泛在电力物联网首先是物联网,现有4G网络已经能

作者:美高梅手机版

泛在电力物联网首先是物联网,本质是由 ICT 技术构建的物联网在电力行业的具体应用落地,因此它的网络架构与典型的物联网架构没有本质区别,也是有感知层、网络层、平台层、应用层。

业内对于无线专网与无线公网规划如何衔接的担忧仍在。现在的确很矛盾。一位国网人士说,5G商用化面临实际性能达不到理论值、价格偏高等问题,运营商难以在短期内大规模铺设5G网络。由于覆盖半径较小,5G基站的布点密度会远大于4G,相应的同等服务范围内的建设或租用成本要高得多。

从商业层面看,5G 当前商业前景最明朗的是 MBB 类业务,流量变现的商业逻辑是 4G 的惯性发展,商业模式相对成熟。同时,由于 5G 频段的高频属性,决定了 5G 的初期部署会是在人流密集、流量热区覆盖解决热点流量的吸纳变现。而普遍覆盖的「体验打底」「覆盖打底」功能,当下的公网会在相对比较长的时间内继续发挥作用并持续进行商业变现,行业泛在物联所需要的「广覆盖、低功耗、低速率」等特点恰恰是当下公网天然所具有的。

技术演进催生需求升级。物联网浪潮之下,旨在连接电力用户及其相应设备的泛在电力物联网战略,自然离不开与之相适配的通信技术的支持,同样也绕不开基于5G技术解决方案的前瞻性研究。

现实角度来看,不存在一种可以包揽所有连接环节、承载所有业务的通信技术来完成泛在物联网的「网络层」使命。但是,不同连接技术在不同场景发挥价值的同时,特定场景不同连接技术的相互渗透甚至平滑取代会始终伴随着泛在电力物联网建设的整个历史进程。

他提到5G对于AR/VR在异地多人场景下的意义,例如两个省级电力公司需要实时共享操作,由于涉及远程传输对时延要求敏感,延迟太长,异地传输就没有意义了。如果是基于5G的传输速度,时延理论上可以从零点几秒缩短到零点零几秒。

一种是用自有频率自建专网

不过受到早期国内无线通信技术发展滞后的局限,当时电网只能通过租用电信运营商的GPRS和CDMA服务来实现语音等基础数据采集,更高级对带宽要求更高的传输功能难以满足。

但一个基本面的判断是,当下的公网、专网以及未来的 5G 公网等无线网络都将会在「泛在电力物联网」的网络层找到各自的定位,并且随着公、专网各自的发展以及泛在电力物联网建设进程的推进,「空、天、地」一体化通信网中的各种无线网络必将呈现一个动态变化和持续调优的局面。

主要还是看电网的业务诉求,从宽带、时延、接入用户数几个维度看有没有一定需要5G技术。一位华为的无线通信专家告诉eo,够用就好,不用过涉及。过涉及的话,反而有点为了5G而5G。

其次,配用电终端的无处不在、点多面广的地理分布特点,决定了配用电领域的物联从技术性考量到经济性考量都挑战巨大,最后一公里的泛在物联成为电力物联网发展到现在的最大一处留白,也只有通过海量终端的全时空连接,实现规模数据的统一、贯通,才可能真正发挥出电力物联网的「比特驱动瓦特」这一根本应用价值。

此后五年,电网范围内多个省市开展了一系列230Mhz电力无线专网的验证工作。在浙江嘉兴、福建晋江,进行了230Mhz频段使用载波聚合技术开展数据监控及配网调度通信试验,并最终在2017年6月通过工信部验收。

公众陆地移动通信技术的特长是连接最后一公里,可以充分发挥在「面状覆盖」连接场景的天然经济性,一个基站,连接一片。就电力物联网而言,其网络层的无线通信技术选型通常不外乎有两种:

华为、中兴推出了针对泛在电力物联网的通信网解决方案,并打出5G是海量配用电末端设备泛在连接的重要选项的标语。尽管5G的大规模商用尚需时日,相关技术也有待验证和测试,而且由于处在起步阶段,5G的相关费用仍未有明确标准。不过现场工作人员向eo表示,愿与电网共同探索5G商业场景的落地。

因此,5G 元素的引入以及 5G 网络的商用化推进,能否改变当下电力无线专网的应用前景,让泛在电力无线物联网的技术选型研判、投资建网节奏决策变得清晰明了还有很多工作要深入开展,而且这些工作也将会影响包括电力在内的所有无线专网相关的千行万业。这个课题将会在很长一段时间内成为热点和焦点。

终端通信接入网是电力骨干通信网络在配用电环节的延展。电力无线专网的研发与规划思路,起于2009年坚强智能电网建设时期。

第二是 5G 公网,

2018年8月31日,工信部发布《关于调整223-235Mhz频段无线数据传输系统频率使用规划的通知》。工信部明确调整230Mhz频段使用规划,以支持和满足电网加快新一代宽带无线系统与能源互联网战略建设的频段需求。

其次,5G 公网的技术进步可能无法完全解决当下公网存在的所有缺憾。

一年后,国家电网公司对于增补230Mhz频段的申请迎来最终敲定。

如前所述,泛在电力物联网的感知层、和网络层建设是首要任务;电力物联网发展至今,配用电领域的最后一公里「泛在」物联既是战略重点,更是建设难点,成为了电力物联网进一步发展的最大拦路虎。而配用电终端「点多面广」的天然地理分布特点,决定了无线通信技术必将闪亮登上电力物联网之「网络层」的舞台,而且,随着物联泛在化的持续走入深水区,无线通信技术在「泛在、经济、灵活」的优势会日益凸显,无线技术的地位势必会与日俱增,越来越重要。

电力界与通信界的联合研究工作早已启动。国家电网公司与中国电信、华为共同编写了《5G网络切片使能智能电网》的报告,并于2018年1月发布。去年6月,南方电网公司与中国移动、华为又联合发布了《5G助力智能电网应用白皮书》。

针对当前的「泛在电力物联网」,实则是一个「广义」的物联,所谓广义是因为要连接所有能源生态圈的物和人。因此,从这个角度看,当前已经实现了人口良好覆盖的无线公网会天然有他的用武之地,比如电网公众客户的连接就天然会是公网承载,用户自费。

租用5G公网,看起来是顺应浪潮的选择,但需要跟随电信运营商的步伐被动布点;建设电力无线专网无疑能让电网拥有更大的主动权,无论是更大程度保障数据安全,还是业务增值的考虑,但230Mhz能在多大程度能满足今后物联时代数据传输的需求存在不确定性。

其中,未见国家有为运营商以外的民生行业发放 5G 频谱计划;而在电网公司现有有频谱上部署标准的 5G,由于频谱带宽有限、低频段无法支撑 Massive MIMO 技术的产业化,5G 技术最重要的频谱大带宽和空口多天线优势无法发挥价值,5G 技术在低频段的全面应用效果和价值值得商榷。随着国内 5G 公网试点商用的到来,争辩的焦点就集中在了 5G 公网能否一改当前公网所具有的那些「缺憾」。

配电自动化、精准负荷控制、大数据信息采集、分布式电源控制等等功能是电力界公认的几个5G应用潜在场景。输变电线路的无人机巡检、AR/VR在电力领域的应用也被视作5G下的典型应用,不过在5G牌照正式下发之前,这两项业务已经有所开展。换句话说,通信技术并不直接影响前述两项业务的存在,但对业务今后的迭代方向会起到引导作用。

问题在于,这些增强技术能否完全解决电力通信网的独立组网、安全隔离要求。如果针对高安全可靠要求的电力业务通信网络资源都是独占、预留分配。那意味着在 5G 公网里面要独立出来一个 5G 电力专网来独享并长期占用。这个课题就演变成为技术逻辑可行,商业逻辑能否闭环的问题,而且技术逻辑可行的前提是 5G 的覆盖已经能达到电力物联的无处不在的泛在要求。

