电力应急通信解决方案.docx

电力应急通信整体解决方案1 / 30目录1、 背景概述 31.1背景 31.2现状 31.3现存问题 41.4工作思路与预期目标 52、 整体方案 62.1网络架构 62.2方案组成 72.3组网模式 93、 系统功能 133.1核心技术 133.2系统优势 144、 主要产品 164.1成£基站 164.2专网双模智能机 184.3中继设备 204.4调度平台 234.5 VPN路由器 244.6卫星天线 265、 设备清单 281、背景概述1.1背景安全生产是电力行业的重中之重，由于自然灾害、操作不当、设备老化等问 题造成供电中断是不可避免的，一旦抢修不及时就会对生命财产造成巨大损失 由于发生故障的地点是不确定的，抢修人员到达现场后，在电力抢修过程中经常 由于没有适合的前后端监控管理设备，致使抢修指挥中心无法及时、准确地采集、 存储和监管操作现场的实时信息，出现习惯性违章和误操作的发生，尤其在发生 自然灾害时还会同时出现度处险情，指挥调度人员往往无法对多个抢修点之间的 工作统一协调调度，顾此失彼，指挥调度中心也无法与抢修点之间实时沟通，工 作效率低，安全系数也大大降低应急通信正是为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制，在公众通 信网设施遭受破坏、性能降低、话务量突增的情况下，采用非常规的、多种通信 手段组合的方式来恢复通信能力。

应急通信为各类紧急情况提供及时有效的通信 保障，是综合应急保障体系的重要组成部分，更是抢险救灾的生命线1.2现状福建省供电面积约22435.1平方公里，截止6月份全省用户数共有1414.58 万户省内多以山地丘陵为主，更处在沿海的多雨区；自然灾害频繁发生，是我 国山地洪涝、泥石流、台风灾害较多、受灾特别频繁、严重的省份之一福建省 土地面积仅占国土的1.3%，却承受全国强降雨平均量的20%，可能发生灾害的 地区约占全省土地面积的73%每年因受灾停电用户数量呈逐年上升趋势：2013年-2016年福建电网受灾户数“尼伯特”台风正面登陆我省，大风及暴雨天气造成福建闽清和永泰地区 主网电力以及配网通信全面瘫痪XXXX公司组织应急通信车1辆、卫星15 部，集群移动2758部备战福州闽清供电公司通信光缆线路中断8条，造成境内变电站、营业厅等站所 电力通信业务中断，三家公网运营商通信全部中断，电力抢险队伍在抢险现场缺 少可靠的应急通信系统支撑，卫星解决了部分对外联络问题，但仍难以满足 现场高效指挥调度、多媒体信息交互等需求，迫切需要构建空地一体、稳定可靠 的应急通信系统1.3现存问题目前XXXX公司在应急通信调度方面，已配备应急通信指挥车一辆，车上拥 有集群对讲、海事卫星、GPSone定位、铱星功能于一体的应急通信系统，现场 抢险作业人员与指挥机构进行统一联动。

本次闽清救灾现场应急通信反映以下四类问题：1. 公网通信阻断，现场指挥主要依靠海事卫星与外界联系，无法将现场 视频回传2. 模拟集群对讲机采用窄带技术，无法支持集群指挥调度，远程通信能力差， 最大通信距离仅2公里3. GPSone定位系统，依靠公网信号进行位置定位，运营商基站阻断后 无法使用4. 铱星通信因重量问题无法随身携带，只能传送简短的电子邮件或慢速的1.4工作思路与预期目标福建地形特点复杂多样、多以山地为主，充分挖掘现有通信和网络基础设施 的潜能，通过增强网络自愈和故障恢复能力来提升其应急通信保障能力，建设机 动灵活、安全可靠、规模适度的应急通信系统十分必要一） 工作思路：1. 引入无线宽带接入技术，解决通信终端应急通信不支持视频、图像等宽带 多媒体业务的问题2. 多制式组网，采用IP通信传输，提升语音与数据业务传输速率，视频会 议终端图像质量达到高清标准3. 完善应急通信系统，无线专网和宽带卫星网为核心，解决抢险现场通信覆 盖和联动调配4. 前后端均具备同步指挥功能，根据场景实现专网、公网、卫星系统切换， 降低切换时延二） 预期目标：1. 以现有通信资源为基础，多种通信技术融合互补。

