CN108966240A - 跨频段融合电力无线专网的多信道传输*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，属于通信领域，所述多信道传输***包括基站，以及连接在基站上的远端射频模块和跨频段核心网，在跨频段核心网的另一侧连接有业务端口；基站包括连接第一远端射频模块和第二远端射频模块的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板，在第一跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第一传输板，在第二跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第二传输板。通过在传输***中全程使用物理隔离方案，解决了基于单频组网方式建设的电力无线专网尚难同时满足传输带宽、可靠性和网络覆盖范围要求的难题，兼具不同频段无线专网优势，可同时满足电网高速宽带、低时延高可靠、广覆盖大连接等多业务接入需求。
Description
技术领域
本发明属于通信领域，特别涉及跨频段融合电力无线专网的多信道传输***。
背景技术
目前，国内主流电力无线专网均采用LTE(Long Term Evolution，长期演进)技术体制，基于230MHz和1800MHz两种频段开展电力无线通信***建设。从应用效果来看，LTE230基于223-235MHz电力行业授权频段，具有覆盖远、组网成本低等优势，然而由于电力行业仅获准使用该频段中非连续的1MHz带宽(共40个信道，单信道25kHz)，网络容量暂时不足，尚难完全满足无线专网的多业务承载需求。LTE1800完全基于公网LTE技术，能够提供高带宽业务保障，具备从核心网、基站到终端的完善的产业链，然而电网公司需要单独申请1785-1805MHz频段，单基站覆盖半径小，网络建设成本较LTE230偏高。总体来看，两种技术体系各有优缺点，分别适合不同的电力业务场景。
随着智能电网建设的不断推进，电力无线专网的通信需求也在快速发展。无线专网作为电网公司自有资产，如何实现一张网络同时承载电网宽带、窄带差异化业务，实现“一网多能”，成为亟待解决的问题。从目前应用情况来看，基于LTE230或LTE1800单频组网方式的无线专网尚难同时满足传输带宽、可靠性和网络覆盖范围要求，并且产品之间相互独立，接入网传输层面未能实现互联互通，使得无线网络支撑智能配用电业务的实用性受到限制。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了采用内部隔离设置的多种设备从而提高传输线路隔离性的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***。
为了达到上述技术目的，本发明提供了跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，所述多信道传输***包括基站，在基站的一侧连接有远端射频模块，在基站的另一侧连接有跨频段核心网，在所述多信道传输***中，还包括：
在基站与跨频段核心网之间还设有同步数字序列通道，在跨频段核心网远离基站的另一侧连接有基于交换设备实现物理隔离的业务端口；
其中，基站包括均可连接第一远端射频模块和第二远端射频模块的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板，在第一跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第一传输板，在第二跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第二传输板，第一远端射频模块和第二远端射频模块支持的无线射频信号频率范围不同。
可选的，在与第一跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有包括采集终端、移动终端的管理信息大区终端，在与第二跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有配电终端、精控终端等生产控制大区终端，不同业务终端之间通过不同频率或不同时隙实现空口接入的隔离。
可选的，所述同步数字序列通道包括与第一传输板相连的第一板卡，以及与第二传输板相连的第二板卡；
在第一板卡远离第一传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第一核心网，在第二板卡远离第二传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第二核心网。
可选的，在所述第二核心网远离第二传输板的一侧连接有控制平台和精控平台。
可选的，在所述第二核心网和控制平台之间设有物理隔离路由交换设备。
可选的，在所述第二核心网和精控平台之间还设有同步数字序列子通道。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在传输***中全程使用物理隔离方案，解决了现阶段基于单频组网方式建设的电力无线专网尚难同时满足传输带宽、可靠性和网络覆盖范围要求的难题，兼具不同频段无线专网优势，可以同时满足电网高速宽带、低时延高可靠、广覆盖大连接等多业务接入需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***的结构框图；
图2是本发明提供的异频电力无线专网之间基于统一核心网融合方式的跨频段融合组网架构图；
图3是本发明提供的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***中的部分结构框图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
为了达到上述技术目的，本发明提供了跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，如图1所示，所述多信道传输***包括基站，在基站的一侧连接有远端射频模块，在基站的另一侧连接有跨频段核心网，在所述多信道传输***中，还包括：
在基站与跨频段核心网之间还设有同步数字序列通道，在跨频段核心网远离基站的另一侧连接有基于交换设备实现物理隔离的业务端口；
