一、概述

智能電網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩 定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的 智能電網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等 多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的 特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強， 同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一 化、覆蓋面不全的缺陷。下面就來簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點， 并分析其在電力系統的應用前景。

二、無線技術介紹

(一)無線通信技術的概念

目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般 由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。

(二)無線通信技術的發展現狀

無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術， 即基于 IEEE802.15 的無線 個域網(WPAN)、基于 IEEE802.11 的無線局域網(WLAN)、基于 IEEE802.16 的無線城域 網(WMAN)及基于 IEEE802.20 的無線廣域網(WWAN)。

總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術 的代表則包括：WLAN、UWB 等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固 定無線接入技術主要有： 3.5GHz 無線接入(MMDS)、 本地多點分配業務(LMDS)、 802.16d; 移動無線接入技術主要包括： 基于 802.15 的 WPAN、 基于 802.11 的 WLAN、 基于 802.16e的 WiMAX、 基于 802.20 的 WWAN。 按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。 其中寬帶無線接入技術的代表有 3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一 代和第二代蜂窩移動通信系統。

1.主流無線通信技術

從技術發展的趨勢可以看出，以 OFDM+MIMO 為核心的無線通信技術將成為未來 無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、 Wi-Fi、WMN 等 4 種技術。

2.其他無線通信技術

除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、 Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及 LMDS、MMDS、點對點微波、 衛星通信等長距離通信技術。

(1)IrDA： Infrared Data Association， 是點對點的數據傳輸協議， 通信距離一般在 0-1m 之間，傳輸速率最快可達 16Mbps，通信介質為波長 900 納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth：Bluetooth 工作在全球開放的 2.4GHzISM 頻段，使用跳頻頻譜擴展技 術，通信介質為 2.402GHz 到 2.480GHz 的電磁波。

(3)RFID：Radio Frequency Identification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非 接觸式的自動識別技術， 通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。 RFID 由標簽、 解讀器和天線三個基本要素組成。

(4)UWB： Ultra Wideband， 即超寬帶技術。 UWB 通信又被稱為是無載波的基帶通信， 幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性， 降低成本。

三、無線技術優劣分析

(一)WLAN 技術分析

Wi-Fi 的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作 為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管 Wi-Fi 技術應用非常廣泛，但是它依 然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi 采用的是射頻(RF)技術，通過空氣發送和接收 數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊， 黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域 網。

(二)WiMAX 技術分析

WiMAX 是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技 術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號 覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMAX 由于其技術的先進性和超遠的 傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網 絡接入服務。

(三)WMN 技術分析

WMN 是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行 融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看， WMN 這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數 據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、 交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN 更好地與之相融合、互補，從而能 夠揚長避短，發揮出各自的優勢。

(四)3G 技術分析

3G 于 1996 年提出標準，2000 年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G 網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播 模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G 在部分地區已得到大規模的商業 應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了 3G 的網絡。3G 技術已經進入可 以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設 3G 網絡。

(五)LMDS 技術分析

本地多點分布業務系統 LMDS 是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術， 其工作頻率在 20GHZ 以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數 據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下， 距離可達 8 公里;但是由于受降雨的原因，距離通常限于 1.5 公里。

其主要工作原理是通過扇區或基站設備將 ATM 骨干網基帶信息調制為射頻信號發 射出去， 在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為 ATM 基帶信號， 在 無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。

(六)MMDS 技術分析 MMDS 的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠 寬，最多不超過 200MHz。其次，MMDS 對傳輸路徑要求非常嚴格。由于 MMDS 采用的 調制技術主要是相移鍵控 PSK(包括 BPSK、DQPSK、QPSK 等)和正交幅度調制 QAM 調 制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS 沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。

(七)集群通信技術分析

數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統 的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力， 使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟 的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。

數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳 輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群 網的服務功能。

(八)點對點微波通信技術分析

微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與 租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔 快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。 第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以 給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全 IP 的平臺之上，可以全面支持運營商 未來的發展。

(九)衛星通信技術分析

利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣 但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已 經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實 際的方案，經濟又可靠。

但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用 都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量 數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而 將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。

四、無線技術綜合比較

目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。 這主要表現在不同的接入技術具有不同 的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G 可解決廣域無縫覆 蓋和強漫游的移動性需求，WLAN 可解決中距離的較高速數據接入，而 UWB 可實現近距 離的超高速無線接入。

首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅 WMN 技術沒有成熟的標準 體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均 已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。

從頻率上看，Wi-Fi 技術、WMN 均使用的是開放頻段，WiMAX 技術、3G 技術等其他 技術使用的是授權頻段。

從覆蓋范圍上看，Wi-Fi 技術 、WMN 技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m-100m;WiMAX 技術、3G 技術、LMDS 技術、MMDS 技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在 1km-54km 不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于 通信主干組網建設。

從傳輸速率上看， 點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術， 不同的情況速率變化較大， 而其余的技術均為接入技術，僅僅是 3G 技術接入速率最小，僅為 384k，而其余技術均為幾 十 M 甚至上百 M 的速率。

從調制技術上看，其中 Wi-Fi 技術、WiMAX 技術、WMN、3G 技術均采用最新的調制 技術 OFDM，其余的技術均未采用 OFDM 調制技術。

從天線技術上看，僅僅 3G 和 WiMAX 技術采用了 MIMO 技術，而其他技術均未采用 MIMO 技術;從傳輸環境上看，僅僅 WiMAX 技術和 3G 技術支持非視距傳輸，其余技術均 要求視距傳輸環境;從網絡安全和 QoS 機制上看， WiMAX 技術和 3G 技術在這方面做得比較 優秀、完善，其余的均存在較大的問題。

五、無線技術的應用及展望

目前，在電網電力系統通信中仍然以具有高傳輸率、高帶寬、高可靠性等特性的光纖通 信為主，但隨著電網對災難應急、配網自動化、辦公智能化等需求的提出，無線通信將以其 迅速部署、不受地面限制等特點尋求到在電力系統通信中的應用。因此，無線通信可以成為 電力系統通信的一個重要補充手段，為電力系統構建綜合通信網提供非常重要的一個部分。