2. 全省机动部署，能够快速落地开通，缩短处理时间3. 网络结构在极短的时间内按场景需求完成改变4. 实现统一调度，完成专公多种网络间无缝调度2、整体方案2.1网络架构应急通信解决方案，充分考虑福建地貌和通信网络架构，整体解决方案由卫 星系统、应急车系统、单兵系统组成以LTE无线技术和宽带卫星技术为核心， 提供IP数据双向传输，实现多功能调度集合，迅速架设建立大范围覆盖的本地 通信专网总体架构图：2.2方案组成整套解决方案由卫星系统、应急车系统、单兵系统组成1. 卫星系统由指挥中心卫星设备、车载卫星设备、终端设备组成指挥中心卫星设备由Ku频段宽带卫星接收天线、天线控制器组成宽带卫星覆盖区域涵盖整个全国大陆，不受地理环境和气候条件的限制，可 实现大带宽数据传输，上下行速率可达到3Mb/s对现有海事卫星、铱星定 位系统功能进行补强支持动态移动中宽带视频信息传输，通过亚洲7号卫星稳定的信道，不断地 传递语音、数据、高清晰的动态视频图像、等多媒体信息当以70km/h行驶时，可以准确而不间断地传送信号，上下行速率可达到 3Mb/s，传送图像质量可达到1080P标准现场指挥车载卫星设备将图像与数据回传到指挥中心监控大屏上，辅以天线 控制器对终端用户进行集群管理。

2. 应急车系统由会议系统、一体化基站、公网融合网关、调度平台组成；调度平台端口支持北斗定位导航设备扩容具备公网2G语音业务办公图传 高清会议(1) 会议系统会议系统提供视频入以及图像管理2) 一体化基站由GPS、基站设备、LTE天线组成设备支持0.4\1.4\1.8Ghz三种无线专网频段，可与附近应急通信车专网基 站互联，形成大范围本地网络连续覆盖基站将现场数据回传至中心站系统，方 便中心站指挥人员掌握现场动态位置信息LTE无线技术采用MIMO、OFDMA、Mesh等技术，适合复杂电波传播环境下的 应用；数据传输最高接入速率100Mbps，单基站最大配置可达S666，容量大、伸 缩性强，是构建应急通信接入网的最佳解决方案3) 公网融合网关提供专网基站与公网2G基站进行语音业务融合，网关与调度平台之间采用 光纤直连进行数据鉴权认证4) 调度平台调度平台负责通信设备安全接入、切换、存储、调度上联端口接入VPN 路由器，下联端口可接入一体化基站预留卫星通信接口，可以十分方便地与便 携式卫星通信设备连接，实现任何条件下的应急指挥调度3. 单兵系统由无人机基站、便携式基站、单兵设备三部分组成无人机基站和单兵设备均可作为中继传输。

