电网发展的重要技术手段之一。建设坚强的智能电网, 需要将现代先进的通信技术、信息技术、计算机技术、传感量测技术、自动控制技术和电网技术紧密结合起来, 利用先进的智能设备, 构建新一代大容量、高速宽带、实时智能、具有业务感知的信息通信系统作为支撑。本文针对这个需求, 充分利用各种先进的通信技术, 宏观的设计了智能电网通信网络架构, 在将来的实践中, 还需要围绕具体的应用来选择实现方案并在具体实践中细化。
参考文献
[1]余南华, 陈云瑞.通信技术[M].北京:中国电力出版社, 2012.24-57
[2]Vehbi C.Güng o..r, Dilan Sahin, Task in Kocak, Salih Ergüt, Concettina Buccella, Carlo Cecat, and Gerhard P.Hancke.Smart Grid Technologies:Communication Technologies and Standards[J].IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS, 2011, 7 (4) :531-533.
[3]Y.Peizhong, A.Iwayemi, and C.Zhou.Developing ZigBee deployment guideline under WiFi interference for smart grid applications[J].IEEE Trans.Smart Grid, 2011, 2 (1) :110-120.
浅析智能电网的网络通信架构技术 篇6
随着科学技术的不断发展和完善,智能电网已经开始渗透到各个领域,成为人们生活中不可或缺的内容。网络通信技术作为智能电网的重要组成部分,其直接影响着智能电网的运行质量和安全系数,在智能电网建设中需全面重视。尤其是在智能电网网络通信架构设计过程中,如何实现实时信息交互,完成电网的高速、双向、实时监控已经成为新时期人们关注的焦点。
1 智能电网框架分析
我国智能电网构建的过程中对特高压电网非常重视,在此基础上形成了智能电网骨干网架,为电网日常运营打下了坚实基础。智能电网构建时还对业务体系进行了拓展,形成了以通信技术、自动化技术等为主的坚强电网体系,真正实现了输电、变配电、用电的科学调配。
网络通信作为智能电网的重要组成部分,直接影响着智能电网的输电、配电、变电及用电效益,在日常工作开展的过程中需全面重视。当前,智能电网网络通信主要包括通信技术、架构建设、安全控制三部分内容,其中,网络通信技术需依照智能电网中各项业务需求实施针对性筛选,形成全覆盖的通信网络结构,从而实现智能电网中各项信息的实时交互;架构建设要依照智能电网功能需求对通信平台、设备、路径进行设置,从而实现多功能电网通信;安全控制要对智能电网的保密性、完整性和可靠性进行分析,依照智能电网安全指标对各项通信技术进行监控,并实施相应控制和保护。
2 智能电网网络通信技术对比
网络通信技术主要包括有线通信(如光纤通信)和无线通信(如GPRS通信、3G通信)两大类。传统的电网主要通过光纤实现网络通信,借助光纤完成电力信息的传输。随着通信技术的不断发展和电网建设的不断完善,GPRS技术、4G技术、电力线载波通信PLC技术等均开始应用到电网通信建设中,形成了新型通信体系,很大程度上提升了智能电网通信效益。
当前我国常用的智能电网网络通信技术主要包括GSM、GPRS、3G、Wi MAX、PLC、Zig Bee等,在应用的过程中需要对其频段、速率等进行分析,依照技术参数进行针对性筛选。上述技术具体参数如表1所示。
(1)GSM、GPRS和3G技术在智能电网建设中的应用已较为成熟,在此不再赘述。
(2)Wi MAX是智能电网中常用网络通信技术,其主要基于IEE 802.16标准,能够实现电网运行过程中的数据信息高速传输。该技术在传输的过程中主要采用全IP的扁平化结构,传输距离较远,速率较快,覆盖面积远远超过常规3G/4G基站。但该技术在应用过程中很容易受到外部因素影响,其安全管理效果仍需进一步提升,应用范围并不广泛。
(3)PLC是借助电力线实现电力系统专有通信的技术,能够直接与仪表连接,对各项数据进行传输,已经成为电表通信的必然选择。但该技术在应用的过程中对物理隔离要求较高,否则很容易出现噪声干扰,影响数据传输的准确性和可靠性。
