《電子技術(shù)應(yīng)用》
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230MHz頻率規(guī)劃調(diào)整發(fā)文釋放重要信號 電力無線專網(wǎng)為何非建不可?

2019-01-18

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  不久前,浙江電力嘉興電力無線專網(wǎng)項目通過驗收的新聞與各省電力公司陸續(xù)開展電力無線專網(wǎng)建設(shè)項目公開招標(biāo)的信息引起了不少人的關(guān)注,這意味著電力無線專網(wǎng)的建設(shè)進程又向前垮了一步?;蛟S有人會問,不就是建一張網(wǎng),至于這么大張聲勢嗎?

  簡單來看,這只是一張為行業(yè)提供服務(wù)的,區(qū)別于公網(wǎng)的移動通信專網(wǎng),實際上關(guān)于建設(shè)電力無線專網(wǎng)前期已有多年的鋪墊了,如今國家電網(wǎng)公司加大終端接入網(wǎng)建設(shè),電力無線專網(wǎng)的建設(shè)必要性才非常明確。但從目前情況來看,關(guān)于電力無線專網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的采用卻仍像在十字路口徘徊,這對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言不是一個積極樂觀的信號。

  電力無線專網(wǎng)為何非建不可?

  電力行業(yè)信息數(shù)據(jù)的傳輸方式包括有線傳輸、BPLC傳輸、公網(wǎng)傳輸、專網(wǎng)傳輸。有線傳輸費用高,BPLC干擾大,公網(wǎng)對精控要求高的領(lǐng)域而言安全性低,逐一排除,能夠滿足電力業(yè)務(wù)需求的就剩下專網(wǎng)。

  說到電力無線專網(wǎng),與公網(wǎng)最大的區(qū)別在于是專門針對電力業(yè)務(wù)需求而建的,這就要求技術(shù)與業(yè)務(wù)進行深度捆綁,即根據(jù)需求進行定制化開發(fā),要求這張專網(wǎng)的建設(shè)務(wù)必精益求精。

  早在1991年,國家無線電管理委員會就曾發(fā)文,將230MHz頻段的使用按照25KHz作為一個頻點進行了分配,分配對象包括電力、氣象、水利、人防等8個部委共計100多個頻點,其中1MHz的頻寬資源分配給了電力系統(tǒng),分為40個頻點,屬于電力專有的頻點資源。

  但由于這40個頻點資源是離散分布的,如何提高使用效率成為頭等大事。2009年,國家電網(wǎng)信通公司與中國普天合作,采用后者技術(shù)創(chuàng)新的離散載波聚合與動態(tài)頻譜感知技術(shù),不僅可以將分散的頻點聚合到一起,還能讓閑置的頻譜資源實現(xiàn)再利用,大幅度提高了電力230MHz使用效能。

  2009年始,中國普天基于分配給電力、石油等能源行業(yè)使用的230MHz離散頻譜資源,將TD-LTE技術(shù)與230MHz頻譜結(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))。經(jīng)驗證,該系統(tǒng)具備高帶寬、蜂窩組網(wǎng)能力,以及容量大、頻譜效率高、安全性高等優(yōu)勢,能夠承載信息采集、實時圖像監(jiān)控、應(yīng)急搶險等多項智能業(yè)務(wù)。

  2012年2月,LTE 230系統(tǒng)通過中國電機工程學(xué)會組織的科學(xué)技術(shù)鑒定,鄔賀銓院士為組長的鑒定委員會一致認為其在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面達到了國際領(lǐng)先水平,具有良好的推廣應(yīng)用價值,并提出加快標(biāo)準(zhǔn)制定、加快推廣應(yīng)用的建議。2012年4月,LTE 230系統(tǒng)取得國家無線電管理局基站和終端的設(shè)備型號核準(zhǔn)證。

  230MHz頻率規(guī)劃調(diào)整發(fā)文釋放重要信號

  其實從2010年開始,國家電網(wǎng)公司在浙江海鹽等地開展了LTE230試點建設(shè),海鹽縣供電局被確定為國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)首個縣級智能電網(wǎng)試點單位,2016年承擔(dān)工信部批復(fù)的LTE 230MHz電力無線專網(wǎng)試點建設(shè)項目在2017年6月通過工信部無線電管理局驗收。

  2018年,國網(wǎng)第一張地市級全覆蓋、第一張接入終端過萬、第一張通過驗收的網(wǎng)絡(luò)——嘉興電力無線專網(wǎng)建成。該試點覆蓋嘉興三區(qū)五縣3915平方公里,不僅是國內(nèi)迄今為止建設(shè)規(guī)模最大的電力無線專網(wǎng),還是投資規(guī)模最大的TD-LTE電力無線專網(wǎng)項目,能實現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載應(yīng)用。

