电网通信论文范文

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1.1智能电网通信技术

实现智能电网的前提条件是实现通信技术的智能化，进一步实现各种不同信息相互之间的联系，通过这样的一个智能化通信系统可以建立一个高度的智能电网。也就是说集成度高、灵敏性好，双向快速反应的通信系统是智能电网实现的基础，缺少这样的通信系统的支持，也就无从谈起电网的智能化。因此要建设智能电网，我们首先就必须的建立这样的通信系统。

1.2参数量测技术

在智能电网基本的组成部件中参数量测技术显得尤为重要，智能电网中的各项数据信息可以通过先进的参数量测技术获得，这些信息可以在智能电网的各方面使用。智能电网中使用的是智能固态表计，智能固态表计的好处与作用是可以使电力公司与用户进行很好的双向通信技术，提高包括功率因数、相位关系（WAMS）、电能质量、表计损坏、设备状况和故障的定位、线路负荷、变压器和关键元件停电确认、电能消费、预测和温度等数据。

1.3高级的电力电子设备

目前的电能损耗比较严重，其中电力电子设备的使用是其中原因之一，落后的电力电子设备会损耗相当多的电能。而要提高电能的有效利用率的措施之一便是对电力电子设备的改善。高级、先进的电力电子设备可以为用户提供高质量的电能，提高电能的利用率，能满足各种不同的电力需求。高级、先进的电力电子设备设备技术，可以极大地提高输配电系统的性能，提高功率密度和电力生产的效率。高级的电力电子设备有着重要的作用在发电和输电以及配电、用电的过程中。

1.4先进的电力电子技术

有关研究显示先进的电力电子技术的节能效果可达10%～40%，对电能的控制和变换不在采取传统的方法，而是采取更先进的电力电子器件进行变换和控制。电力电子技术的不断发展，为电能的控制和变换提供了硬件条件。目前对电力系统运行要求的不断提高，导致电力电子技术大范围的应用于电力系统发、输、配、用等各个环节。当前电力电子市场上出现了SVC为基础的柔流输电技术；高压变频电气传动技术；新型超高压输电技术；智能开关同步开断技术和静止无功发生器、动态电压恢复器的电力技术等。

二、智能电网的展望

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一、概述

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。

二、无线技术介绍

（一）无线通信技术的概念

目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

（二）无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。

总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。

三、无线技术优劣分析

（一）WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

（二）WiMax技术分析

WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。

（三）WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。

（四）3G技术分析

3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

（五）LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。

（六）MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。

（七）集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。

（八）点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。

（九）卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。

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1电力通信网的安全问题

（1）隐私性：电信系统的发展与完善，扩大的运行用户的数据资料的信息对于电信系统十分重要。大多指由于电力企业的疏忽而出现秘密侦测导致电力通信网络通信内容的泄露，出现一些关于电网、经济信息、高层对话信息的侦听，会让整个用户网络出现危机，同时也侵犯了用户的隐私。（2）可运用性：电力通信网电力系统延时与可靠的性质要求，促使电力系统在传输数据的时候相对于普通网更加及时。也因此在数据传输的过程中更容易受到外界的攻击，使安全防护更难实施，对于数据的可运用也出现了极大的漏洞[3]。（3）完整性：系统、过程、数据时电力通信网完整性的重要组成部分。凡是发生了对信息篡改却并未被系统检验出来的情况从而造成损失，完整性将遭到了破坏。在电网通信中的具体活动中，是指通过特殊方法没有被管理的系统检测到部分变电站SCADA数据被篡改，从而导致整个电网工作不能顺利开展而造成巨大损失。（4）身份认证的保护：在当前的电力通信网络中，身份认证已经成为了通信安全运行的首要方法与重要的措施，其最大的目的是证实通信方信息的真实性，来有效的预防比如一些未在、攻击或者篡改，保证整个电力系统网可以顺利地传导信息，也可以保证命令执行的有效性。（5）电力通信的可信性：全社会创新科技的口号带动着电力通信网络的不断发展，也不断鞭策整个电力通信系统对于创新安全的认识，在原来通信方式的基础之上在根据实际实现稳定中求发展，循序渐进向更加完整的电力系统迈进。在形成更加完善、发杂、科技性提升的电力系统之前，应该让系统已经存在的安全隐患逐一解决，加强每一个电力系统网的子网络的安全保障，才能保证系统报告的安全性目标，实现可信性的电信系统环境，将电力通信的安全问题落实到实处[3]。