(4)Zig Bee技术在应用的过程中能够从根本上提升通信速率,已经广泛应用于自动化体系中。该技术能够实现能源高效监测和自动抄表,大大简化了电网工作流程,但由于其处理能力较差、传输速率低、距离短,整体应用效益并不显著。
3 智能电网网络通信架构的设计
3.1 主干网架构设计
电网通信过程中数据流一般是双向的,这是形成高效通信体系的关键。为此,在智能电网网络通信技术筛选时需要对双向通信进行强调,做好数据流的分析,尤其是从检测装置到智能电表和从智能电表到公共数据中心这些环节中数据流的控制,这样才能从根本上提升智能电网网络通信效益。
一般智能电网通信技术应用过程中只能够解决部分问题,应用效益较为低下。为进一步提升智能电网通信效果,形成科学的网络通信构架,本文主要对多元通信技术交叉下的通信网络构建进行研究。在智能电网通信网络构建的过程中,需要对输配电业务进行强调,实施电网实时在线监测、现场作业视频管理等。上述管理工作较为简单,在日常开展的过程中只需要依照光纤通信技术、GPRS移动通信技术要求实施相应的交叉即可,整体构架较为简单。除此之外,智能电网通信主干网建设过程中还需要设置好相应的全自动化控制路径,这样才能够从根本上提升智能电网通信控制效益,形成高效、安全、可靠的智能电网体系。
3.2 通信架构的构建
智能电网网络通信体系构建的过程中,需要对广域网、接入网、本地网、区域网和家庭网络中的各项通信技术进行合理筛选,在常规通信技术基础上实施针对性配合,做好各项网络中信息数据的传输,从而形成高效的智能电网网络通信体系。
(1)广域网构建的过程中需要在传统光纤通信技术基础上适当融入IP网络技术、MPLS网络技术等,其中IP网络技术负责向电网提供数据,实现因特网的连接,形成高效的广域数据传输网络,而MPLS技术负责实现网络中的业务数据交换,并依照具体的业务流量状况实施针对性业务隔离,从而实现广域网数据保护。
(2)接入网主要运用SDH为系统接入构建物理通道,在此基础上通过MSTP技术完成各区域接入网和局域网的连接,从而形成完整的接入网络体系。除此之外,接入网构建的过程中还往往会借助GPRS技术实现广域网与接入网的连接,从而形成完整的数据链路。
(3)本地网的构建主要借助协议实现,通过网关协议对电力企业的各项数据进行规范和约束,在该协议下完成各项数据的传输。
(4)区域网主要在现场总线基础上结合PLC技术完成各项数据传输网络的构建,其中N-PLC、B-PLC/BPL(窄带、宽带电力线载波通信)直接用于计量、仪表数据采集和传输,而无线传感器网络(802.15.x)负责完成输配电、用电侧的数据采集、监测和监控等。
(5)家庭网络构建的过程中主要借助物联网、RFID实现设备巡检中标签数据的采集,通过N-PLC、B-PLC/BPL实现地网及用户家庭网络接入、远程抄表、因特网接入等,从而接入相应的智能电网数据,将用户的电表数据、用电数据等采集到系统中,形成完整的网络通信体系。
4 结语
在智能电网构建的过程中,需要对网络通信架构进行全面规划,依照电网通信需求科学选取相应的通信技术,做好技术间的配合和交叉,这样才能从根本上提升智能电网通信效益。与此同时,还要做好网络层次的建设,在通信数据流基础上形成相应的网络构架,从而实现数据规范、科学地传输,全面推进智能电网网络通信发展进程。
参考文献
[1]曹军威,万宇鑫,涂国煜,等.智能电网信息系统体系结构研究[J].计算机学报,2013(1).
通信网架构 篇7
上虞电力SDH光通信系统始建于1999年, 建设初期链路容量为155Mb/s, 随着系统规模的不断扩大, SDH光通信系统已多次升级并于2010年建设开通了ASON智能光网络, 目前核心层容量为2.5G (更换光卡后即可升级到10G) , 接入环传输容量大部分为622M。
上虞市供电公司现有的SDH光传输网络 (以下简称本地网) 以ASON网络为核心, 下带7个622M接入环网, 采用爱立信 (或马可尼) SDH光通信设备。上虞地区SDH光传输网络示意如图1所示:
目前上虞电力传输网络存在以下问题:
(1) 上虞电力传输网络始建于1999年, 目前部分设备的投运年限较长, 存在设备运行不稳定等问题。部分设备投运年限已超过10年, 需要进行整体改造。 (2) 目前上虞电力传输网络的主环容量为2.5G, 接入环容量为622M, 现有容量使用率已经较高, 随着各种新型网络的建设, 各种IP业务的接入, 对骨干通信网提出了更高的IP支撑能力和更大的带宽的要求, 也给整个网络的运行带来了巨大的压力, 业务带宽和网络容量已不足, 已严重影响企业运行效率, 需尽快扩容。 (3) 上虞地区爱立信传输网络与绍兴市区传输网和其他县市传输网络相互独立, 随着电网业务形态发生变化, 现有网络架构已不适用业务承载的要求, 需要对绍兴地区现有传输网络进行整合, 随着绍兴地区市县一体化的发展, 有必要对上虞地区现有传输网络进行整体改造。