  該試點電力無線專網(wǎng)的建成,是在LTE230技術(shù)產(chǎn)品提升的支撐之下完成的,從側(cè)面不斷應(yīng)證了LTE230建網(wǎng)的可行性。

  2016年國家電網(wǎng)“十三五”規(guī)劃提出要加大終端智能接入網(wǎng)建設(shè),同年工信部批復(fù)3個基于230MHz頻段的聚合試驗網(wǎng),2個有國家電網(wǎng)驗證業(yè)務(wù),1個交給中國普天驗證技術(shù)與共存。2017年,這三個試驗網(wǎng)均通過驗證。

  2018年,國家電網(wǎng)在已授權(quán)獲得1M帶寬的基礎(chǔ)上向工信部提出增補7M頻率資源的申請。8月,工信部印發(fā)《關(guān)于調(diào)整223—235MHz頻段無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)頻率使用規(guī)劃的通知》(以下簡稱165號文件),通過引入載波聚合和動態(tài)頻譜共享等新技術(shù),同時鼓勵采用共網(wǎng)的建設(shè)模式,以提高頻譜使用效益。

  從國家無線電管理部門調(diào)整230MHz頻率規(guī)劃不難看出,工信部在不斷加大對兩化深度融合和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的支持,這也給電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來了極大的信心。

  在2018電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上,LTE230技術(shù)方案得到業(yè)界一致認可,成為國家電網(wǎng)電力無線專網(wǎng)采用的新型通信系統(tǒng)。

  公網(wǎng)建設(shè)之路或為前車之鑒

  除了230MHz,目前還有1.4G及1.8G頻段可用于行業(yè)無線接入使用,分別以中興、華為為代表的通信廠商,也都致力于1.4G在政務(wù)領(lǐng)域,1.8G用于行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)支持。普天堅持多年基于230MHz的LTE230技術(shù),經(jīng)過幾年時間試驗驗證后,中興也加入到LTE230技術(shù)并后向演進。而華為則基于NB-IOT技術(shù)推出IOT230技術(shù)。

  由此,電力無線專網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域出現(xiàn)了兩種可供選擇的技術(shù),不過有時候選擇多了反而是一件鬧心的事兒。到底該采用哪種技術(shù)?還是兩種都用?

  據(jù)悉,目前國家電網(wǎng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)同時支持兩種技術(shù)路線,包括已經(jīng)發(fā)布的LTE230標(biāo)準(zhǔn)和尚在制定中的IoT230標(biāo)準(zhǔn)。雖然這兩套系統(tǒng)均采用無線蜂窩網(wǎng)架構(gòu)、基于成熟4G技術(shù)和先進5G技術(shù),但兩套標(biāo)準(zhǔn)的存在會帶來一系列問題。

  首先,由于兩套系統(tǒng)在空口物理幀結(jié)構(gòu)等方面仍存有一定差異,會帶來相互之間的干擾與共存問題。干擾輕則導(dǎo)致無線基站覆蓋收縮,降低網(wǎng)絡(luò)實用性,重則造成信號阻塞,網(wǎng)絡(luò)無法工作。即使在實際組網(wǎng)建設(shè)中可采用一些措施降低干擾,但也會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)及頻譜資源使用效率的降低,增加建網(wǎng)成本。

  不僅如此,行業(yè)專家分析在兩套系統(tǒng)覆蓋的邊界區(qū)域需保約40km留隔離帶,導(dǎo)致無法形成電力無線專網(wǎng)的連續(xù)覆蓋,若是大規(guī)模組網(wǎng)將可能產(chǎn)生更加嚴(yán)重的后果。

  其次,兩套系統(tǒng)的并存不利于無線專網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進。這兩套標(biāo)準(zhǔn)支持的空口完全不兼容,不僅會給未來標(biāo)準(zhǔn)的演進帶來影響,同時對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、乃至以后的國際標(biāo)準(zhǔn)申報都會帶來的一系列問題。

  另外,兩系統(tǒng)的空口不兼容不利于電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展??湛谙嗷ゲ患嫒莸腖TE230和IoT230,客觀上會造成產(chǎn)業(yè)發(fā)展上兩大陣營的分割,分散主流設(shè)備制造商技術(shù)研究和設(shè)備開發(fā)的力量。在規(guī)模有限的電力無線專網(wǎng)市場中,不利于電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

  既然兩個標(biāo)準(zhǔn)會產(chǎn)生如此多影響,那么若是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展又該如何呢?

