广东电力大客户用电负荷管理系统CDMA通信解决方案

CONNECTTHEWORLDWITHCHINAUNICOM广东电力大客户用电负荷管理系统CDMA通信解决方案2005.08理性扎实奋进可持续主题一、大客户用电负荷管理系统的通信需求分析二、CDMA网络在电力管理系统的应用优势三、基于CDMA网络的电力管理系统组网方案四、大客户用电管理系统一期工程汕头CDMA试点应用情况五、业务资费标准六、项目实施应注意的问题（内部工作安排与要求）理性扎实奋进可持续大客户用电负荷管理系统的通信需求分析1、大客户用电负荷管理系统主要实现的功能负荷控制动态监测用户负荷，为用电政策执行管理提供准确、及时的负荷数据，根据需要通知客户并进行拉闸控制。数据自动采集采集大客户计量点电能量、瞬时量、用电事件、电能质量等供电数据，为电量结算提供准确依据。计量装置监测远程监测电能计量装置运行信息，分析计量故障、窃电等信息，及时发现客户用电异常。供电质量监测电压合格率、功率因数合格率、供电可靠性、谐波的监测分析。统计分析实现各大客户计量点分时电量统计、负荷分析、线损统计与分析等。理性扎实奋进可持续2、电力数据无线传输需求特点数据采集与控制点分布广泛数据采集点与控制点分布在不同的环境与地点，包括城市人口密集地区、偏远地区、甚至地下室等，均要求可与主站建立数据传输通道。多种工作模式的需求根据电力应用系统的管理需要，对应不同的系统功能须以不同的工作模式与主站中心进行通信，要求终端与主站之间建立可靠的数据连接，保证通信畅通。对数据传输的安全、可靠性要求高高安全性、高可靠性是电力生产的基本保障。终端总量巨大为实现电力系统的智能化监测与控制，要进行数据通信的各种电力终端数量巨大，要求承载数据传输的网络须提供足够的容量。工作环境的电磁干扰大部分电力终端都工作在强电磁干扰的环境下，要求移动通信网络可有效抵御强电的干扰。大客户用电负荷管理系统的通信需求分析理性扎实奋进可持续3、主要通信模式需求终端主动发起的数据连接电表数据定时采集和上报告警事件、任务数据主动上报主站发起的数据连接随机召测工作任务指派大客户用电负荷管理系统的通信需求分析理性扎实奋进可持续CDMA网络在电力管理系统的应用优势1、主要应用优势：可靠数据连接的优势CDMA网络对无线数据链路采用一旦连接便加以保护的处理机制，为数据业务提供可靠的连接。当网络资源紧张时，数据业务的通信不会被语音业务抢占而得到通信质量保证。无线数据业务网络覆盖优势优质的语音网络信号覆盖：广东联通经过CDMA三期工程的建设后，省内各地市的CDMA网络已实现良好覆盖，网络整体覆盖已到达与竞争对手旗鼓相当的水平，甚至在部分区域（如边远地区或近海海域等）网络信号更优于对方。更全面的无线数据网络覆盖：除了语音信号覆盖外，广东联通已将全省所有的基站都升级成CDMA1X基站，可提供全网的无线数据服务，真正做到了能打电话的地方就能上网，为部署分散型的电力数据采集应用系统提供了极大便利。理性扎实奋进可持续网络安全性保障优势CDMA网络的军事级安全保密机制－空中安全保障CDMA网络优秀的保密性能源于美国军方对移动通讯技术的安全性要求；迄今，不法分子已可对GSM网络窃听、破解，但对CDMA网络仍束手无策。与互联网完全隔离的全程专线专网－路由安全保障通过1X-VPDN业务，把传输电力系统数据的网络与公网隔离，形成一张封闭的电力私网，有效的防止来自互联网上的黑客攻击。平滑过渡3G网络优势CDMA1X提供向3G网络的平滑升级CDMA1X向3G的演进路线为：CDMA1XCDMA1XEV/DO(DV)CDMA2000，无线网络与核心网皆沿用相同的制式，使其具有良好的向后兼容性，原1X用户可平滑地过渡到3G网络上。GPRS向3G的演进路线为：GSMGPRSEDGEWCDMA，由于在无线接入网部分，GSM/GPRS基于TDMA，所以升级到WCDMA后须更换原GPRS终端，无法为原有用户提供平滑升级。确保电力设备与系统投资价值的可持续性对于电力系统投入大量资金建设的设备与系统，为确保其价值在相当长的时期内仍可延续，它们应能随着移动通信网络的发展，具有良好的可扩展性和可升级能力。CDMA网络在电力管理系统的应用优势理性扎实奋进可持续2、CDMA1X与GPRS网络数据传输特性比较比较项目CDMA1XGPRS传输方式采用分组数据方式，支持终端用户永远在线和按流量计费。也采用分组数据交换方式，并支持永远在线、流量计费等功能。传输速度峰值速率为153.6kbps，实际使用平均在70－90kbps以上。峰值速率为115.2kbps，但在实际使用中，受网络资源等因素的影响，速度仅为20－30kbps。传输时延CDMA1X数据专网的传输时延一般在200－300ms之内，可广泛用于工业自动化的监测、采集等领域，并能满足时延要求极高的实时控制要求。通过GPRS组建的专网传输时延一般在秒级左右，只能用于监测类的应用，难以达到自动化控制中的实时快速响应时延要求。