因此, 需对国网浙江信通公司绍兴上虞片区传输网络进行改造。本次选取7个节点建设上虞片区10G汇聚环, 同时选取6个110k V变电站内的爱立信传输设备进行整体改造。
二、网络架构优化方案对比分析
2.1上虞地区可采用以下两方案进行建设
方案一:采用华为设备替换老旧爱立信设备, 并采用华为10G设备组上虞汇聚环。1) 采用华为10G光传输平台组上虞县域子网汇聚环, 汇聚环选取5个220KV站点、新大楼和上虞局大楼共7个节点, 并通过上虞变和沥汇变与绍兴地区华为传输网络相连, 形成绍兴地区市县一体化传输网络。2) 采用华为2.5G光传输平台替换投产年限达到10年的爱立信传输设备, 根据本工程规模, 对6个110k V变电站内的爱立信传输设备进行整体改造, 改造后将该6个站点组成2个2.5G接入环。
方案二:采用爱立信设备替换老旧设备, 并采用华为10G设备组上虞汇聚环。1) 采用华为10G光传输平台组上虞县域子网汇聚环, 汇聚环选取5个220KV站点、新大楼和上虞局大楼共7个节点, 并通过上虞变和沥汇变与绍兴地区华为传输网络相连, 形成绍兴地区市县一体化传输网络。2) 采用爱立信光传输平台替换投产年限达到10年的爱立信传输设备, 根据本工程规模, 对6个110k V变电站内的爱立信传输设备进行整体改造, 改造后接入到原有的环网中。
2.2技术方案比较与选择
从设备投资规模、市县一体化传输网络建设、网络结构合理性、网络运行维护及网络管理性等4个方面对方案一和方案二进行比较。
1) 设备投资规模。方案一新增6套华为10G光传输设备和6套华为2.5G光传输设备, 方案二新增6套华为10G光传输设备和6套爱立信2.5G光传输设备。从本次方案建设规模进行比较, 单套的爱立信2.5G光传输设备比华为2.5G光传输设备较高略高, 方案一的投资会少于方案二的投资。从上虞供电公司传输网络整体情况分析, 上虞传输网络现有46套爱立信设备, 其中投产年限较长的设备24套。从上虞县域传输网络整体建设考虑, 方案一需建设46套设备, 方案二需建设24套设备。采用方案二的投资明显少于方案一的投资。
2) 市县一体化传输网络建设。爱立信马可尼品牌传输设备基本实现绍兴地区110k V及以上变电站全覆盖, 绍兴电网范围内在运爱立信马可尼传输设备共计202套。但该品牌设备大部分均已运行六年以上, 设备运行故障率相对较高, 接口较少, 备品备件价格较高。而且, 目前国网系统对于进口设备采购的敏感性, 爱立信马可尼SDH网已较难维持存续。
华为品牌传输设备在绍兴地区已得到广泛应用, 绍兴电网范围内在运华为传输设备共计138套。目前绍兴市区及绍兴县范围内已建设华为多业务MSTP网络, 诸暨、新昌、嵊州范围内变电站也均已全部或部分建设华为多业务MSTP设备。根据国网公司总部传输设备品牌国产化的要求, 后续传输设备采购在国产主流品牌中进行选择, 根据以上原则及浙江省电力通信传输网现状, 绍兴地区传输网络升级优化推荐以“华为MSTP多业务网”为基础进行补强和优化可实现对各县域网现有设备资源的充分利用, 提升了绍兴电力光通信传输网的整体性和可管理性。
从现有设备运行、采购以及其他县级片区华为一体化传输网络建设等情况分析华为设备较爱立信设备存在优势, 上虞县域传输网络采用方案一相比方案二存在巨大优势。
3) 网络结构合理性。方案一采用的上虞区5个220k V变电站和2个局大楼作为汇聚环节点, 其余的110k V和35k V节点作为接入层节点, 该型网络结构符合电网业务流向特征。并且220k V变电站和局大楼占用丰富的光缆资源, 能使传输网络更加健壮。方案二中爱立信网络选取了3个110k V、2个220k V和1个局大楼作为汇聚环节点, 将部分220k V变电站作为接入层站点。方案一在网络结构合理性上相比方案二存在优势。
4) 网络运行维护及网络管理性。华为传输设备和爱立信传输设备在绍兴电力的应用都相当普遍, 绍兴电力维护人员对两种设备都具备较强的维护能力。而上虞供电公司县域传输网络采用的是爱立信传输设备, 上虞电力维护人员对爱立信设备的熟悉度较华为设备更高, 从这方面考虑, 方案一采用的华为设备整体改造方案不如方案二采用的爱立信设备改造方案。上虞公司已经建立了爱立信和华为两套网管系统, 从网络管理性方面分析, 方案一和方案二都不存在问题。
