通信技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實踐ppt課件

1、,4G通信技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實踐,中國科學(xué)院?上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所 中科院南京寬帶無線移動通信研發(fā)中心趙宇 (主任),- 2 -,,,,,目 錄,引言：寬帶改變智能電網(wǎng) 4G通信技術(shù)的優(yōu)越性 應(yīng)用實踐經(jīng)驗分享 未來2~3年展望,- 3 -,引 言,視頻會議,3G上網(wǎng),移動應(yīng)用,對更高傳輸帶寬的需求，推動了各項基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，進(jìn)一步拉動了互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)、廣播網(wǎng)的發(fā)展和融合。,變革

2、背后的力量：,處理信息種類和數(shù)量不斷膨脹，相互關(guān)聯(lián)并催生更多新應(yīng)用。量變引發(fā)了質(zhì)變！,量變 - 質(zhì)變：,寬帶改變生活！,,,- 4 -,寬帶改變智能電網(wǎng),,近五年來通信資源及設(shè)備數(shù)量至少翻了兩番；220KV及以上變電站光纖覆蓋構(gòu)成骨干網(wǎng)；多種接入方式，豐富了電力應(yīng)用；,寬帶發(fā)展的良好基礎(chǔ)：,“堅強”和“智能”是堅強智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵,以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)以通信信息平臺為支撐以智能控制為手段,- 5 -,通信信息平臺發(fā)展現(xiàn)狀,配電自

3、動化應(yīng)用比例不足9%---國網(wǎng)“十二五”智能電網(wǎng)規(guī)劃資料,傳輸通道瓶頸！,,- 8 -,4G通信技術(shù)的優(yōu)越性,第四代移動通信系統(tǒng)(4G)主要是以正交頻分復(fù)用（OFDM）為技術(shù)核心其特點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力適用于無線、有線等不同通信介質(zhì)環(huán)境各類標(biāo)準(zhǔn)較為成熟，基于全I(xiàn)P化管理，設(shè)備互通性好,AMC自動編碼調(diào)制,FEC前向糾錯機制,HARQ混合自動重傳,OFDM正交頻分復(fù)用,ARQ

4、自動重傳請求,- 9 -,4G技術(shù)之行業(yè)應(yīng)用,隨著高清監(jiān)控前端等高帶寬的應(yīng)用，4G技術(shù)為行業(yè)應(yīng)用增光添彩,- 10 -,,,,,目 錄,引言：寬帶改變智能電網(wǎng) 4G通信技術(shù)的優(yōu)越性 應(yīng)用實踐經(jīng)驗分享 未來2~3年展望,- 11 -,,戰(zhàn)略合作,,成功聯(lián)合申報2011年科技成果重大轉(zhuǎn)化項目,成功合作參與863項目：新型電力傳感應(yīng)用、信息感知與高效通信技術(shù),中科院與國網(wǎng)公司合作重點項目：,中科院十二五規(guī)劃，把智能電網(wǎng)列為重大方向

5、，重點支持,中科院與國網(wǎng)公司2010年7月共同簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,- 12 -,研究工作重點,組網(wǎng)模式,戰(zhàn)略需求：具備多跳鏈狀、自組織的新型寬帶網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：固定蜂窩結(jié)構(gòu)->動態(tài)按需組網(wǎng)專業(yè)化定制：抗干擾、頻譜自適應(yīng)、多業(yè)務(wù)模式,,線性多跳組網(wǎng)光載無線,發(fā)展需求,,,技術(shù)難題,技術(shù)途徑,,頻譜感知載波聚合,頻譜利用,業(yè)務(wù)支撐,覆蓋優(yōu)化,自組網(wǎng)技術(shù)故障自恢復(fù),IP業(yè)務(wù)透傳NAT解析,QoS用戶調(diào)度多終端接入,

6、高效率功放多天線技術(shù),,,,- 13 -,中科院現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ),,,,,,,,,,,,,,,,新一代寬帶無線技術(shù),多模式，自組織組網(wǎng)技術(shù),全網(wǎng)無線資源動態(tài)管理調(diào)度,多基站自同步技術(shù),自主知識產(chǎn)權(quán),多跳連接與快速組網(wǎng),提高布網(wǎng)靈活性和網(wǎng)絡(luò)健壯性,上/下行資源靈活調(diào)度上行峰均比低，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋,感知，共享空閑頻率資源，提高系統(tǒng)頻譜利用效率,多基站自同步, 解除對GPS系統(tǒng)依賴,80余項核心專利多項國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)提案,,通過捷變