2有关于电力通信网络的安全体系的探究

电力通信技术的提高所取得成果同时也伴随安全问题的出现，在电力通信的安全方面存在的问题比如缺乏统一的安全防护的标准、对于安全防护的提前认知与规划方面、对于安全防护准确的评估标准、对于支撑网与接入网的安全防护措施、物理防护手段的缺乏，这些都是实际的电力通信的运转过程中，阻碍其进入正常工作状态，因此要针对不同的网络安全问题作出相应的安全保护策略。在安全防护方面，很多是以企业的防护标准与规范为基准来要求，而真正以电力通信网的安全防护为标准的相比较而言少之又少。企业自制的安全防护标准具有较大的局限性，不能够将其标准运用于整个电力系统网络。因此要时时刻刻以电力系统网络的安全防护标准去做好安全问题。在安全防护提前认知与规划方面，电力通信网因做好对于安全防护工作科学合理的规划，有效的组织与管理使其正常的安全运营。在安全防护准确的评估标准方面，不断地完善对于电力通信网的安全防护的评估方法，做到科学准确的去评估电力通信网络的安全防护。在支撑网与接入网安全的防护中，应该加大对于支撑网与接入网的重视，全面的做好安全防护的措施，让电力通信安全网的安全性的到保障。在物理防护方面，加大对于物理的防护，在做好通信设备安全与业务保障安全的同时，也要注意物理的安全防护。以上几个方面是对于电力系统安全防护的解决，除了做好对于安全防护的预防，也要根据实际的情况注意做好各个方面的管理工作。在管理方面主要包括人员管理、密码管理、技术管理、数据管理、信息管理五大方面。为了保障电力通信的安全，着手管理电力通信网络的工作人员，定期培训工作人员的专业知识，进行讲座培养工作人员的积极性与责任感，防止网路机密的泄露。同时也要管理好电力通信网络的密码，避免一些常规的默认密码。对于技术方面，最基础的安全防护技术室基准，将目前的网络安全技术综合利用。在数据管理方面应提前备份好数据信息，做好有关数据出现问题的防护。在以上问题保证的情况下，也要做好对于信息设备的保护，以防出现意外安全问题。

作者：马明峰 单位：内蒙古电力有限责任公司阿拉善电业局

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二、重大事件分析———以基础电信业为例

本文拟根据网络通信企业用户间粘度的特点，结合电信业重大的、具有标志性事件的梳理，根据中国移动（以下简称“移动”）、中国联通（以下简称“联通”）、中国电信（以下简称“电信”）三大电信企业的营运数据及财务报表中的数据进行整理，通过数据分析和整理，研究得出用户间粘度的影响因素。

（一）网内外区别定价

所谓网内往外区别定价，是指运营商对己方用户间和其他用户间通信收费采用不同定价的方式，移动和联通分别于2002年下半年与2012年采取了网内外差别定价（见表1），并对两个关键时间点的单月用户增长量进行了数据拟合分析。（见图1、图2）1．市场情况，包括市场占有率和市场饱和程度。2002年占有市场绝对优势的移动率先提出进行网内外差别定价，而联通属被动应战，移动正是利用了市场占有率大的优势，通过网内外差别定价，增加用户间的粘度，对占有率低的企业形成沉重的打击。而10年后，逐渐壮大的联通推出了“随意打”，可以看出联通的此次做法，使用户增长量得以提升。同时比较2002年和2012年两次区别定价事件的背景可知，用户间粘度同样与市场饱和度有关。在市场尚未饱和的情况下，区别定价会对用户选择产生明显的影响；而市场饱和度较高后，区别定价对规模较为稳定的平台产生的影响较小，而对规模较小的平台则产生明显的排挤效果。2．资费。网内外差别定价对于消费者而言，最大的表现就是资费的差异，即通信企业通过网内的低资费，将用户锁定在自己的平台内，而这其中，转换成本也是用户必须考虑的因素。在用户规模较大的平台上，区别定价会使用户综合资费水平大幅下降，同时也会吸引新的用户选择本平台以及吸引较小平台用户转向此平台。因此区别定价的形成，建立了一个相对封闭平台，通过价格来形成壁垒，使网内外沟通产生不便。