综上所述, 为符合三集五大建设对通信建设的要求, 结合设备采购政策和绍兴地区市县一体化传输网络建设情况, 为保证坚强智能化电网的安全、可靠运行, 本工程推荐方案一, 即采用华为设备替换老旧爱立信设备, 采用华为10G设备组上虞汇聚环方案。
三、SDH改造建设方案
3.1 10G汇聚环建设方案
建设上虞供电公司10G华为传输设备汇聚环, 汇聚环选取5个220k V站点、新大楼和上虞局大楼共7个节点, 共需配置7台10G华为光传输平台。其中2个220k V变电站作为绍兴地区市县一体化核心环节点。如图2所示。
3.2 2.5G接入环及6个变电站老设备改造方案
需对6个110k V变电站内的爱立信传输设备进行整体改造, 该6台爱立信传输设备投产于2004年以前。建设2个2.5G华为设备接入环, 其中上虞局、沥汇变和虞北变为10G汇聚环节点。
建设2.5G接入站点数量为6个, 共计配置6套华为2.5G光传输平台。改造后上虞县域子网华为设备网络结构图如图3所示:
3.3上虞县域子网爱立信网络结构调整方案
改造6个110k V变电站内的爱立信光传输设备后, 将拆除该6个变电站内的爱立信传输设备, 业务割接到新配置的华为传输设备上。设备拆除后原有环路进行光路跳通, 继续组环, 改造后上虞县域子网爱立信设备网络结构图如图4所示。
3.4本方案共配置7套华为10G光传输平台和6套华为2.5G光传输平台。
四、结语
通过上述的改造方案, 上虞片区传输网络带宽大幅增加, 传输设备等级与电网电压等级相关性提高, 网络结构更加合理。同时, 在上虞片区引入国产华为设备, 在信息安全性日益敏感的趋势下, 更能符合国网公司和国家的策略;且华为品牌在市公司及兄弟县公司已大量使用, 符合市县一体化传输网络建设的要求。
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通信网架构 篇8
随着美国网络中心战概念的提出,目前作战模式从以武器平台为中心转向了以信息平台为中心。这种作战模式对通信网络提出了许多新的需求,如支持可控可管和综合业务,提供安全、集成、一体化的端到端信息服务,允许用户随时随地通信和访问共享数据等。上述这些能力只有通过构建新一代的栅格化通信网络才能实现。同时随着通信、计算机和网络技术的迅猛发展,通信网络以综合业务为发展趋势,现有的因特网体系结构从安全性、可控性、移动性等方面,不能满足目前和将来的通信需求;现有的电信网体系结构从业务开放性、数据综合业务及带宽性能等方面,也不能满足目前和将来的业务需求。因此,构建新一代的栅格化信息网络[1],解决现有网络在管理性、安全性、高性能、移动性等方面显示的诸多问题,不仅是通信网络发展的需要,也是通信技术的发展趋势,是需求推动和技术发展的必然。
1 应用需求
新一代的栅格化通信网络,不但需要具备支持综合业务、统一通信、集成服务和集成应用等主要通信网络功能;同时,还要具备如下主要技术特征:① 具备规模和功能扩展性,通信网络具有很大的地址空间容量,网络规模可以扩展;接入网络的终端种类和数量更多,网络功能更强;② 具备有效的平台开放、网络开放和业务服务开放,为高层指控业务提供更有效的网络和业务服务;③ 具备可控的管理、有效的运营和及时的维护;④ 具备数据加密、网络对象识别、身份认证和访问授权等可信的安全性,具有完整性;⑤ 具备便捷的无线和移动性,为用户提供无处不在的无线和移动通信应用;⑥ 具备端到端高性能的通信能力。
面对上述复杂的需求,要用面向服务的新概念实现通信网络,才能适应用户的网络应用[2]。因此,具体需要构建一个面向服务网络架构(SONA)的通信网络。
2 方案设计
下文说明面向服务网络架构的通信网络的网络设计。
2.1 网络组成
面向服务网络架构的通信网络由具体的网络设备通过物理链路互连而成,如图1所示,不同的设备组合实现网络中不同的功能。