7、頻與窄帶干擾消除技術(shù)避免惡意干擾通過SDMA和動態(tài)信道分配，避免相鄰小區(qū)同頻干擾,頻譜感知與共享技術(shù),,跳頻，干擾協(xié)調(diào)與避免技術(shù),空、時、頻三維結(jié)構(gòu),OFDMA和DFT-S-GMC多址技術(shù),應(yīng)用出發(fā)點與發(fā)展策略,,,,無線公網(wǎng)(GPRS/CDMA),電力線載波通信,光纖通信,230MHz電臺,特點,策略,賽車：速度快、綜合造價昂貴,出租車：費用低但關(guān)鍵時候無保障，停運或拒載，偏遠(yuǎn)地區(qū)打不到,老爺車：30多年歷史，自主運營,自行車：穿街

8、走巷，自由靈活,搭便車：光載無線,逐步取代,注入新技術(shù),提高頻譜利用率,,,,,,,無線專網(wǎng)技術(shù),MVP：多用途、效率高,大力發(fā)展，自主創(chuàng)新,,- 15 -,重點應(yīng)用領(lǐng)域及解決方案,配用電接入解決方案,輸電線路監(jiān)控解決方案,,,,,- 16 -,輸電線路監(jiān)控解決方案特點,低延時高帶寬高可靠性,頻率自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)自愈合,高效可調(diào)度的多跳鏈狀傳輸,針對傳感、傳送兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,速率自適應(yīng),支持頻段230M ~3.8GHz最大可跨越4

9、個故障節(jié)點支持極限狀態(tài)下SOS消息,最大支持50跳支持重點監(jiān)控點的視頻調(diào)度,全I(xiàn)P化網(wǎng)絡(luò)具備傳感器微功率無線接入功能,正常工作狀態(tài)速率 6~10Mbps.個別節(jié)點損毀時，維持鏈路速率 3-5 Mbps節(jié)點損毀情況嚴(yán)重，維持鏈路速率 1-2Mbps,多跳自組織網(wǎng),- 17 -,（1/2）線性多跳網(wǎng)絡(luò),時隙1：狀態(tài)信息,時隙2：控制信號,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,故障桿塔,報告控制中心,,,控制跳過損毀節(jié)點,

10、控制中心,網(wǎng)絡(luò)已恢復(fù)，故障節(jié)點已定位,正常工作模式,恢復(fù)模式,,,- 18 -,（2/2）光載無線網(wǎng)絡(luò),18,位于變電站的中心基站通過OPGW光纖連接多個遠(yuǎn)端單元，覆蓋更遠(yuǎn)、布置更方便每個遠(yuǎn)端單元使用無線連接，與覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有無線終端實時交互數(shù)據(jù)無線終端具有豐富的接口，可通過串口、網(wǎng)口、微功率無線等方式采集監(jiān)控數(shù)據(jù),無線覆蓋半徑一般為5~10Km,遠(yuǎn)距離光模塊，兩點傳輸可達(dá)40km~80km,支持多級級聯(lián),,- 19 -,實驗室

11、測試驗證,傳輸可靠無丟包,灌包流量穩(wěn)定,- 20 -,工程線路－青海湖750KV,- 21 -,工程線路 華北電力示范項目,（進(jìn)行中）,六合一微氣象單元,高清視頻監(jiān)控單元,太陽能供電單元,- 22 -,配用電接入解決方案特點,- 23 -,試驗案例 1- 南京天景山變電站,基站設(shè)備,終端設(shè)備,- 24 -,試驗案例2 – 南通中壓PLC試驗,七彩城變電所,友誼公寓配電室,主載波設(shè)備,從載波設(shè)備,配電終端,卡接式結(jié)合濾波器,三相電纜,-

12、 25 -,逐步完善的產(chǎn)品系列,高帶寬，三扇區(qū)基站60Mbps；組網(wǎng)靈活，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持語音、視頻、圖像數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)配置靈活，上下行帶寬可調(diào)安全可靠，支持可定制的加密方式,三扇區(qū)基站,單扇區(qū)基站,塔放/RRU,天線,直放站,標(biāo)準(zhǔn)型,車載式,小型化終端,背負(fù)式,,,,,,,,,,,網(wǎng)管系統(tǒng),支持1.25M~8M帶寬頻段 230MHz數(shù)據(jù)吞吐量 10Mbps支持350Km/h高速車載應(yīng)用集成WiFi、視頻編碼器、G

13、PS模塊,基站系列,終端系列,- 26 -,,,,,目 錄,引言：寬帶改變智能電網(wǎng) 4G通信技術(shù)的優(yōu)越性 應(yīng)用實踐經(jīng)驗分享 未來2~3年展望,- 27 -,未來2~3年展望（1）,輸電線路監(jiān)控應(yīng)用前景廣闊，質(zhì)、量并增,,,,,站控層,物聯(lián)網(wǎng)，尤其是無線傳感網(wǎng)（WSN）的發(fā)展，使采集設(shè)備集中接入更容易,傳輸層,傳感層,基于OPGW光纖網(wǎng)絡(luò)和無線覆蓋、多跳、MESH方式的CMA設(shè)備應(yīng)用更廣泛,統(tǒng)一后臺接口，使數(shù)據(jù)信息處理更全面，功能