  作為國產(chǎn)老大哥式的存在,華為在技術(shù)上一直都是國內(nèi)企業(yè)的榜樣,甚至連國外企業(yè)都要忌憚三分,華為基于NB-IOT推出的IOT230技術(shù)背后勢必有著強大的研發(fā)支撐。不可否認,IOT230的提出確是一種新的技術(shù)。不過問題也來了,與LTE230相比,IOT230也有不少短板。

  第一,問世時間短,2017年底提出的IOT230目前還未來得及充分驗證;第二,產(chǎn)品有缺失,IOT230系統(tǒng)出來了基站設(shè)備,終端產(chǎn)品據(jù)悉推出時間在今年下半年;第三,標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)布,國家電網(wǎng)IOT230的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)布,沒有標(biāo)準(zhǔn)就無法統(tǒng)一;第四,技術(shù)待完善,目前IOT230明確不支持寬帶視頻與移動業(yè)務(wù),而這兩項業(yè)務(wù)也是電力無線專網(wǎng)的重要需求點。

  當(dāng)然,鼓勵技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展不二法寶,支持新技術(shù)的初衷不可否認,但具體的情況也需具體分析。以公網(wǎng)的發(fā)展建設(shè)為例,一開始也是多方割據(jù),由之前的六大運營商逐漸統(tǒng)一到如今的三家;另一方面,與公網(wǎng)不同的是,專網(wǎng)的使用量要小很多,有必要采用多種技術(shù)一起建嗎?

  建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一究竟有多重要?

  早在2017年,中國無線電協(xié)會電力無線專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分會(產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟)成立,國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團、國家無線電監(jiān)測中心、中國信息通信研究院、普天信息技術(shù)有限公司、大唐移動通信設(shè)備有限公司等均是其中的成員。

  產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立,就是希望聚整個產(chǎn)業(yè)之力形成合力來促進電力無線專網(wǎng)的建成落地。

  根據(jù)165號文件精神以及國家新的無線電管理條例要求,電力部門在獲得頻率使用許可后,兩年內(nèi)頻段占用率要不低于70%。如果采用IOT230,是否需要考慮充分驗證?畢竟電力無線專網(wǎng)承擔(dān)的支撐任務(wù)也是審慎的,另外終端產(chǎn)品的面世和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布等。如此一來,電力無線專網(wǎng)建設(shè)時間豈不是要再往后延?與電力無線專網(wǎng)建設(shè)的迫在眉睫相比,采用經(jīng)過驗證的成熟的技術(shù)產(chǎn)品當(dāng)成為首選,所謂時不我待。當(dāng)然提出LTE230技術(shù)的中國普天也明確表示,支持知識產(chǎn)權(quán)和接口開放,以實現(xiàn)LTE 230標(biāo)準(zhǔn)下的核心網(wǎng)、基站、終端、芯片、儀表和接口的互聯(lián)互通。

  在前幾日的230MHz電力無線專網(wǎng)調(diào)研匯報會上,工信部總工程師張峰在座談會上對后續(xù)工作提出意見,其中就包括積極推動不同地域、不同業(yè)務(wù)、不同系統(tǒng)的基站及終端互聯(lián)互通。要實現(xiàn)互聯(lián)互通,就要有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

  一名業(yè)內(nèi)人士認為,根據(jù)國網(wǎng)目前電力無線專網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布情況來看,LTE230系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式發(fā)布,經(jīng)過多年的開發(fā)和驗證,并有工信部組織的試驗驗證,可作為電力無線專網(wǎng)的基線標(biāo)準(zhǔn),IoT230標(biāo)準(zhǔn)可融入作為后續(xù)演進標(biāo)準(zhǔn),考慮與基線標(biāo)準(zhǔn)的空口兼容性,從而保證無線專網(wǎng)的平滑演進。

  多年前,LTE230的提出者中國普天就在為推動電力無線專網(wǎng)建設(shè)做準(zhǔn)備,LTE230也正是這些年來技術(shù)研發(fā)的成果之一。且多年以來,中國普天與國網(wǎng)之間始終有著密切合作,當(dāng)下與IoT230相比,LTE230可靠性明顯更高。

  對于主導(dǎo)電力無線專網(wǎng)建設(shè)的國家電網(wǎng)信通部而言,肩負著為國網(wǎng)諸多業(yè)務(wù)部門提供服務(wù)的重任。

  統(tǒng)一的電力無線專網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),能讓整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成一股強大合力,利于電力無線專網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈共用度,使設(shè)備商集中力量做好做大產(chǎn)業(yè),促進產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)和發(fā)展將對電力業(yè)務(wù)更全面地支撐、促進產(chǎn)業(yè)鏈的整合與產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展,為終端通信接入網(wǎng)和能源物聯(lián)網(wǎng)的中長期發(fā)展做出更大貢獻。


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