其中，基站包括均连接第一远端射频模块和第二远端射频模块的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板，在第一跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第一传输板，在第二跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第二传输板，第一远端射频模块和第二远端射频模块支持的无线射频信号频率范围不同。
在实施中，该多信道传输***的实施主体为通信用的基站，该基站分别的一侧连接有与终端进行通信的远端射频模块(Radio Remote Unit，RRU)，基站的另一侧与跨频段核心网连接。跨频段的总体思路即融合低、窄频段的广覆盖能力、以及高、宽频段的大带宽能力。无线空口的不同频率、不同时隙来实现生产控制业务和管理信息业务的物理隔离。
为了实现信息传递过程中的信道隔离，在基站中的跨频段基带板和传输板处针对隔离区域进行了分块处理，即针对生产控制大区和管理信息大区的业务传输种类不同，将跨频段基带板和传输板划分为分别与两种大区对应的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板、第一传输板和第二传输板。通过将跨频段基带板和传输板进行隔离设置的方式，保证在基站内实现信息传输的隔离。
基站基于分布式架构，包括BBU(Base Band Unit，基带单元)和RRU(Radio RemoteUnit，射频单元)，两者之间相互分离，传输的是基带信号，可以使用光纤来传输，传输距离一般可达5km以上。在统一核心网融合方式下，LTE230以实现广域、深度覆盖为目标，LTE1800可以在LTE230的覆盖范围内部署，也可以在LTE230的覆盖范围外部署，并重点通过LTE1800覆盖业务集中、数据量大的热点区域(如变电站内视频监控)，从而满足差异化业务接入需求。此外，可以通过在变电站部署BBU，利用光纤将信号延伸到无线网络覆盖盲区附近再部署RRU，从而解决网络的弱覆盖问题。对于地下室、管井等通常无线网络的弱覆盖区域，可以采用无线终端的自组织多跳级联组网方式，实现末端业务节点的灵活接入。
基于实现信息传输隔离的基站，可以实现生产控制大区与管理信息大区业务传输通道的物理隔离。提出跨频段融合无线专网通过空口不同的频率、时隙资源，基站双跨频段基带板、传输板/端口，双跨频段核心网/板卡和物理隔离的SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字序列)通道为不同的业务提供专线通道，实现跨频段多信道传输，并通过APN(Access Point Name，接入点名称)/VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)实现管理信息大区内业务之间的物理隔离。从而解决了现阶段基于单频组网方式建设的电力无线专网尚难同时满足传输带宽、可靠性和网络覆盖范围要求的难题，兼具不同频段无线专网优势，可以同时满足电网高速宽带、低时延高可靠、广覆盖大连接等多业务接入需求。
可选的，在与第一跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有包括采集终端、移动终端的管理信息大区终端，在与第二跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有配电终端、精控终端等生产控制大区终端，不同业务终端之间通过不同频率或不同时隙实现空口接入的隔离。
在实施中，采集终端、移动终端、配电终端、精控终端分别通过不同的无线终端以及RRU接入，其中，RRU230代表LTE230的射频单元，RRU1800代表LTE1800的射频单元。
在基站侧，通过不同的空口接入频率或时隙实现生产控制大区与管理信息大区业务的物理隔离，基站采用双跨频段基带板，并尽可能利用变电站等电网公司自有物业进行建设。在核心网侧，实现核心网在市公司通信机房的地市部署，不同的核心网设备/板卡分别承载生产控制大区和管理信息大区业务。
为了满足多种不同业务对通信速率的要求，本申请提出的传输方法提出在230MHz基础上，结合1800MHz频段组建跨频段融合电力无线专网，在广域覆盖的同时兼顾局域热点地区的高带宽需求，网络同时包含宽带通信终端和窄带通信终端，能够同时支持视频监控等高速宽带、精准负荷控制等低时延高可靠、采集监测等低速广深覆盖等多样化业务终端接入，并实现和电网公司不同业务平台的对接，实现网络的“宽窄一体”与“一网多能”。
图2是本发明实施例提供的异频电力无线专网之间基于统一核心网融合方式的跨频段融合组网架构图。技术原理为：将使用230MHz通信频率的LTE230和使用1800MHz通信频率的LTE1800无线通道在媒体接入控制层及以上统一，基站设计时考虑LTE230和LTE1800无线频率、带宽等不同，采用独立的参数以及调制方式，并采用LTE230和LTE1800不同板卡的设计技术来满足二者的差异化要求。该方式下，LTE230终端和LTE1800终端之间通信非常简便，不需要协议转换过程，并整体具有业务承载效率高、无线专网建设成本低的优点。
可选的，所述同步数字序列通道包括与第一传输板相连的第一板卡，以及与第二传输板相连的第二板卡；
在第一板卡远离第一传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第一核心网，在第二板卡远离第二传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第二核心网。
在实施中，为了实现整个通信过程的物理隔离，设置在基站与跨频段核心网之间的SDH也针对管理信息大区业务和生产控制大区业务被划分为第一板卡和第二板卡。
这里使用两个板卡与基站中的两块传输板相对应，并且两个板卡又分别与跨频段核心网中的两个核心网分别对应，从而实现基站与核心网之间信息传输的隔离。
可选的，在所述第二核心网远离第二传输板的一侧连接有控制平台和精控平台。在所述第二核心网和控制平台之间设有物理隔离路由交换设备。在所述第二核心网和精控平台之间还设有同步数字序列子通道。在第一核心网远离第一传输板的一侧连接有其他业务平台。