其中主要网络设备有:① 会话控制服务器:是面向服务网络架构通信网络中的核心控制设备,完成呼叫控制、媒体网关接入控制和协议处理等功能,并实现相对独立的业务服务体系,使业务服务独立于网络,支持SIP等多种协议。② 认证/DNS/DHCP服务器:用于完成各种用户和接入设备的认证、域名翻译和地址分配等功能。③ 信令网关/媒体网关:信令网关连接IP网与七号信令网的设备,主要完成IP网侧协议与PSTN侧七号信令的转换功能。支持IUA、M3UA和SCTP等协议, 媒体网关可以处理音频、视频和媒体会议等,支持H.248协议。④ 网络服务能力服务器:是体现面向服务网络架构的重要网络设备之一。负责各种定制的增值业务服务和智能业务服务的逻辑产生和管理,并且提供各种开放的API接口,为第3方栅格业务服务的开发提供2次开发平台,可以引入新业务服务;同时,融合网络基础设施,集中和共享网络资源,向用户提供虚拟化网络功能服务。⑤ IPv6/IPv4路由交换机:是双协议栈路由交换机,用于组成核心承载网络或接入承载网络,将网络中的设备和服务器互联起来,完成通信网络的信息传送功能。
2.2 体系结构
面向服务网络架构的通信网络设计划分为3个层次,包括承载层、控制层和交互式服务层。其体系结构如图2所示,不同的层完成不同的层次功能。
① 承载层:由IPv6/IPv4双栈核心路由交换机互连组成核心承载网,为业务网络和控制层提供承载层网络服务功能;② 控制层[3,4]:以会话控制服务器为主,实现呼叫会话控制功能(CSCF),依赖核心承载网为传送手段,组成业务控制网络,为业务网络和交互式服务层提供策略、资源等控制层网络服务功能;③ 交互式服务层:为用户终端、业务网络和栅格应用提供交互式网络服务,是体现面向服务网络架构的重要层面。它是以网络服务能力服务器为实体,整合承载层和控制层的能力,将统一的基于网络的业务功能在网络服务能力服务器中实现,向用户提供统一的定制网络服务;向业务应用和用户终端提供网络服务开发平台,供用户进行2次个性化创作;融合网络基础设施,集中和共享分布在网络上的资源,向用户提供和开放虚拟化网络服务;能够识别应用,调整通信网络资源,优化应用性能,更有效地向用户提供和开放网络应用服务。交互式服务层具体完成策略执行、服务发现、服务注册、服务协作、服务开发支撑、服务合成以及服务管理等功能。可以提供基于策略的栅格通信网络资源管理服务等具体服务。
目前电信领域提出的下一代网络(NGN)技术体系[5]和计算机领域提出的下一代互联网(NGI)技术体系[6]可供设计参考。面向服务网络架构通信网络的设计方案采用的是改进的NGN技术体系。其核心思想是:在保证通信网络基本信息传送功能的基础上,加强可控可管可信,以面向服务为重心,突出提供网络应用服务的特点。
3 网络技术体系分析
下面对NGN、NGI和SONA 3种网络技术体系进行逐个分析,并进行比较。
3.1 NGN技术体系
NGN是国际电信联盟电信标准化组织提出的,其技术特征包括:① 具有开放的网络体系结构;② 具有可管理性和可维护性;③ 支持综合业务和服务质量保证;④ 具有网络的融合性;⑤ 业务独立于承载、业务与控制分离、控制与承载分离、承载与接入分离;⑥ 具有通用移动性。NGN技术体系更侧重于满足通信网络的可控可管和服务质量方面的要求,更侧重于在这些方面深入研究发展。
3.2 NGN局限性
NGN技术体系是由电信领域提出的,由于其应用和设计的理念,决定了有其内在局限性:① NGN是为了支持IP的应用,在承载层统一采用了IP技术。在卫通、微波等无线和窄带宽信道场景下,采用何种技术,如何支持IP应用,是NGN要解决的问题之一。解决得不好,就限制了承载网的性能和使用。② NGN提出网络可管可控的目的是要计费,既对网络使用计费,又对网络上的业务进行计费,这是非常大的网络设计理念问题,这个理念会颠覆很多问题,使得NGN对许多创新技术的应用受到局限,从而对开放业务服务和提供网络层服务的技术方面发展带来很大的制约。因此NGN从体系结构设计一开始,开放性技术方面就会存在一定的局限性。③ NGN的标准是由ITU-T提出的。标准制定周期较长,间接地增加了NGN网络技术推广的时间代价。
3.3 NGI技术体系
目前对NGI的研究大部分都是以互联网存在问题的解决、网络功能和性能的升级作为出发点[6,7]。NGI具有的特点包括:① 采用IP分组交换技术;② 维持网络与业务分离的基本属性,支持多种业务类型的承载;③ 智能的分布逐渐从用户端向网络边缘设备渗透,网络内部维持原有的扁平化设计;④ NGI通过提供划分安全域、域间安全互连、网络边缘的智能安全接入等安全能力满足用户安全需求;⑤ 具备兼容各种异构网络的能力。支持通信终端的无缝快速移动、多种多样的终端接入技术和大规模的分布式泛在服务,以便随时随地给用户提供无所不有的综合服务。NGI更侧重于向面向服务和应用方面的研究与发展。
3.4 NGI局限性