（二）电信行业的重组改革

我国电信业发展的几十年，政策下的重组改革仍是影响电信业的关键事件，每次改革都是对市场进行重新洗牌，对于用户间粘度有重大的影响。我国的电信行业经历了大致四次重组改革，具体事件和影响如表2所示。本文重点分析了2008年的合并重组，对于2008年8月－2010年2月的单月用户增长量进行了数据的拟合分析，结合关键事件的分析得出以下影响用户间粘度的因素。1．市场情况，包括市场占有率和市场定位。以2008年的重组为例，由于电信原先的用户规模要大于网通，而联通虽然吸收了网通，但由于CDMA的出售，在市场占有率上大幅下降，对其用户增量在重组后一段时期也呈现了下降的趋势。而电信在重组后因其准确的将市场定位在南方，并加速CDMA与原有南方小灵通用户的整合，这一准确的市场定位使得电信在整体市场占有率相对较低的情况下反而在南方市场取得了相对优势，用户增长量有非常明显的提升。2．服务情况。从2008年电信重组中可以明显看出，联通和电信在实现全业务覆盖后，其后续的市场表现明显优于没有获得固网经营资格的移动。其原因就是联通和电信在后续致力于移动网络和固定网络的融合，使得用户在同网通信、缴费和用户体验上面得到很大的提升，同时也带来了巨大的用户增长规模。

（三）飞信业务的兴起

2007年，移动上线飞信业务，原本旨在即时通讯领域与腾讯QQ一较短长，但其推出的飞信用户可以向移动用户免费发短信的服务，迅速成为飞信服务的杀手锏，使得飞信为移动拓展了大量的用户群。免费短信业务，实质上是一种变相的网内外区别定价，即移动用户之间可以通过飞信互发短信完全免费。飞信软件由原先设计的IM软件变成了移动的附属业务，因而从原先设计的自主发展变成了与移动相互依靠发展。虽然联通和电信紧随其后，也迅速推出自己的“飞信”，但联通沃友和电信天翼Live的宣传力度和投入都远远不及移动飞信，飞信业务的特点与影响如表3所示。本文通过分析飞信业务的特点及影响，以及对2007年5月移动推出飞信业务后的用户增长量与联通进行了对比，得出影响用户间粘度的两个因素：1．资费与服务。从飞信的特点可以得出，飞信业务的推出大幅降低了用户间的沟通成本，满足现代年轻人使用即时通讯的使用习惯。同时变相满足用户群发短信的需求，降低了群发短信的门槛。资费的降低和服务的提高促使飞信为移动带来大量的忠实用户，飞信诞生两年后移动便有接近两亿的用户规模，约占移动用户总量的70％以上，从图4的移动用户增长量可以明显的看出效果。2．平台的开放程度。飞信是具有很强排他性的服务，它是服务于移动用户，并且为移动用户提供的增值服务，属于移动的一部分。即使2013年飞信开放对联通、电信用户注册的限制，但并未完全开放其服务。飞信中打通客户端与手机间的免费短信业务并未对联通、电信开放，因此联通、电信用户若要使用飞信，除非保持客户端永远在线或用户愿意额外支付短信费用，否则仍然会有通信障碍，这在很大程度上也促使一部分联通、电信用户转而使用移动。

（四）3G与4G牌照的发放

2009年和2013年，国家向移动、联通、电信三大运营商发放了3G和4G牌照，具体情况如表4所示。通过对3G和4G牌照的发放情况的分析，结合3G牌照发放后移动、联通、电信用户增长规模情况，可分析出影响用户间粘度的以下两个因素：1．技术创新。电信和网络通信行业都有很强的技术创新性，并因此为用户带来更优质的使用体验和通信质量。从3G与4G牌照发放的影响分析，新技术的应用确实能够带来一部分敢于尝鲜的人群，并有机会将这部分人群转化为忠实用户。这部分人群急于利用新技术来提高通信质量和水平，并将这种体验转化为对企业的态度，用口碑和实际行动为企业带来新的用户。2．技术成熟程度。通过3G和4G的评价以及3G推广后各运营商用户增长规模分析可知技术成熟度是影响用户间粘度不可忽视的因素。对于技术不够成熟的TD－SCDMA，移动在3G运营之初的成绩单明显不如拥有成熟技术的联通和电信，当TD－SCDMA频繁遭遇信号覆盖不够、语音质量降低、支持终端太少的问题时，也使移动失去了很多新用户，尤其是高端用户，在用户抱怨新技术不能满足其基本使用时，移动在3G新用户间的粘度也没有做强。