第9章ICT及OPLC在智能电网中的应用

第8章ICT及OPLC在智能电网中的应用主要内容：8.1ICT的定义8.2ICT的内涵8.2运营商的机遇与挑战8.4ICT网络模式的关键技术8.5ICT在智能电网中的应用8.1ICT(信息通信技术)的定义当前，信息与通信、自动化、生产、管理等应用日益走向融合，信息网络与通信网络融合在一个网络平台上，实现了数据信息传输、音视频会议、电话、传真、即时通信等多种类型的应用服务，这种新型网络模式称为信息通信技术（ICT，InformationCommunicationTechnology）网络模式。ICT网络模式不仅是业务网络的融合，还带来了产业网络的融合，给各行业的通信与信息网络带来建设、应用、运行、维护全过程的创新。8.2ICT的内涵目前更多地把ICT作为一种向客户提供的服务，这种服务是IT（信息业）与CT（通信业）两种服务的结合和交融，通信业、电子信息产业、互联网、传媒业都将融合在ICT的范围内。ICT服务不仅为企业客户提供线路搭建、网络构架的解决方案，还减轻了企业在建立应用、系统升级、运维、安全等方面的负担，节约了企业运营和管理成本。ICT的内涵(综合信息服务,ICT融合的工业应用)未来的综合信息服务本身将是一个包括传统电信CT业务、IT应用、IT服务等在内的综合服务系统的集成,传统电信服务将不断走向融合的应用,ICT业务将层出不穷。现在电力、石油、石化、铁路等行业都在研究ICT的应用、ICT的融合，ICT对信息化与工业化融合的推动，将会为建设资源节约型和环境友好型社会起着重大作用。8.3运营商的机遇与挑战3G是指将无线通信与互联网、多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3G目前已经在全球得到了广泛的应用，运营商融合IT、CT的业务优势，将最终价值传递给了用户，实现了企业和用户之间的效益递增。运营商通过强强联合，延伸和拓展了电信服务领域，打造出了贯通上下游的综合信息产业链，实现了信息产业链的共赢，给整个社会的信息化建设带来变革。因此，在运营商、企业网、互联网的一体化趋势下，IT与CT的融合给电信运营商提供了一个巨大的市场机遇。3G代表了一个无线移动高速网络时代。运营商的机遇与挑战一些非传统电信行业的公司给电信业又带来了新的冲击。最典型的例子是:苹果公司开发的iPhone手机,以其出色的用户界面在整个手机行业点起了一把火。搜索引擎公司Google开发了基于Linux、开放源代码的平台Android,加入手机操作系统的竞赛。迄今,全球移动用户已超过32亿,互联网用户接近13亿,为移动互联网的发展积蓄了更为巨大的潜能,移动互联网第二浪潮正在到来。8.4ICT网络模式的关键技术国内外新一代ICT网络模式的研究重点主要包括：OTN（OpticalTransportNetwork，光传送网）、T-MPLS（传输多协议标记交换）、ASON、IMS(IPMultimediaSubsystem，IP多媒体子系统)、xPON（无源光纤接入）等先进的有线、无线接入及其演进技术。(光传送技术,智能光网络技术,光接入技术,IP多媒体子系统,4G，PLC电力线通信技术)8.5ICT在智能电网的应用ICT将是数字电网、智能电网的基础。电力信息化将来需要更快更安全更稳定更好的网络，我国正在进行新一代电网企业ICT网络建设的研究。国网ICT网络的建设，将同“后186时代”、“后ERP时代”密切相关。ICT在智能电网的应用国网信息通信有限公司承担了国家电网公司2009年《新一代电力信息通信技术网络模式研究》科技攻关项目。北京邮电大学、华北电力大学、北京信息科技大学、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、部分网省电力公司参加研究工作。该项目共分为16项子课题，由信通公司生产科技部负责项目日常管理，各子课题负责人负责组织相关研究工作。该项目将通过开展多项信息通信技术的研究与测试工作，研究其在电力系统应用中可能遇到的问题，分析并提出新一代电力信息通信网络模式。ICT在智能电网的应用新一代电力企业网络模式的主要应用特点是信息化应用和音视频的应用。视频是IP的全数字高清视频流，不是普通的视频流，视频占有量上来后会对网络提出更高的要求，这实际上就是信息化升级，信息通信网络的更新换代。ICT在智能电网的应用“新一代电力ICT网络，涵盖了广义的NGN，即下一代传输网、下一代交换网、下一代接入网、下一代互联网、下一代无线网。应该从这五个方面综合考虑，构筑新一代电力ICT网络，构成真正安全、高效实用的信息通信网络！”未来的电力ICT网络，将是一个高带宽、IP化、多级QoS保障、提供多种业务的信息通信网络平台。无线通信网络可以作为其有线网络的延伸，提供更丰富、灵活和方便的接入方式，从多方面满足电力ICT网络无线通信的需求。