NGI技术体系是由计算机领域提出的,由于其应用和设计的理念,决定了有其内在不适应性:① 由于NGI继承了互联网的开放性,现在的安全问题是否能完善解决,网络可信安全能力能否达到用户的要求等问题,还有待于研究和验证;② 由于NGI继承了以路由可达、尽力而为为特点的IP技术,特别适合网络拓扑变化频繁、网络抗毁重构的环境。与NGN的面向连接、保证服务质量为指导理念的应用环境是互补的,既是优点,又存在其保证服务质量方面的不足;③ NGI侧重于研究如何提供业务层应用,而对于网络传送功能,只要尽最大可能提高分组传送的效率和网络的抗毁性即可,至于IP技术如何适应多种类型的无线链路(卫通、微波等)并没有更好的解决方案;④ 在NGI中,运行于承载网络之上的业务服务平台还没有做到全面可控可管。
3.5 SONA技术特点
在现有通信网络技术的基础上,构建新一代栅格化通信网络目前最迫切的工作是实现服务开放和业务开放。因此,结合对NGN和NGI的分析,给出了设计面向服务网络架构通信网络的基本思路:加强可控可管和服务质量保证,继承因特网的技术精髓和成功经验,以面向网络服务为重心,向用户提供开放的网络服务和业务应用服务平台。
SONA的技术特征包括:① 划分交互式服务层:以承载网服务、通信网络控制服务、网络管理服务、虚拟化网络服务以及网络应用服务等不同形式的封装服务,开放通信网络服务交互平台,支持通信栅格的用户需求;② 全开放的分层体系结构:SONA网络将功能模块分离成为独立的网络部件,各个部件可以按相应的功能划分分层独立发展,简化了网络规划和设计,部件间的协议基于统一标准,易于实现各种异构网络的互通;③ 基于统一协议的分组网络:SONA网络采用基于IP的分组交换网作为提供话音、数据、多媒体等业务的综合性信息平台,适合多种类型信息的传送,降低了多种业务通信成本,提高了网络资源利用率;④ 业务驱动的网络:SONA网络实现业务与呼叫控制分离,呼叫控制与承载分离,在一个整合的网络中承载语音、数据、多媒体等多种业务,使业务真正独立于网络,新的业务可以快速灵活地部署;⑤ 向用户提供开放的网络服务和业务应用服务平台,采用尽力而为作为网络抗毁的保障手段,倡导简单实用技术等。
3.6 网络技术体系比较
NGN、NGI和SONA技术体系比较如表1所示。
总结NGN、NGI和SONA技术体系,在下一代网络目标方面具有共同点:以IP为网络层承载;支持话音、数据和视频统一的平台;开放网络平台,便于多元开发应用;开放业务加载,便于多业务扩展使用。但是,由于从各自领域和需求出发考虑下一代网络,目前设计的体系结构和采用的技术均深刻带着各自设计理念的烙印。
4 试验结果分析
面向服务网络架构的通信试验网验证环境是:承载层由IPv6/IPv4路由交换机、以太网交换机组成;控制层由媒体网关/信令网关服务器、综合接入设备、IP终端、PSTN交换机、传统固定电话、归属用户数据库服务器、DHCP服务器、DNS服务器、认证服务器、会话控制服务器和媒体资源服务器构成;交互式服务层功能由网络能力服务器提供。
在试验网络中,进行的业务功能验证包括:话音和视频同传、通过综合接入设备电话呼叫、数据传输、召开视频会议以及白板使用等业务。
验证的关键技术有IPv4/IPv6双栈路由交换技术、统一的业务控制信令SIP协议、媒体网关/信令网关和认证技术等。IP双栈核心承载体制、业务控制体系等体制在试验网上得到了验证,网络能力服务器的功能还要深入地开发和试验。研制的网络设备,都已经达到设计要求,试验达到了预期结果。
5 结束语
设计面向服务网络架构的通信网络的目标是建立一个可控可管、保证QoS的通信网络信息传送平台,并向用户提供和开放多样化的交互式网络应用服务平台。
初期,主要实现集成服务,即融合网络基础设施,集中和共享网络上的资源,向用户提供虚拟化网络服务,建立智能网业务服务平台等多个定制业务平台,增强业务系统的服务能力,满足通信栅格的迫切需求。
后期要实现集成应用,即网络能够识别应用,从而能够优化应用的性能并更有效地向用户提供应用。在网络基础设施已经基本成熟的条件下,如何在其上为用户提供业务平台、应用平台和新的基于网络的业务服务,是下一代栅格化通信网络成功的关键。
摘要：针对栅格化通信网络的应用需求,给出了一个面向服务网络架构通信网络的方案设计,详细说明了网络组成和体系结构;分析了下一代网络、下一代互联网和面向服务网络架构技术体系的技术特点和局限性,比较了它们之间的差异性;最后,对网络试验进行了分析,描述了试验网络设备组成和验证环境,并对关键技术、技术体制和网络功能在试验网络中的验证情况进行了说明。
关键词：栅格,下一代网络,下一代互联网,面向服务网络架构
