智能配电网的无线通信技术.ppt

1、智能配电网的无线通信技术,无线通信技术,无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。 无线通信技术相对于成熟的有线通信来说，其安全性、可靠性相对较低，但其建设成本低、施工难度小、扩展灵活，在无线传输数据加密技术日趋完善的今天，无线通信技术已成为配网自动化中主要应用的通信技术。,Wireless Communication,无线通信技术种类,数字微波,卫星,3G,WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA,3G:WiMax,Zigbee/Wi-Fi,无线通信技术,数字微波通信DIGITAL MICR

2、OWAVE COMMUNICATION,数字微波通信digital microwave communication,微波的定义 微波是一种电磁波，从广义上讲。频率范围为300MHz300GHz,微波通信使用的频率范围通常是2GHz38GHz。我国的数字微波通信已有2、4、6、7、8、11GHz各频段的设备。 根据微波传播的特点，可视其为平面波。 平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，电场和磁场分量都是与传播方向垂直的，所以称为横电磁波。 微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息。,数字微波通信DIGITAL MICROWAVE COMMU

3、NICATION,数字微波通信digital microwave communication,数字微波通信DIGITAL MICROWAVE COMMUNICATION,数字微波通信digital microwave communication,数字微波通信建立在微波通信 与数字通信的基础上。 调制方式采用数字调制方式的微波通信称为数字微波通信。 数字微波通信指利用微波携带 数字信息，通过在大气中传输的一种通信方式，是基于时分复用技术的一类多路数字通信体制。可以用来传输电话信号，也可以用来传输数据信号与图像信号。,数字微波通信digital microwave communication,时分

4、多路复用技术（TDM） 时分复用是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。在时分复用系统中，发送端将时间域划分为若干段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在周期性的TDM帧中占用固定序号的时隙，每一时隙只有一路信号占用信道。TDM也称为同步时分复用。,Company Name,数字微波通信DIGITAL MICROWAVE COMMUNICATION,数字微波通信digital microwave communication,数字微波通信调制方式,未经调制的数字信号叫做数字基带信号。由于基带信号不能在高频的无线微波信道中传输，必须将基带信号变换为频带信

5、号的形式，即用基带信号对载波进行数字调制。数字微波中常用相移键控(PSK)和正交振幅调制(QAM)。,A*COS(Wc*t +),Company Name,数字微波通信digital microwave communication,幅度,频率,相位,相移键控（PSK）:用数字基带信号改变载波的，Wc和A不变。载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变，通常用相位0和180分别表示“1”或“0”。PSK有较强的抗干扰能力。 正交振幅调制（QAM）:改变载波和A，Wc不变。,1.传送的信号是按照时隙位置分列复用而成的统一数字流，具有综合传输的性质。,技术特征,2.利用微波信道来传送信息，拥有很宽的通

6、过频带，可以复用大量的数字电话信号，可以传送电视图像或高速数据等宽带信号。,数字微波通信digital microwave communication,Company Name,数字微波通信系统,交换机,用户终端,数字微波通信digital microwave communication,数字微波通信digital microwave communication,用户终端：直接为用户所使用的终端设备，如自动电话机、 电传机、计算机、调度电话等。 交换机：这是用于功能单元、信道或电路的暂时组合以保证所需通信动作的设备，用户可通过交换机进行呼叫连接，建立暂时的通信信道或电路。这种交换可以是模拟交换

7、，也可以是数字交换。目前，大容量干线绝大部分采用数字程控交换机。 数字终端机：其基本功能是把来自交换机的多路信号变换为时分多路数字信号，送往数字微波传输信道，以及把数字微波传输信道收到的时分多路数字信号反变换为交换机所需的信号，送至交换机。,Company Name,数字微波通信系统,交换机,用户终端,数字微波通信digital microwave communication,数字微波通信digital microwave communication,数字微波站型 按工作性质不同，可分为：枢纽站，分路站，终端站和中继站等。微波通信需每隔50km左右设置中继站。,Company Name,调制数

8、字基带信号到微波频率，同时接收微波信号解调出数字基带信号。,数字微波通信digital microwave communication,数字微波站型：,在信号性能恶化之前接收信号，判决识别，清除干扰噪声，调制到微波频率继续传输。,终端站,中继站的一种，除中继站任务外，完成上、下话路或线路分支任务。,中继站,分路站,枢纽站,有两个以上方向的上，下话路的微波站则称之为数字微波枢纽站。,Company Name,数字微波通信digital microwave communication,微波通信,兼具两者特点,Company Name,数字微波通信digital microwave communic

9、ation,优势与不足,数字微波通信digital microwave communication,2011-12-29 国家电网报 近日，辽宁省大连市长海县新一代数字微波通信系统成功开通，为电力系统通信提供了保障。 长海县是东北地区唯一的海岛县，海域辽阔，地处边防要地。受海上传播等条件影响，当地电力通信信号衰落，已不能满足经济社会发展的需求。大连供电公司十分关注该地区电力通信难的问题，将此作为今年农网改造升级的重点，多次派出专家到当地了解情况、分析原因、制定方案， 并报请辽宁省电力有限公司立项、批准实施。 新一代数字微波通信系统采用目前国内最先进的DMR-5000数字通信系统，将彻底解决长海

