电力应急通信解决方案

电力应急通信整体解决方案

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目录

1、背景概述........................................................3

L1背景.......................................................3

1.2现状.......................................................3

1.3现存问题...................................................4

1.4工作思路与预期目标.........................................5

2、整体方案........................................................6

2.1网络架构...................................................6

2.2方案组成..................................................7

2.3组网模式..................................................9

3、系统功能........................................................13

3.1核心技术..................................................13

3.2系统优势..................................................14

4、主要产品........................................................16

4.111£基站....................................................16

4.2专网双模智能机............................................18

4.3中继设备..................................................20

4.4调度平台..................................................23

4.5VPN路由器.................................................24

4.6卫星天线..................................................26

5、设备清单.......................................................28

1、背景概述

1.1背景

平安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预防的，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治理设备,致使抢修指挥中央无法及时、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,指挥调度中央也无法与抢修点之间实时沟通，工作效

率低，平安系数也大大降低.

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水平.应急通信为各类紧急情况提供及时有效的通信保

证,是综合应急保证体系的重要组成局部,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

面枳仅占国土的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：

2021年-2021年福建电网受灾户数

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根底设施

的潜能，通过增强网络自愈和故障恢复水平来提升其应急通信保证水平，建设机

动灵活、平安可靠、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

终端图像质量到达高清标准.

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.以现有通信资源为根底，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

由指挥中央卫星设备、车载卫星设备、终端设备组成.

地面拈卫工实诲总•周度指捋

通信，I即塔吉、根顿卫星©传

指挥中央卫星设备由Ku频段宽带卫星接收天线、天线限制器组成.

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，上下行速率可到达3Mb/s.对现有海事卫星、铉星定位

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、高清楚的动态视频图像、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，上下行速率可到达

3Mb/s,传送图像质量可到达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央监控大屏上，辅以天线

限制器对终端用户进行集群治理.

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.

I

4G无线

专网覆盖

具备公网办公图传

2G话音业务高清会议

(1)会议系统

会议系统提供视频入以及图像治理.

(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央站系统,方便

中央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正确解决方案.

(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平安接入、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、单兵设备三局部组成.

抢修人员装各

支持异频组网

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,利用低频段绕射水平和穿透

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、远程监管限制功能.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个用户数据同时在线使用.

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40Kn).

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，北斗通信模式轴助使

用.

指场

亚洲7号

应含通信

应用层Ttr-一・三基站

(,)■■卜，

终谛层

三星传知时

（无缝）

IL11II

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.

解决区域信号屏敝、质差问题，由通信小组步行覆盖.

在组中任何一台设备作为EPU也

翼供PBU和

科5其提供RRU、

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T20dbm区域，部署便携式基站，增强基站小区边缘输出增

益.

应_1急通

应急通信

T三在基

车基站.

应用层

无浅

堂兵设备无人机基站

■7

链路层

无线

便携基站

便携基站

IIii

终端层

襁.1

n«1Aiii

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

源池化治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、天空间三个维度统一，大幅提升

无线网络的环境适应性、和传输水平.

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:

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

议提供根底数据支撑.

3.资源池化治理机制

系统利用资源池化理论，实现了网络治理负载均衡，通过综合因素判断和路

径拥塞算法均衡节点间的负载，提升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

采用高效链路捕员算法,将单跳时延限制在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239nls，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.高平安

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，

保证了信息平安不泄露.

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央,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Rerouteflow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.

7.长续航

手持机电源在连续视频调度的情况下，可以支持3-4个小时，单兵设备电源在

满负荷发射情况下工作2-2.5个小时,均支持220V与48V电源设备供电.8.干扰

监测

一体化基站与便携式基站都支持手动配置频点、手动监测，预防与其他行业

无线专网产生同频干扰.

9.多制式兼容

专网和公网互连,LTEandLMR网络之间自动切换以保证和系统/指挥中央保持

不间断的连接和通信.

4、主要产品

4.1LTE基站

一体化基站

EPC、BBU、RRU一体集成，启动快速、维护方便.

编号工程性能

1产品属性TD-LTE

2产品形态车载、挂墙

3频率范围400MHz/L4/L8GHz

3工作带宽5/10/15/20MIIZ

4供电功耗交流~220v；直流-48V；?300W

5载波数1

6接口数量2个GE

7传输速率上行30Mbps/s、下行30Mbps/s

8拓扑结构星形、链形

9重量<18kg

10尺寸400mm(L)*306nun(W)*160mm(H)

便携式基站

EPC、BBU、RRU一体集成，启动快速、携带方便.提供移动环境下无线覆盖.