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通信网架构 篇9
2009年5月,国家电网公司首次向社会公布了我国智能电网的发展计划。建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础[1]。智能电网的终端载体是智能电表,有电量计量、电压、电流等数据的测量,给用户提供电量、剩余电量和当前电价等报显服务,所有这些信息依靠智能电表的载波芯片通过电力线传输到集中器。因此载波芯片是智能电网建设的神经末梢,设计与研发高可靠性的此类芯片意义重大。
1低压电力线载波通信
低压电力线载波通信系统利用电力部门架设的220V/380V低压电力线传输数据,有以下技术特点。
1) 通信频率,在美国由联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100kHz～450kHz;在欧洲由欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3kHz～148.5kHz[2]。中国电力科学研究院建议的电力载波通信频段是3kHz～500kHz。
2) 在传输速率方面,突发性数据业务性质决定其对数据率要求不高,一般系统要求应使用不小于600bit/s的速率。目前业界已经量产的芯片,美国Echelon公司的通信速率为2kbps,青岛东软的为330bps,弥亚微的为1.6kbps,福星晓程的为500bps。此阶段电力线载波通信研发的重点在于提高通信的可靠性而非通信速率。随着智能电网建设的推进,对高速以及实时性要求的提高,对通信速率的要求将逐渐提高。
3) 在输出信号电平以及模块功耗方面,为了避免载波通信模块发送信号干扰正常用电设备,对电网造成二次污染,要求静态和动态功耗分别在1W和5W以下。输出信号电平按GB/T 6113.102-2008要求如表1所示。
由于低压电网最初的设计用来传输电能而未考虑用其传输数据,在其上工作的各种用电设备对通信产生复杂的衰减和干扰[3,4]。
1) 耦合衰减
低压电力线载波通信通过产生高频信号耦合到电力线网络,信道的输入阻抗与接收端的电力线阻抗不匹配,引起信号的放大或衰减。
2) 线路衰减
由于电缆本身的热损失及辐射等因素,使信号在传输过程中随频率升高、距离增加而衰减增加。
3) 多径效应
电力线信道存在许多阻抗不匹配的节点,使电力线信道具有多径信道的特征,必然会使信号多径传播,从而造成衰减。
4) 脉冲干扰
电网上存在各种用电设备,它们在工作时对电线媒质产生多种噪声、脉冲干扰。
以上电力线载波通信的特点以及通信的信道环境对系统设计提出了要求,具体表现在:基带的数字信号处理,信号的检测与恢复。
2收发机设计
2.1基带数字信号处理
基带的数字信号处理采用信道编码+交织+时间分集传输的组合方式来克服信道传输差错。
由于卷积码具有以下特点:1) Viterbi译码算法复杂度适中;2) Viterbi译码算法是一种最大似然译码,能够提供约6dB的增益。本方案采用(2,1,7)的卷积码,两个bit的生成多项式是:
G1=171OCTG2=133OCT
如前所述,电力线载波信道存在各种窄带干扰和非周期性噪声,这些干扰/噪声引起的差错是突发性的、连续的若干个bit的错误,很可能超出Viterbi译码的纠错能力。故需要一个交织器,将错误bit打散。本文设计,采样经典的列进行出交织器[5]。
由于线上用电设备的工作,电力线载波信道存在一个重载区。这个重载区以频率100Hz周期性出现,交织器能在一定程度上消除这个重载区的影响。但出于系统设计的鲁棒性考虑,对交织后的数据重复发送,以取得时间分集增益。同时,每个分集块的交织图案不同,打乱周期性重载区的影响。它的发送端分集处理过程用公式表示是:
Index = j×floor(8/K) 0≤j≤K-1
其中,index表示每个分集块从列进行出交织器中读出数据的起始行索引,K表示分集次数,j表示分集块索引。
2.2信号的检测与恢复
通常,接收端进行信号的检测与恢复包括[6]:
1) 自动增益控制
放大/缩小接收信号的幅度,使其与A/D转换器的幅度匹配。
2) 时钟恢复
由于晶振的漂移,接收机的采样时钟频率与symbol速率存在偏差。接收端要进行采样时钟的恢复,已确定symbol的最佳采样点。
3) 载波恢复
同样由于晶振的漂移,接收机本地进行下变频操作的载波与发送端载波存在偏差,这种偏差会带来symbol的相位旋转,影响正确判决。
4) 信道均衡