在实施中，如图3所示，在第二核心网远离第二传输板的一侧还连接有分别对控制业务进行控制的控制平台以及对精控业务进行控制的精控平台。为了实现第二核心网与控制平台、精控平台的信息隔离，在第二核心网与控制平台之间设有起到信息隔离作用的物理隔离路由交换设备(APN/VPN)。
面向智能配用电终端通信接入网应用环境，并结合成本测算，无线专网适合于业务终端分布密度较为集中、安全性要求高的场景。电力无线专网可以承载的业务类型主要分为电网控制类、信息采集类、移动应用类三种。部分业务通信传输容量大，实时性要求较高，如视频监控、智能营业厅业务等。部分业务通信传输容量不大，但对实时性、可靠性要求非常高，如配电自动化、精准负荷控制、分布式电源监控、主动配电网差动保护等。
部分业务对实时性、传输速率要求不高，但通信数量非常庞大、信息安全需求较高，如用电信息采集、电动汽车充电桩、电网状态监测等。部分业务对移动性、互动化通信能力要求较高，如电力资产全寿命周期管理、移动作业、移动巡检、移动营销、企业管理相关业务等。在第二核心网与精控平台之间还设有基于SDH的同步数字序列子通道，从而实现对多种传输业务的整体控制。
在本实施例提出的多信道传输***中，针对QoS(Quality of Service，服务质量)要求较高的精准负荷控制业务，为其分配专用的时域、频域资源，实现专线通道传输，其他业务则采用共享网络接入方式，由***提供QoS优先级保障。规划LTE230、LTE1800射频单元均可覆盖电网控制类终端(如配电自动化“三遥”、精准负荷控制)，实现更快速、更安全地控制；用电信息采集、电网状态监测等信息采集类终端重点由LTE230来覆盖，满足未来信息采集量更多、频次更高的要求；移动作业、移动营销等移动应用类终端重点由LTE1800来覆盖，满足电网公司各专业、随时随地支撑现场业务(特别是视频监控类高带宽业务)的要求。
跨频段多信道传输基于业务QCI(QoS Class Identifier，QoS参数)优先级实现业务数据流调度，通过为不同业务配置QCI优先级，针对QCI优先级提供网络传输资源保障。首先，根据不同电力数据业务对时延、传输速率、可靠性的不同需求，对网络所承载的电力数据业务进行优先级划分。基站调度时，根据业务QCI优先级来分配时隙、频率资源，优先保证控制类低时延高可靠业务接入。当检测到拥塞时，丢弃位于严重拥塞阈值后的低优先级业务，一方面优先保证了高优先级业务的QoS需求，另一方面缓解了拥塞节点的拥塞程度。在为被丢弃的低优先级业务重新建立传输通道时，综合考虑备选路径的时延与可用带宽，不仅可以保证业务的QoS，且优化了网络资源，均衡了整个无线网络的负载。
本发明提供了跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，所述多信道传输***包括基站，在基站的一侧连接有远端射频模块，在基站的另一侧连接有跨频段核心网，在所述多信道传输***中，还包括：在基站与跨频段核心网之间还设有同步数字序列通道，在跨频段核心网远离基站的另一侧连接有基于交换设备实现物理隔离的业务端口；基站包括均可连接第一远端射频模块和第二远端射频模块的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板，在第一跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第一传输板，在第二跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第二传输板。第一远端射频模块和第二远端射频模块支持的无线射频信号频率范围不同。通过在传输***中全程使用物理隔离方案，解决了现阶段基于单频组网方式建设的电力无线专网尚难同时满足传输带宽、可靠性和网络覆盖范围要求的难题，兼具不同频段无线专网优势，可以同时满足电网高速宽带、低时延高可靠、广覆盖大连接等多业务接入需求。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，所述多信道传输***包括基站，在基站的一侧连接有远端射频模块，在基站的另一侧连接有跨频段核心网，其特征在于，在所述多信道传输***中，还包括：
在基站与跨频段核心网之间还设有同步数字序列通道，在跨频段核心网远离基站的另一侧连接有基于交换设备实现物理隔离的业务端口；
其中，基站包括均连接第一远端射频模块和第二远端射频模块的第一跨频段基带板和第二跨频段基带板，在第一跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第一传输板，在第二跨频段基带板上连接有跨频段核心网连接的第二传输板，第一远端射频模块和第二远端射频模块支持的无线射频信号频率范围不同。
2.根据权利要求1所述的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，其特征在于，在与第一跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有包括采集终端、移动终端的管理信息大区终端，在与第二跨频段基带板连接的第一远端射频模块和第二远端射频模块上连接有配电终端、精控终端等生产控制大区终端，不同业务终端之间通过不同频率或不同时隙实现空口接入的隔离。
3.根据权利要求2所述的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，其特征在于，所述同步数字序列通道包括与第一传输板相连的第一板卡，以及与第二传输板相连的第二板卡；
在第一板卡远离第一传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第一核心网，在第二板卡远离第二传输板的一侧连接有跨频段核心网中的第二核心网。
4.根据权利要求3所述的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，其特征在于，在所述第二核心网远离第二传输板的一侧连接有控制平台和精控平台。
5.根据权利要求4所述的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，其特征在于，在所述第二核心网和控制平台之间设有物理隔离路由交换设备。
6.根据权利要求4所述的跨频段融合电力无线专网的多信道传输***，其特征在于，在所述第二核心网和精控平台之间还设有同步数字序列子通道。
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