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1、wifi專網介紹
目前,電力通信接入網現采用的無線通信技術包括:230MHz電臺專網、GPRS公網、Mobitex專網、Wifi專網等。其中應用于電力通信的230MHz電臺專網通信技術、GPRS公網、Mobitex等窄帶技術,由于帶寬低、租賃或建設成本高等原因,已不能滿足電力信息化(尤其是智能電網建設)發展要求。Wifi無線專網屬于無線寬帶技術,有著帶寬高、覆蓋范圍大(網橋)、建設成本低、安全機制多等特點,滿足智能電網無線傳輸的各項要求。Wifi是基于802.11a/b/g的寬帶無線本地接入系統,是Wifi-WirelessLocalAreaNetwork的縮寫,又稱無線局域網。Wifi寬帶無線接入系統使用2400~2483.5MHz和5725-5850MHzISM授權頻率,采用OFDMA、MIMO等先進技術,并具備靈活的GoS/QoS管理策略和電信級的安全策略。每基站可提供高達54Mbps的數據傳輸速率,并支持低速移動、QoS等功能;終端client、終端PCMCIA無線上網卡均可提供高達10Mbps的上下行數據傳輸速率。
在通信技術日益發達的今天,無線通信安全已經顯得非常重要,無論是Wifi技術網橋采用MAC地址綁定,WPE加密等方式還是Wifi的AP采用WAP、WPA2等安全技術,都讓無線通信變得安全可靠。
Wifi網橋技術,通過自身進行靈活組網,可以點對點進行組網也可以點對多點進行組網,安裝簡單、方便。2.4G網橋目前也可實現點對16點,5.8G網橋目前可實現點對8點。如果采取AP組網方式,遠端接入點將會更多,中心基站的數據也會更大。大概每臺AP可實現250個遠端點的接入。目前Wifi產品非常小巧,重量不超過2Kg,體積不大于198×198×63mm,安裝簡單,使用方便。801.11n作為Wifi技術未來發展趨勢,由于采用MIMO技術,采用OFDM調制技術,使得每個基站帶寬大大超越802。11A/B/G54M帶寬,使得Wifi技術擁有了300M數據帶寬,真正意義上實現語音、數據、視頻等綜合接入。
2、W8171電力通信模塊技術特點
電力智能電表實時采集用戶用電量信息,各智能家電用電功率、狀態等信息傳輸給配電調度,同時向用戶傳送實時電費、分時電價、智能家電控制等信息。每電表按300min/15min信息量考慮,通信帶寬<0.01K/s,1個110kV變電站通常有20條10kV出線、400個配電臺區,共有20萬戶智能電表。為實現電表信息的采集,各智能電表可通過RS485電纜、載波、zigbee等方式匯聚到臺區集中點,采集終端再通過Wifi專網上送采集主站。
W8171設備是一個用于WFET-1000和WFET–1800型號的國家采集終端上可插拔的Wifi模塊。采集終端為W8171無線Wifi模塊提供電源和USB的接口。W8171無線模塊支持802.11g/n協議,通過連接外部天線,實現一發一收的客戶端功能。W8171無線模塊的功能是通過2.4G的無線網絡將采集終端上的相關信息傳輸到電力的中央控制中心。W8171無線通信模塊安裝于GPRS模塊的采集終端的塑料模塊盒中,如圖1所示。W8171無線通信模塊通過外部天線連接器與廣域網連接。采集終端通過一個2×15銷頭的連接器同W8171無線通信模塊連接,如圖2所示。模塊中留有一個外置USB2.0接口,用于采集終端的升級。W8171無線通信模塊可以為每個采集終端分配獨立的IP地址和網關,工作溫度范圍:-40℃到+70℃,如果工作溫度低于-30℃,設備需要一個小時熱身期。硬體恢復缺省按鈕在sim卡/USB的下方,覆蓋原本用于GPRS的位置。無線數據速率最大到150Mbps,具體應用如圖3所示。
W8171通信模塊的數據傳輸采用多種安全技術構建成特有的安全體系,很好地保證信息傳輸安全,如:ACL可以有效地防止非法用戶盜用運營商的網絡資源,或盜用第三者合法用戶的帳戶資源等欺詐行為。對空中信道的加密可以避免用戶的通信信息、身份信息和信令消息被非法截取和譯碼。系統還充分考慮了各種專業應用對通信保密性的需求,支持可定制的端到端加密機制。
3、結束語
基于2.4GWifi無線通信模塊的設計為用電信息采集擴充了通信方式,降低了每年向通信運營商支付的通信費用。基于2.4GWifi無線專網的搭建,能有效支持用電信息采集、配網自動化、輸電線路在線監測等諸多農網智能化應用。通過多種通信方式的結合,滿足日益增多的農網智能化建設的需要,為農網電力安全生產、設備管理等工作提供了智能化建設的基礎。
作者:史占成郭雅薇單位:國網河北任丘市供電公司