ICT在智能电网的应用3G和4G无线通信技术在ICT网络模式中的应用3G传输速率在支持静止状态下为2Mbit/s，步行慢速移动环境中为384kbit/s，高速移动下为144kbit/s，定位于多媒体IP业务。同时，3G系统对用户均有认证机制，对传输数据均进行加密处理。虽然3G移动通信系统比以往的移动网络有巨大的进步，但是离目前用户对移动通信系统的期望仍有差距。所以，世界各地都展开了4G的研究。ICT在智能电网的应用4G移动通信系统是目前移动通信领域的研究热点，部分国内外专家认为，为了实现4G移动通信，在无线接入网络、核心网和终端技术方面都需要进行深刻的变革。4G的通信速率达到上行50Mbit/s、下行100Mbit/s以上。核心网演进为全IP网络，使用IPv6提供了海量的IP地址，同时提供了4种QoS水平，满足不同业务的服务需求。4G的最大特点是能够在任何地方提供互联网的宽带接入，同时提供信息通信之外的定时定位、数据采集、远程控制等综合功能。4G网络相对于3G网络在信息安全方面有了很多改进。ICT在智能电网的应用4G通信技术与3G及现有通信技术相比，具有通信速度更快、网络频谱更宽、智能性更高、终端兼容性更好等优点。移动通信从3G发展到4G，数据传输速率不断提高，提供的业务向移动互联网、手机电视、视频通话等多媒体IP方向发展，业务种类更多，服务质量更高。ICT在智能电网的应用将无线通信接入和电力通信网络进行统一规划，充分考虑电力业务和信息化和智能化发展的需求，使无线通信技术更好地服务于电力系统，有重要意义。目前关于4G的研究很多，但基于电力系统的应用研究相对比较薄弱，而4G技术在电力信息系统中的理论及应用研究正是一个能带来可观的经济效益和社会效益的领域。ICT在智能电网的应用4G网络相对于2G和3G网络在信息安全方面有了很多改进，设有二层保护：第一层为接入网（E-UTRAN），由eNB和UE提供RRC（RadioResourceControl，无线资源控制）信令完整性保护和机密性保护；第二层为核心网（EPC），由MME和UE执行NAS信令的加密和完整性保护。无线链路和核心网有各自的密钥。ICT在智能电网的应用以下安全措施能够保证接入到电力ICT网络中数据的安全性。1）拥有网络和用户间的双向认证，使攻击者无法伪装成合法用户使用网络服务或窃取合法用户信息，非法基站无法伪装成接入点骗取用户的接入，从而获得用户上传的信息。2）使用安全算法对用户数据和信令数据进行加密和完整性保护。3）eNB和核心网之间有安全联盟，相邻的eNB之间也有安全联盟。4）4G核心网与电力ICT网络间设置防火墙，实现2个网络间的隔离，同时保证网络间传输信息的安全性。ICT在智能电网的应用应急通信在发生灾难、事故等紧急情况下，需要启动应急通信系统建立事故现场的通信。ICT在智能电网的应用ICT在智能电网的应用4GWiMAX、3G无线语音和数据通信都可用于智能电网，它们的特点是：均为双向通信系统，可实现智能电表的数据采集和控制；部署较灵活、方便，通过用户附近的基站就可实现智能电表的无线接入；具有较好的传输带宽，可以实现较高速率的数据传输；无线覆盖面广，可以应用于不具备有线通信条件或有线通信无法满足需求的情况，成为智能电网中有线通信技术的有益补充。目前，国外公司已经展开这方面的应用，美国通用电气公司已经制造了采用WiMAX技术的智能电表，使用的是英特尔的WiMAX芯片。无线通讯将迎来物联网时代。光纤到户虽然我国拥有了世界最大的电力光纤通信网络，但是从总体来看，整体网络布局呈现出“骨干网强、接入网弱”、“高端强，低端弱”的态势。特别是电网“最后一公里“的380V及220V用户接入网光纤化率极低，光纤接入仅占0.14%。与电力线通信、3G等方式比较，光纤到户是解决电网“最后一公里”接入的最理想方式，应该充分利用电网“最后一公里”资源，打造完全的光纤信息通信网。（OPLC）光纤复合低压电缆近日，国家电网公司和中国电信签署了战略合作框架协议，合作推动“坚强智能电网”的建设，在此项合作中，电力光纤到户工程则被看做是着力点.智能电网必须实现光纤到户，实现互动化是建设智能电网的关键目标，OPLC来实现电网与用户之间高速双向互动。什么是OPLC？OPLC即光纤复合低压电缆，就是在传统的低压电缆中融合光单元，是一种具有低压电力和光通信双重传输能力的复合电缆。OPLC主要适用于0.6/1kV及以下电压等级，是解决低压配网、用户网所需要的先进、可靠通信介质。OPLCOPLC通过整合电网资源，避免重复建设，节约大量的管道、金属、塑料等资源，将电力服务、信息服务、社区服务等功能和谐的融为一体。同时，OPLC比传统低压电缆成本增加不到10%，利用OPLC的PFTTH方案比传统的电缆+光缆线路方案建设的综合成本降低40%左右。”