多径衰落以及频偏、采样偏的影响,会引起符号间干扰(ISI),严重影响判决。信道均衡的作用在于消除这种符号间干扰的影响。
本文主要讨论时钟恢复算法和信道均衡算法。时钟恢复算法解决最佳采样点的问题,信道均衡算法解决消除符号间干扰问题。
(1) 时钟恢复
时钟恢复算法包括脉冲成型滤波器(匹配滤波器)和采样时钟相位同步两部分。
发送端在调制上变频之前,需对基带信号进行脉冲成型处理,使信号在一定带宽内传输。一种性能良好的脉冲成型滤波器是根升余弦(SRRC)滤波器[6,7,8]。由于SRRC滤波器相当于一个低通滤波器,在接收端,用SRRC滤波器作为匹配滤波器对接收信号滤波,则传输数据所在的低频部分通过,高频部分被衰减。匹配滤波过程还是在symbol所持续时间内对数据进行积分的过程,因而信号的能量被累积。一个带有384个抽头的根升余弦滤波器的抽头系数和幅/相频响应分别如图1、图2 所示。可见,SRRC滤波器有50dB以上的带外衰减和线性相位性质。
如第1节描述,电力线载波通信的基带传输速率比较低,大概是几k的水平。因而A/D被设计成多倍过采样。经典的采样时钟恢复算法有Early-late gate算法,Gardner算法,Mueller-Muller算法。这三个算法对采样率的要求,分别是每个符号3、2、1个采样点[6]。而电力线载波通信系统的A/D可以被设计成几百甚至上千倍的过采样率,若采用以上3个算法之一,A/D过设计。为了充分利用A/D的过采样率,找到最佳采样点也就是SNR最高的点,采用方案:发送端发送preamble序列,接收端用本地的相同序列做自相关处理,根据自相关结果确定最佳采样点[9]。
Preamble由若干个伪随机(PN)序列组成,序列构成收发两端已知,PN序列的性质是自相关峰值高,不同PN序列的互相关值接近为0。接收端,将本地的preamble序列相同倍数上采后,与A/D过采样数据,两者做滑动自相关处理,搜索相关峰值。当两者完全同步,出现相关最大值。峰值所对应采样点index就是最佳采样点。
(2) 信道均衡
信号在低压电力线上传输,由于线上不同节点的阻抗不相同,会引起信号的反射产生多径效应,载波频偏和采样偏的影响会引起调制信号的相位旋转,产生符号间干扰。符号间干扰影响数据的正确判决,在解码判决之前,要进行信道均衡操作。
性能好、复杂度可实现的均衡算法有最小均方差更新系数的自适应判决反馈均衡器[10]如图3所示。
均衡器的滤波器系数更新采用最小均方差(LMS)算法。
自适应均衡器的处理过程是:
当前输入Data_in经N阶的前向均衡器处理得到af(n);
判决后得
令
滤波器系数更新:bk(n+1)=bk(n)-ue(n)y,ck(n+1)=ck(n)-ue(n)a。
3建模仿真
前文所描述的通信系统,使用Matlab建模。发送端的信号处理过程是:数据经扰码(SMB)、卷积编码(CC_ENC)、交织(INT)、分集编码(REPEAT)、差分编码(DIFF)、成帧(Frame)、SRRC滤波器、CIC插值滤波、频谱搬移(FS),采用BPSK调制,进入D/A,如图4所示。
接收端的信号处理过程除包括发送端的逆过程,还有信号的检测与恢复,主要包括采样时钟同步(SYNC)和信道均衡(EQU)。
使用建模仿真工具Matlab对上述模型建模,并仿真。图5是由8个PN序列(PN长度为31位)构成的preamble,接收端相关操作为8倍过采样,相关运算的结果。可以看到,当相位对齐时,出现相关峰值。接收端信号经过匹配滤波器(SRRC)和采样时钟同步算法的处理,能够保证采样点是符号的SNR最高点,为后面基带的数字信号处理提供良好基础。
同步下采到基带的信号,还要经过信道均衡器的处理,再送信道解码器进行解码。在本文,信道的多径数被建模为6,频偏为±100ppm。接收端符号如不经过信道均衡,发生严重的弥散,如图6所示。经过均衡后,相位的旋转得到纠正,信号大部分已经能够得到正确判决。一部分不能正确判决的在经过Viterbi解码器后能够得到正确的恢复。
4结语
本文通过对电力线载波通信系统的技术特点和载波信道的分析,设计建模了一套电力线载波通信收发机。理论分析和仿真表明,该系统能很好地克服低压电力线上各种干扰、噪声、多径衰落以及频偏、采样偏的影响,获取模拟符号的最佳采样点,并克服信道符号间干扰的影响,为后续的基带数字信号处理如解交织、解码提供具更高信噪比的比特流。
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