基于专用频段进行定制化的设计产品,从配用电环节提供泛在、可靠、高效接入是非常好的。江苏、福建做了很多试验,所有的业务传输试验基本上是可以解决的。孙德栋说。

电力无线物联网的技术走向分析

230Mhz电力无线专网的研发应运而生。2009年,中国普天率先研发了适应于230Mhz频段的LTE230系统,主要面向电力、石油等行业为其提供无线通信需求。2012年,在工信部无线电管理局组织的230Mhz频段管理与技术创新研讨会上,基于230Mhz频段对于智能配电网的应用创新路线获得认可。

总之,通过无线通信,把数字世界带入能源生态圈中的每个人、机、物,构建万物互联的智能世界、使能能源行业互联网转型的精彩大戏,必将会在全面推进、加快建设「泛在电力物联网」的带动下,大踏步跨入到一个崭新的华彩乐章。

美高梅手机版游戏,通常认为,高宽带、低延时和海量连接是5G通信技术的三大特点,与此同时5G网络切片技术在垂直领域的应用同样颇受关注。今年4月,国网南京供电公司与中国电信江苏公司、华为共同完成了以真实电网为环境的电力切片测试,这也是全球范围内第一次实现基于最新标准5G SA网络的测试。

安全、可靠是电网的生命线,电网从诞生之初就与安全息息相关。而随着政治经济环境的变化和电力生产与消费变革的到来,对电网安全和可靠性提出了更高的崭新要求。比如电力调度数据网要使用独立的网络设备组网,生产控制大区与管理信息大区之间要横向物理隔离等。5G 技术在加密、切片隔离、认证、防 DDOS 攻击、安全证书等方面进行了全面的增强。

泛在电力物联网的概念,是在2019年3月两会期间首度引发大范围热议的。由此促发的通信领域的响应步伐也极为快速。

泛在电力物联网概念的提出,让无线通信网络看到了史无前例的历史性机遇;5G 元素的引入又给电力通信网的无线技术路线选取提出了新的课题。

230Mhz专网与5G公网如何共存

然而 5G 的到来,又让这一场公专之争引入了新的变量和不确定性。而破解的钥匙就是 5G 的到来,能否改变公网、专网各自在技术可行和经济可行两方面较量,能否改变公网和专网在安全、可靠、经济、灵活、泛在五大特点上的角逐。

电信运营商的规划与电网规划无法同步,是无线公、专网并行使用的另一大原因,也是此前坚持铺设专网的原因。按照国家电网公司的构想,要在2021年完成泛在电力物联网初步建设,并在2024年全面建成泛在电力物联网。然而,电信运营商的5G规划未必能踩点满足泛在电力物联网的进度节点需要。

一时间,国家电网公司部门组织调整,A 股市场相关概念股全线涨停。从全球视角看,中国这一轮的电网以及信息化投资也将进一步引领全球。

彼时,国内刚刚步入3G时代,通信技术首次实现从追随到突破,距离后来4G时代世界水平并跑还差了四年。

从技术层面看,5G 当前已经冻结的协议版本是解决大带宽 eMBB 场景的需求,而针对泛在电力物联网最为关切的 mMTC 和 uRLLC 物联网应用场景协议冻结要在 2020 年以后,5G 的物联场景产品成熟、网络部署直到可以支撑「泛在」物联支撑全面业务承载,短时间内会比较难以达成。

与此同时,2014年旧首推4.5G战略的华为在2018年10月的IOT-G 230Mhz使能全业务泛在电力物联网产业论坛中,又推出了基于4.5G技术的IOT-G 230Mhz电力无线专网解决方案。今年4月,华为发布基于ASIC芯片的230Mhz商用终端模组eM600,该模组的定位正是为电力行业行业及泛在电力物联网建设量身打造的。