10、地区电力系统通信容量低、速度慢、信号不稳等问题。目前，大长山岛至皮口微波站、广鹿岛至大长山岛新一代数字微波系统已开通。预计到2012年，长海地区各主要岛屿上的光纤通信系统将建成，届时，该地区电力信息化应用、营销现代化、管理现代化及调度自动化的通信将得到保障。,无线通信技术种类,数字微波,卫星,3G,WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA,3G:WiMax,Zigbee/Wi-Fi,无线通信技术,卫星通信satellite communication,概念： 卫星通信是指设置在地球上的无线电通信站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或者反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通

11、信是在微波中继通信的基础上发展起来的。,卫星通信satellite communication,卫星通信系统 由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。,Company Name,空间段：以通信卫星为主体，主要是对 发来的信号起中继放大和转发的作用。,地面段：包括所有的地球站，地球站通过地面网络或者直接连接到用户终端，主要是将发射的信号传送到卫星，再从卫星接收信号。,卫星通信satellite communication,静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体，是将通信卫星发射

12、到赤道上空 35860 公里的高度上，使卫星运转方向与地球自转方向一致，并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期（ 24 小时），从而使卫星始终保持同步运行状态。故静止卫星也称为同步卫星。静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。因此，在静止轨道上，只要等间隔地放置三颗通信卫星，其天线波束就能基本上覆盖整个地球（除两极地区外），实现全球范围的通信。目前使用的国际通信卫星系统，就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。 移动通信卫星可以是全球性亦可以是区域性，全球性的采用中、低轨道卫星区域性的采用静止轨道通信卫星。,卫星通信satellite

13、communication,特点： 与其它通信手段相比，卫星通信具有许多优点： (1)电波覆盖面积大，通信距离远，可实现多址通信。在卫星波束覆盖区内一 跳的通信距离最远为 18000 公里。覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接，进行即时通信。 (2)传输频带宽，通信容量大。卫星通信一般使用 110 千兆赫的微波波段，有很宽的频率范围，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路，提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道，还可传输好几路电视。 (3)通信稳定性好、质量高。卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间，属恒参信道，传输损耗小，电波传播稳定，不受通信两点间的各种自然环境和人为

14、因素的影响，即便是在发生磁爆或核爆的情况下，也能维持正常通信。 (4)机动灵活。地球站的建立不受地理条件的限制，可建在边远地区、岛屿、汽车、飞机和舰艇上。 (5)成本与距离无关。地面微波中继系统或电缆载波系统的建设投资和维护费用都随距离的增加而增加，而卫星通信的地球站至卫星转发器之间并不需要线路投资，因此，其成本与距离无关。,Company Name,卫星通信satellite communication,但卫星通信也有不足之处，主要表现在： (1)传输时延大。在地球同步卫星通信系统中，通信站到同步卫星的距离最大可达40000km，电磁波以光速（3108m/s）传输，这样，路经地球站卫星地球站

15、（称为一个单跳）的传播时间约需0.27s。如果利用卫星通信打电话的话，由于两个站的用户都要经过卫星，因此，打电话者要听到对方的回答必须额外等待0.54s。 (2)回声效应。在卫星通信中，由于电波来回转播需0.54s，因此产生了讲话之后的“回声效应”。为了消除这一干扰，卫星电话通信系统中增加了一些设备，专门用于消除或抑制回声干扰。 (3)存在通信盲区。把地球同步卫星作为通信卫星时，由于地球两极附近区域“看不见”卫星，因此不能利用地球同步卫星实现对地球两极的通信。 (4)存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。,Company Name,卫星通信satellite communication,平顶山供电公司

16、配电网通信试用卫星 2012年8月23日，河南平顶山供电公司安装的基于北斗卫星通信的智能配网系统6个终端进入试运行阶段。智能配网北斗卫星通信系统通过对现场运行的开关设备进行实时在线监测，将数据定时主动上传到后台分析处理，能够实现用电负荷监测、电能质量分析、远程遥控分合闸、故障自诊自愈等功能，可提高对配电网进行在线智能化监控与管理的水平，使配电网运行安全、可靠、优质、高效。该系统的安装使用，将有效提升平顶山配电网自动化及安全运行水平，为打造坚强智能配网奠定基础。 信息来源：国家电网报,Company Name,卫星通信satellite communication,天津电力公司应急卫星通信系统进入测试阶段 2012年8月15日，天津市电力公司应急卫星通信系统正式进入测试阶段。系统预计8月底开始试运行，12月底前完成验收。 从2011年8月底开始立项的应急卫星通信系统具有机动灵活、布局合理、规模适度的特点。它根据天津