掉线率由于采用了超软切换技术，使CDMA网络在通信过程中掉线率大为降低，同时CDMA网络在信道资源分配上对数据用户的保障，有效防止数据传输过程中掉线。GPRS在防止掉线的技术机制不如CDMA完善，加上本身已承载着庞大的语音用户群，导致在实际应用中掉线率远高于CDMA1X，而且掉线的现象在城市热点地区更为突出。信道资源分配CDMA网络支持语音与数据业务分离的信道资源分配方式，语音用户急剧增长时，也可保障数据用户的通信，直接体现在保证传输速度和降低掉线率等方面。GPRS与GSM网络采用语音和数据共享信道的模式，而且语音优先，当语音话务急剧增加时，有限的网络资源只能优先满足语音用户的需要。CDMA网络在电力管理系统的应用优势理性扎实奋进可持续2、CDMA1X与GPRS网络数据传输特性比较（续）比较项目CDMA1XGPRS射频安全隐患CDMA网络由于采用了连续的调制技术，在通信过程中不会产生脉冲式射频，当工作在周围各种强电设备密布的环境下，不会给其他电器设备造成射频安全隐患。GSM手机或终端模块在通信过程中必须发射脉冲式信号，易与其他电器产生耦合，在特定电场和大气环境中，会引发跳闸、电火花等危及电力设备与人身安全的事故。我国已出现过多起在强电场环境中因使用GSM手机而引发的类似事故。网络容量CDMA网络采用了先进的扩频编码和功率控制技术，在相同的频率资源下，使得CDMA1X网络容量比GSM网络大4－5倍。加上CDMA采用全新的800M频段，频率资源丰富，更极大的扩充了网络容量。GPRS是GSM体制在分组域的增强，GSM采用的900M频率资源在很多地区本来就很缺乏，GPRS是用分组业务，每个用户占用比话音更多的频率资源，导致GPRS的频率资源进一步匮乏，虽有多时隙的改善，但GPRS可支持的用户数量也受到很大限制。网络负荷CDMA1X网络经过三期工程建设后，年底容量将达7000万，目前C网用户尚未到达3000万，充裕的网络资源为工业数据用户提供了广阔的空间。国内运营GPRS业务的GSM网络已承载着过亿的语音用户，沉重的网络负荷极大地制约着GPRS用于数据服务的资源，更难保障大批量数据用户终端上线后的服务质量。CDMA网络在电力管理系统的应用优势理性扎实奋进可持续基于CDMA网络的电力管理系统组网方案1、总体网络拓朴结构图PDSN数据中心VPDN汇接局CDMA短信中心集团短信网关长途交换机防火墙防火墙路由器路由器大客户系统其他服务器大用户系统前置机大用户系统终端无线发射塔大用户系统终端电力公司省联通大用户系统终端专线接入理性扎实奋进可持续2、无线数据虚拟专网通信方案－－1X-VPDN联通网络侧通过专线接入为电力应用提供与其他企业及公网隔离的虚拟专网，从大客户系统终端、CDMA无线网络、到各地电力公司内部建立起全程封闭的安全数据通道；各地联通分公司为当地电力公司提供本地专线接入；各地联通分公司通过长途电路汇接到省公司广州云景机房的VPDN汇接局。电力系统侧大客户系统前置机经防火墙隔离后通过专线接入联通的CDMA分组数据网络；终端用户身份的校验在认证服务器上实现，有利于电力自行管理用户账号、密码等机密信息；大客户系统应用服务器或网管、代理等其他服务器均为用户原有，电力系统侧只需配置VPDN网关路由器与认证服务器即可。CDMA网络在电力管理系统的应用优势理性扎实奋进可持续3、主站发起终端随机召测的实现方案－－短信唤醒联通网络侧电力终端平时处于正常待机状态，释放无线网络资源；地市联通分公司为当地电力公司提供集团短信专线接入；各地联通分公司通过长途电路汇接到广州750机房的集团短信网关。电力系统侧当主站需要召测大客户电力终端时，通过系统前置机向联通的短信网关传送短信唤醒指令；大客户终端收到短信指令后，通过CDMA1X网络建立与主站的数据连接进行通信，任务完成后主动断开连接；终端及大客户管理系统对短信唤醒方式的支持由电力系统集成商完成，具体要求参照省电力向各厂家下发的实现方案（如附件所示）。CDMA网络在电力管理系统的应用优势理性扎实奋进可持续大客户用电负荷管理系统CDMA试点应用情况无线终端在汕头电力的实际运行指标终端上线率：95％以上；数据采集完成率：100％；数据完整性：100％。（50台）平均“唤醒”时延：1分28秒。（50台）批量抄读正向有功电量时间：98秒。上述测试指标，均满足系统应用要求；且比GPRS通信方式实现的指标更好。通过省电力局验收大客户用电负荷管理系统一期工程汕头CDMA项目试点于05年8月10日通过省电力局验收。理性扎实奋进可持续业务资费标准费用项目的组成与资费标准优惠措施减免VPDN端口月租；减免用于短信唤醒的集团短信通信费用。费用项目资费标准本地专线电路租线费用按当地电路租线标准大客户系统终端的通信费用30元包60兆数据流量大客户系统终端的UIM卡费120元/张VPDN端口月租及终端月租费端口月租：1000元/月终端月租：10元/月/终端集团短信下行通信费用0.10元/条