无人机可对人员无法进入、高风 险区域进行范围巡视，而单兵设备可深入信号盲区和边缘场强地区移动使用单兵设备内部已集成VPN路由器和400MhzCPE，利用低频段绕射能力和穿透 力强特点，在山区、丘陵地域场景可广泛使用；扩大2倍抢修覆盖、便携式基站具备小区域通信、远程监管控制功能便携式基站周边2km范围 内的用户可通过WI-FI接入网络，最多支持30个用户数据同时使用2.3组网模式1. 无线专网公网通讯模式本通讯模式覆盖范围为5-10Km通信车行驶至制高点，抢修人员在有效覆盖范围内使用专用手持机或装载安 卓软件语音通讯和数据回传当周边运营商2G基站信号已恢复情况下，专网内已附着的小区用户均可通 过语音融合网关，切换至最近的公网基站，使用2G语音业务2. 宽带卫星多网模式本通讯模式覆盖范围区间为40Km当常规通信通道受阻的时候，系统切换至卫星多网模式主要工作模式有卫星主网模式和卫星传输模式两种，北斗通信模式辅助使用3.无线自组网模式本通讯模式是对在应急通信车无线专网范围延伸，覆盖范围区间为5-10Km解决区域信号屏蔽、质差问题，由通信小组步行覆盖EPC10, RRU, BBU:在组「础中任何一台瞄作为EPC, 球也提供PBU和RRU,其 提供RRU、BBURRU, BBU便携式基站与单兵设备可选择400MHz、1400MHz、1800MHz等频段。

通过便 携式基站、单兵设备实现动态多级异频级联组网，最大8级级联扩展支持点对 点、链状、星状、网状、混合动态多种组网链路方式4. 无人机临时组网模式本通讯模式覆盖范围区间为15-30Km当道路受阻车辆无法通行时，通信小组利用单兵设备，与无人机组网，扩大 区域覆盖范围配置的无人机可在8级台风环境下工作，最大负重15斤边缘场强点评超过-120dbm区域，部署便携式基站，增强基站小区边缘输出 增益jSl急 1®" h 车基站应急■通信 车菖站3、系统功能3.1核心技术多维组合应急通信解决方案拥有节点聚合技术、网络环境多维感知技术、资 源池化管理机制三种核心技术1. 节点聚合技术传统技术无线自组网络宽带传输，高动态拓扑适应差，本系统创新地将节点 网络化方案应用于无线自组织网络中，在单一无线节点中聚合多种异构网络资 源，节点在二层实现网络化，将多频点、多通道、大空间三个维度统一，大幅提 升无线网络的环境适应性、和传输能力节点聚合技术在纵向实现了不同异构网络平面的在单节点的聚合，而横向聚 合实现了任意两个节点IP层单跳直达，极大了提升了网络的性能和效率如图 所示：2. 网络环境多维感知技术本系统实现一种分布式感知算法，能够对每条分布链路上的信道频率、带宽 和时延进行实时感知，并通过链路权重来实现计算评估，为二层的高动态组网协 议提供基础数据支撑。

3. 资源池化管理机制系统利用资源池化理论，实现了网络管理负载均衡，通过综合因素判断和路 径拥塞算法均衡节点间的负载，提高了网络传输的带宽利用率，保证了整个网络 的正常通信3.2系统优势1. 低时延采用高效链路捕捉算法，将单跳时延控制在2ms以内基站到手持机单向 传输时延50ms，应急指挥通信车卫星传输单向传输时延239ms，自组网间单向处 理时延900ms，整体解决方案传输时延约1s左右2. 大吞吐单基站最大支持注册用户1200个，可同时支持并发100对VoIP用户大范 围的覆盖可以采用混合组网的解决方案，多个基站自组网组网可解决多用户注册 和并发数问题2. 高安全基站VPN路由器采用标准的LTE鉴权，语音融合网关设备内置国密算法芯片， 保障了信息安全不泄露3. 分层监控一键设置Qos优先级功能，调度台可灵活切换现场视频画面，组合显示多路 视频画面，支持点对点、集群的VOIP语音和视频调度4. 多种定位基于GPS/北斗和网络混合定位实现移动指挥调度和位置上报°GPS进行主选 定位系统，GPS通过无线专网发送到指挥中心，实时记录机的轨迹、位置；北斗 作为备选定位系统5. 移动办公会议应急通信车提供本地局域网会议模式，视频会议模式提供多个手持机的视频 通信功能。

6. 智能链路采用Reroute flow技术，实现网络的自我调节和修复任何一处的节点出 现故障或者受到干扰，数据包将自动切换路由到备用链路继续进行传输。