主要技术指标:

编号工程性能

1产品属性TD-LTE

2产品形态车载、挂墙

3频率范围400MHz/L4/L8GIIz

3工作带宽5/10/15/20MHz

4供电功耗交流~220v；直流-48V；?300W

5载波数1

6接口数量1个GE

7传输速率上行30Mbps/s、下行30Mbps/s

8拓扑结构星形、链形

9重置<12kg

10尺寸400min(L)*306mm(W)*160mm(H)

4.2专网双模智能机

采用先进的LTE无线通信体制芯片为核心处理器，窄带(PDT/DMR/MPT1327集群和

常规)与宽带(3G/LTE/WIFI)无缝兼容.

主要技术参数;

宽带规格

尺寸166毫米X76毫米X35.5毫米（高X宽X厚）

重量500g

电池/平均使用时间7.4V4000mAH锂聚合物/10小时（5/5/90模式）

CPU/内存/存储4核1.2Ghz/lGDDR2/4GEMMC(最大支持32G外置存储)

摄像头/闪光灯800万像素自动对焦+200万像素前置/2颗

屏幕4口寸FWVGA防刮擦全触摸屏

音频高功率扬声器,双忖葭降噪技术

近场无线互联技术WiEi+BT+NFC

LED多色智能提醒

操作系统NOS2.0兼容Android4.4

2G网络GSM/GPRS/EDGE900/1800Mhz

3G网络TD-SCDMA1880-1920/2021-2025Mhz/WCDMA2100Mhz

4G网络TD-LTE2.6/2.3/1.9Ghz或1.4Ghz/l.8GhzTD-LTE

传输速率下行100Mbps/上行50Mbps

专网Band61(1.4G),Band61(1.8G),

TD-LTE50Mbps/100Mbps(上行/下行)

窄带规格

专网操作模式PDT/DMR/MPT1327集群和常规

信道容量IK

频段350-390Mhz/400-470Mhz

声码器AMBE++/NVOC

环境规格

工作温度范围(-30℃)/+60℃

存储温度范围(-40℃)/+85C

冲击和震动Mil-STD-810C/D/E/F/G

盐雾MIL-STD-810C/D/E/F/G

静电防护等级IEC61000-4-2(Level4)

防水防尘IP67

GPS

捕获灵敏度•T30dbm)

冷启动<60s

热启动<10s

水平精度<10m

其他

WiFiIEEE802.llb/g/n

4.3中继设备

CPE设备

满足室外极端条件下工作,提供MIFI的功能，将LTE信号转化为WIFI信号.同

时提供4口以太网接口，可选择接入大功率的AP作为增强WIFI的方案，也可安装

在无人机上.

7

主要技术参数:

编号工程性能

1产品属性室外型CPE

2频率范围400\1400\1800MIIz

3工作带宽5/10/15/20MHZ

4接收通道2天线

5发送通道1天线

6电源DC12V/AC220V

7尺寸305nun(L)*225mm(W)*36mm(H)

8重量<8Kg

9供电功耗交流~220v；直流-48V；?300W

10载波数1

11接口数量1个GE

12传输速率上行50Mbps/s、下行150Mbps/s

13拓扑结构星形、链形

14重量<5kg

15传输标准WiFi802.llb/g/n

2X2SU-MIMO

单兵设备

实现车载节点、固定节点、便携节点混合组网,链路自动发现，自组织、自配

置、自修复，开机后10秒可完成自动形成多通道、多频段多方向智能自组织网络.

节点可通过有线接入广域网，实现远程的监管限制，传输所需的视频、

话音、文件数据.笔记本或者可通过节点扩展的WIFI接口接入网络，实现

本地局域网的治理限制.主要技术参数:

无线接口1

1-100Mbps（20MHz带宽）

传输速率1-50Mbps（10MHz带宽）

1-25Mbps（5MHz带宽）

载波频率300-800MHz,2.4GHz,5.8GHz

调制方式DSSS/OFDM

单信道带宽5MHz/10MHz/20MHz

23dBm（不加功放）

最大发射功率

33dBm（加功放）

-95dBm（20MHz带宽，1Mbps）

最高接收灵敏度-97dBm（10MHz带宽，1Mbps）

-98dBm（5MHz带宽，1.5Mbps）

天线接口N型连接器

无线接口2

1-100Mbps（20MHz带宽）

传输速率1-50Mbps（10MHz带宽）

1-25Mbps（5MHz带宽）

载波频率300-800MHz,2.4GHz,5.8GHz

调制方式DSSS/OFDM

单信道带宽5MHz/10MHz/20MIIz

23dBm（不加功放）

最大发射功率

33dBm（加功放）

-95dBm（20MHz带宽，1Mbps）

最高接收灵敏度-97dBm（10MHz带宽，1Mbps）

-98dBm（5MHz带宽，1.5Mbps）

天线接口N型连接器

平均转发延时（异频组网）

单跳小于2ms

转发节点切换平均时间

切换时间Is

网络接口

以太网2X10/100Based-r/Tx,防水RJ45

电源

输入电源DC-14.4V3A

内置电池100WH（14.4VDC）

6W@300MW发射功率

平均功耗

30W@2W发射功率

机械特性

尺寸20.5cmX8.3cmX26.3cm长X宽X高

设备净重3.5kg

防水等级IP66-防雨淋

环境特性

工作温度-30°C〜+60°C

储存温度-40°C~+70°C

湿度95%（无冷凝）

加密方式

加密类型AES158/AES256/WAPI（可选）

网络治理

远端治理云管控软件,SSH

软件升级支持本地及远程升级

可选设备

1块

GPS或北斗接收模块1

1块

5.8GWIFI模块1

4.4调度平台

调度平台是能够与各种业务系统高度集成，提升指挥调度的智能化和自动化

水平.系统多种创新特性能够适应新形势下跨地域、多部门协同调度，己经在国内

的铁路、机场、港口、石化、电力、煤炭、军队、公安、消防、应急通信等众多

行业得到了广泛应用.

调度功能：单呼、组播、会议、强插、强拆、监听、禁话、转接、代答等；集群

对讲；视频调度；文字指令；语音通知；分级协同调度；多语言支持；数据

日志存储；动态分组治理：用户分级治理；支持可选加密通信.

4.5VPN路由器

：：□□□u□-n

主要功能：

1.采用64位网络专用处理器，128MBDDRII高速内存，可实现LAN-WAN间数

据百兆线速转发.

2.支持IPSecVPN无缝连接公司总部和分部网络,轻松实现效劳器资源共享；

支持PPTP/L2TPVPN效劳器/客户端模式，方便出差员工或分支结构远程平安接入

公司网络.

3.支持基于用户组和时间的上网行为管控,可有效管控多达60多种网络应

用；同时支持黑白名单机制，针对不同用户分配不同权限,保证关键用户的正常使

用；提供上网行为审计软件，可实时记录和审计员工上网行为，企业网络治理更简

单：禁止网页提交，限制员工登录各种基于网页的论坛、微博、邮箱等发表信息，

预防企业敏感数据外泄；支持过滤文件扩展类型，可方便地过滤内嵌在网页中的

各种小文件，预防病毒、木马等通过这些小文件侵入企业网络，危害网络平安.

4.提供IP与MAC地址自动扫描及一键绑定功能,能够同时绑定内外网主机的

IP与MAC地址信息，有效预防内/外网ARP攻击；支持内/外网攻击防护功能，可有

效防范各种常见的DoS攻击、扫描类攻击、可疑包攻击行为.支持基于MAC地址的

过滤功能,有效阻断非法主机的接入.

5.支持智能带宽限制功能,可针对网络中每一台主机进行双向带宽限制，避免

上行回传速度慢的问题；提供基于中的连接数限制功能，可限制每一台主机的连

接数占有量，预防少数用户过度占用连接数，保证游戏、上网、聊天、视频语音等顺

畅进行.

6.支持PPPoE拨号接入认证功能,可为内网用户分配上网账号，只允许提供合

法账号并通过认证的用户使用网络,从而有效限制内网用户的上网权限，支持最多

256个用户.

主要技术参数

编号工程性能

1产品属性专用处理器

2产品形态框内安装、背负便携

3产品主频14477467MHz、17857805MHz

4工作带宽550MHz

51个10/1OOMWAN口

接口数量

4个10/1OOMLAN口

6传输速率2457.6Mbps

7功耗<300w

8天馈＞10kA电源＞20kA

防雷要求

9工作温度(-40oC〜55oC)

4.6卫星天线

由车载KU频段卫星天线、天线限制器ACU、PC端监控软件、卫星机组

成.KU频段卫星天线需安装应急通信车顶规格为0.3*0.3*0.3米,天线限制器ACU

安装在车内19寸标准机框内.

主要技术参数

编号工程性能

1产品属性卫星专用天线

2产品形态室外安装

3水密等级IP67

4工作频段12.5GHz

6接口数量2个10/100MLAN口

7发射功率37dbm

8功耗<100w

9天馈＞10kA电源＞20kA

防雷要求

10工作温度(-20°C〜55。C)

11可靠性2500h

12定时精度100ns

13定位精度50m

14定位通信成功率95%

15发射EIRP低仰角5dbw,高仰角9dbw

5、设备清单

序号类别型号主要技术参数以及功能单位数量

1：提供一体化基站

2：可选集成EPC功能

3：工作频段1447-1467MHz

1基站4：发射功率为10W*2套2

5：双工方式为丁口口，支持上下行时隙可

调

6：理论速率支持下行100Mbps,上行

50Mbps

1：支持频段为1447段为7Mhz

2全向天线套4

2：10dBi增益

1：提供一体化基站

2：可选集成EPC功能

3：工作频段380-430MHZ

3升空型基站4：发射功率为5W*2套1

5：双工方式为丁口口，支持上下行时隙可

调

6：理论速率支持下行100Mbps,上行