中国当前手机用户数超过 15 亿,固定电话用户数不到 2 亿,这个数据的对比演绎了「无线通信技术」在进行「人」的信息连接历史进程中的地位反转。

根据上述人士当时的介绍,仅2019年和2020年,国家电网公司规划的基站数量为2500座以上,终端接入数量在10万个以上。

泛在电力物联网的网络层

2017年,国网信息通信产业集团牵头组建了中国无线电协会专网产业联盟,联盟成员包括华为、普天、中国信通院在内的55家企业。该联盟旨在进一步制定电力无线专网的企业于技术标准,并联合研发创新应用。国家电网也正式确定了接入网建设电力无线专网的战略。

首先,5G 公网的部署进程可能难以适应泛在电力物联网的「加快建设、全面推进」战略。

蓝图中电力物联网的打造,到底在多大程度必须用到5G网络?

泛在电力物联网理念的提出是继以往智能电网建设后,对电网信息化、智能化、互联网化下一阶段发展的系统构想,泛在电力物联网建设必将是一个长期的、复杂的系统工程。

当然在不少业内人士看来,5G没办法这么快就跑起来,每个用户独享宽带可能还需要等个几年。与此同时,也有业内人士提示,部分电力设备不能完全暴露在高频段环境下,可能会受到电磁干扰而影响使用。

无线专网进入电力行业视野,是因为智能电网发展至今,公网在安全、可靠、经济、灵活、泛在等物联方面无法与电力物联网的进一步发展相适应,比如公网的覆盖投资逻辑是基于「公众」人的逻辑,哪里人多有流量就覆盖哪里,比如公网的安全可靠逻辑是要优先保障支撑主要收入来源的大流量变现,这些内在逻辑与电力物联网发展的要求存在天然的水土不服。

这是近期业界时常谈及并有所争议的话题。我觉得以当前的数据量,对5G没有那么大的需求。不少电力业内人士持此保留意见,现有4G网络已经能满足不少电力物联网功能,5G不是必要条件。一位通信界人士则干脆公开表示,只有1%-5%的物联网应用是基于5G或者依赖于5G。

一种是租用通信运营商的公网

对方举例提到,中国商飞就明确了十大5G应用场景,想得非常清楚。电网有哪些业务必须要用5G专网承载,是需要研究的。

在物联网连接的技术选型研判要从技术实用性和经济可行性两方面开展,而决定「二性」的关键要素是连接对象的空间分布特点和连接性能的指标要求。那么,泛在电力物联网要连接的有发、输、变、配、用、调、经营管理所有环节甚至供应商和其设备。

如今成熟普及的4G和测试阶段的5G公网,以及基于4.5G的230Mhz电力无线专网,均是电网建设末端接入网的可选项。以无线网络替代有线光纤布局接入网已是共识,但无线公网与无线专网兼有利弊。

今年三月以来,泛在电力物联网无疑成为能源圈甚至投资圈的劲爆热点,实现 C 位出道。国家电网将加快推进泛在电力物联网的建设作为当前最紧迫、最重要的任务,泛在电力物联网与坚强智能电网两大基础设施相辅相成、融合发展,进而使能国家电网公司「三型两网、世界一流」的能源互联网转型战略落地。

外界的担忧在于,一是为打造电力物联网所产生的新建、改造、租赁及运维等成本,是否会伴随计入输配电定价成本而加重购电用户的负担;二是是否存在为了5G而5G的情况发生。

泛在电力物联网概念的另一个关键词是「泛在」,要求连接无处在、信息及时送达、数据全面共享。而电力物联网走到今天,「泛在」就具有了非常鲜明的时代感。为什么说有时代感?

一位服务于电力行业的AR/VR技术开发人员告诉eo,在现有局域网之下,AR/VR基本可以在本地实现无延迟,但这并不意味着5G技术成熟后不会衍生出更高级的需求。目前受技术限制发展不快,一是远程控制有延迟,二是识别率不够。如果有更好更成熟的技术,功能拓展肯定会有跟进。

本文由美高梅网上注册平台发布,转载请注明来源

关键词: