McWiLL技术及其在电力系统中的应用.ppt

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1、 McWiLLMcWiLL及其在电力系统中的应用及其在电力系统中的应用华北电力大学华北电力大学 通通信信技技术术研研究究所所McWiLLMcWiLL及其在电力系统中的应用及其在电力系统中的应用及其在电力系统中的应用及其在电力系统中的应用第一部分第一部分:蜂窝无线通信系统简介蜂窝无线通信系统简介第二部分第二部分:SCDMA:SCDMA移动宽带接入技术简介移动宽带接入技术简介第三部分第三部分:McWiLLMcWiLL(SCDMA V5)(SCDMA V5)在电力系统中的应用前景在电力系统中的应用前景NCEPU NCEPU 第一部分第一部分蜂窝无线通信系统简介蜂窝无线通信系统简介NCEPU NCEP

2、U 蜂窝蜂窝蜂窝蜂窝无线通信无线通信无线通信无线通信系统系统系统系统的的的的概念概念概念概念引入蜂窝概念是无线移动通信的重大突破；蜂窝系统通过控制发射功率使得频谱资源在一个大区的不同小区间重复利用，以此来增大系统的容量。NCEPU NCEPU 蜂窝蜂窝蜂窝蜂窝无线通信无线通信无线通信无线通信系统系统系统系统的发展的发展的发展的发展第一代：模拟蜂窝系统：欧洲的TACS和北美的AMPS；第二代：数字蜂窝系统：欧洲的GSM和北美的IS-95；GPRSGPRS（General Packet Radio ServiceGeneral Packet Radio Service）通用分）通用分组无线业务组无

3、线业务：以分组技术为基础的数据传输系统；第三代移动通信系统标准 IMT2000：是以支持移动多媒体通信为目标，多个标准并存：欧洲和日本的WCDMA方案，北美的CDMA2000方案，中国CATT提出的TD-SCDMA方案。NCEPU NCEPU 第第第第三三三三代蜂窝系统：代蜂窝系统：代蜂窝系统：代蜂窝系统：IMT-2000IMT-2000过渡情况过渡情况过渡情况过渡情况北美北美欧洲欧洲IS-95AIS-95BIS-95CCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM+EDGEWCDMA普通分组数据业务普通分组数据业务高速电路交换数据高速电路交换数据GSM增强数据率增强数据率N

4、CEPU NCEPU 第第第第三三三三代蜂窝系统：代蜂窝系统：代蜂窝系统：代蜂窝系统：TD-SCDMATD-SCDMA时分复用、时分双工，软件化、智能天线、同步时分复用、时分双工，软件化、智能天线、同步CDMA CDMA 技术技术8个时隙，正、反向信道各4个时隙每个时隙16个地址码可变的双工信道速率采用16QAM和非对称传输支持2Mb/s速率语音传输：8kb/s扩频切普率：1.1136Mc/s信道编码：语音为3/4卷积码NCEPU NCEPU 1G1G（AnalogAnalog）2G2G（DigitalDigital）3G3G（IMT2000IMT2000）3G 3G（LTE/AIELTE/A

5、IE）2.4GHz2.4GHz5.8GHz5.8GHzWLANWLAN高速高速WLANWLANWPANWPANWiMAXWiMAX802.16e802.16eIMT-advancedIMT-advanced4G4GCDMA2000 EVDOCDMA2000 EVDOTD-SCDMA/HSPATD-SCDMA/HSPAWCDMA/HSPAWCDMA/HSPAIS95/CDMA2000-1x/GSMIS95/CDMA2000-1x/GSMAMPSAMPSETACSETACSJTACSJTACSNMTNMTRFIDRFIDZigBeeZigBeeMANetMANetPANPAN802.11a/g/b

6、802.11a/g/b14.4kbps14.4kbps144kbps144kbps384kbps384kbps50Mbps50Mbps100Mbps6bit/Hz6bit/Hz。单扇区数据吞单扇区数据吞吐量吐量120Mbps/20120Mbps/20MHz MHz 预研预研SCDMA V1SCDMA V1基于基于SCDMA SCDMA V5V5版本空口基版本空口基本特征，支持本特征，支持多媒体数字集多媒体数字集群业务群业务研发研发固定无线接固定无线接入，语音业入，语音业务，简单的务，简单的固网延伸固网延伸已退市已退市McWiLLMcWiLLNCEPU NCEPU 什么是什么是SCDMA-SCD

7、MA-McWiLLMcWiLL？McWiLL:Multi-carrier Wireless information Local Loop 是宽带无线接入 ：15Mbps吞吐量/载频 支持移动性 ：120km/h的移动性能 支持非视距传输 ：支持室内覆盖 支持大覆盖 ：城区13km，最大20km定义定义固定McWiLL移动便携全IP架构，全面支持固定、便携以及移动模式下的话音、数据、视频和多媒体业务，并可以支持多媒体调度业务功能NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL主要技术参数主要技术参数工作频率范围：1785MHz 1805MHz/400MHz410MHz占用带宽：5MHz/载波双工

8、方式：TDD（时分双工）周期：10ms多址方式：CS-OFDMA/TDMA扇区数据净吞吐率：最大15Mbps/扇区，三扇区联合可达45MbpsNCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL频率资源频率资源SCDMASCDMA专用频段专用频段1785-1805MHz1785-1805MHz，该频段在全世界该频段在全世界范围内可用并且与范围内可用并且与ITUITU的第三代频率规划不冲突的第三代频率规划不冲突microwavemicrowave1.9-2.3G1.9-2.3G2G2GFDD wireless accessFDD wireless access1.96-1.981.96-1.98Mi

9、crowaveMicrowavecommunicationcommunication1.7-1.9G1.7-1.9G1.7G1.7G1.8G1.8G1.9G1.9GGSM1800GSM18001.71-1.7551.71-1.755GSM1800GSM18001.805-1.8501.805-1.850SCDMASCDMA1.7851.7851.8051.805FDDFDD1.921.921.981.982.112.112.172.17TDDTDD2.012.012.0252.025补充补充2.32.32.42.4MSSMSSFDD wireless accessFDD wireless ac

10、cess1.88-1.91.88-1.9DECT&PHSDECT&PHS1.9-1.921.9-1.92CDMACDMA1.945-1.961.945-1.96CDMACDMA1.865-1.881.865-1.88F Fu ut tu ur re e u us sa ag ge eCCu ur rr re en nt t u us sa ag ge eTDDTDD1.881.881.921.92补充补充FDDFDD1.7551.7551.7851.785补充补充FDDFDD1.851.851.881.88附：国内频率使用情况NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL vsvs WiMA

11、XWiMAX适合在专网中应用的无线宽带接入技术还有与第三代移动通信技术并列的WiMax技术;与国外WiMax技术相比，McWiLL技术是我国自主研发，具有完全知识产权；具有支持高容量、广覆盖、低成本的语音业务，以及高带宽数据业的特点，因此成为电力通信专网的首选技术。McWiLLWiMaxNCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL产品：基站产品：基站基站：最大发射功率2W;采用8阵元智能天线技术;99.999电信级可靠性；板卡热插拔设计;最大净吞吐率：15Mbps5MHz扇区天线扇区天线全向天线和塔放全向天线和塔放NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL终端系列终端系列终端的系列化

12、促进了业务和应用的多样化McWiLLMcWiLL终端终端CPECPE无绳终端无绳终端车载终端车载终端桌面电话桌面电话手机手机/PDA/PDAIADIAD模块模块便携便携CPE123CPE123CPE623CPE623PCMCIA112PCMCIA112E68E68MEM113MEM113MEM800MEM800ePST165ePST165ePST665ePST665ePST135ePST135ePST635ePST635eAMT101eAMT101eAMT601eAMT601MZ1104AMZ1104AMZ1104CMZ1104CW118W118E688E688W606W6068 8大系列、大

13、系列、6464款、自由款、自由选择选择NCEPU NCEPU 行业定制的终端产品行业定制的终端产品SCDMA/DVB-TSCDMA/DVB-T双模双模机顶盒机顶盒NCEPU NCEPU CPE IPIP网络网络网络架构：宽带数据业务网络架构：宽带数据业务OSS(EMS/SHLR/STBC)BASBSBOSSAAAInternetPCMCIA卡视频编码器 摄像头CPEIPIP视频服务器业务平台业务服务器MEMRTU传感器数据采集和监控调度服务器NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL技术特性技术特性5MHz带宽分个子载波群，每子载波群为1MHz，每子载波群有128个子载波。f f1MHz

14、1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz5MHz5MHz16161616161616161616161616161616f fs(1)s(1)s(2)s(2)s(N)s(N)码码1 1码码2 2码码N NNCEPU NCEPU 时间频率子载波群子载波群子载波群子载波群子载波群时隙1 时隙2 时隙3时隙5 时隙6 时隙7时隙4时隙8业务信道时隙1MHz5MHz的总信道数是1658/2=320。8个OFDM数码(symbol)137.5ms5MHz带宽上下行共安排640个子信道。系统的TDD周期为4:4时，上下行分别有320个子信道。除去广播信道、接入信道等开销，共

15、有300个子信道可以承载用户数据。McWiLLMcWiLL技术特性技术特性NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL的技术优势的技术优势1.话音数据一体化的多业务综合接入;2.高容量:单基站容量最高可达15Mbps净速率;单基站可容纳12000个用户同时在线;单基站可并发处理300个语音信道;3.非视距覆盖能力强:系统具有良好非视距传输能力，可同时实现室外和室内环境的良好覆盖。非视距和室内覆盖方面领先于其它宽带无线接入产品;4.覆盖范围广:基站最大覆盖半径可达20km，400MHz系统覆盖半径可达3050km。NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL的技术优势的技术优势5.支持同

16、频组网拥有频率资源，并支持同频组网，适合大规模组网F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F2F2F1F1F2F2F1F1F2F2F3F3F1F1F3F3F1F1F3F3F1F1F3F3F2F2F3F3F1F1F2F2F3F3F2F2F3F3F1F1F1F1F2F2F1F1F1F1F2F2F2F2F2F2F1F1F2F2F1F1F1F1F1F1F2F2F2F2F2F2F1F1F2F2F1F1F2F2F2F2F1F1同频组网双频组网三频组网F2F2NCEPU NCEPU

17、 McWiLLMcWiLL的技术优势的技术优势6.独享的频率资源系统具有独享的17851805MHz和400MHz频段的频率资源，是目前可分配的、最适合宽带无线接入系统的频段。7.安全性好终端认证策略，透明支持端到端的安全策略支持各种VPN技术，适合于企业、行业和其它有安全要求的部分的应用8.自主知识产权，可以更加灵活地定制各种业务特定的应用中，自主知识产权的设备可以省去“后顾之忧”，可以满足需求的多样化和差异化9.终端产品形式丰富，可进行二次开发或集成。NCEPU NCEPU 10.10.简约的扁平化简约的扁平化全全IPIP网络架构网络架构传统移动网络构架传统移动网络构架 InterneIn

18、ternet tSSSSSSSSGGSNGGSNSGSNSGSNRNCRNCNBNB更高的可靠性更高的可靠性更低的传输时延更低的传输时延端到端可管理、可维护性端到端可管理、可维护性降低网络建设和维护成本降低网络建设和维护成本InterneInternet t路路由由器器GWGWBTSBTSMcWiLLMcWiLL网络架构网络架构SSSSSSSSMcWiLLMcWiLL的技术优势的技术优势NCEPU NCEPU 第三部分第三部分McWiLLMcWiLL技术在技术在电力系统中的应用前景电力系统中的应用前景NCEPU NCEPU 一一一一.电力通信网现状电力通信网现状电力通信网现状电力通信网现状生产

19、自动化网络生产自动化网络视频会议网视频会议网电话网电话网光纤光纤/SDH/PDHSDH/PDHMIS/OA/ERP 网网ATM 网网部分通道由微波补充实现部分通道由微波补充实现传输网交换网IP网网营销自动化网络营销自动化网络业务NCEPU NCEPU 电力通信网层次结构电力通信网层次结构 业务业务ServicesServices数字专线数字专线PSTNPSTNIP IP 网网宽带交换网宽带交换网ATMATM电路交换电路交换circuit switchingcircuit switching数据包交换数据包交换DatagramDatagram虚电路虚电路Virtual circuitVirtua

20、l circuit分组交换分组交换Packet switchingPacket switching模拟 Analog/频分复用 FDM时分复用和数字交叉连接时分复用和数字交叉连接 TDM/DXCTDM/DXC数字数字 Digital/Digital/准同步和同步数字系列准同步和同步数字系列 PDH/SDHPDH/SDH电缆CablesCables光缆光缆OpticOptic微波微波MicrowaveMicrowave卫星Satellite其它 媒体媒体 Media Media 传输信道传输信道 TransmissionTransmission channel channel 交换技术交换技术

21、SwitchingSwitching technologytechnology 网络网络 NetworksNetworksPCM:RS232PCM:RS232E&ME&M自动化自动化继电保护继电保护行政电话行政电话远程抄表远程抄表ERP负荷控制负荷控制视频监控视频监控营销自动化营销自动化视频会议视频会议生产、调度通信部门生产、调度通信部门行政、信息部门行政、信息部门电力营销部门电力营销部门无线无线230M230M数传电台数传电台NCEPU NCEPU 二二二二.电力通信网存在的问题电力通信网存在的问题电力通信网存在的问题电力通信网存在的问题配电通信网的建设一直是困扰着广大电力通信工作者的难题；

22、建设一个电力专用无线配电通信网络？开关TVFTU 城区配网上无合适的通信方式(一一)配电通信网的建设问题配电通信网的建设问题NCEPU NCEPU (二二)雪灾与地震后的思考雪灾与地震后的思考人类社会已经进入高风险社会各种突发事件随时可能发生应把非常态管理置于常态管理之中NCEPU NCEPU (二二)雪灾与地震后的思考雪灾与地震后的思考:备用通信与应急指挥通信备用通信与应急指挥通信备用通信系统的建设应该建设一套基于无线的备用通信系统：点对点微波+点对多点无线接入应急调度指挥通信方案抢修现场的视频采集和调度指挥：点到多点无线宽带接入NCEPU NCEPU 三三三三.McWiLLMcWiLL电力

23、无线宽带解决方案电力无线宽带解决方案电力无线宽带解决方案电力无线宽带解决方案PCMCIA卡PDA电力移动宽带电力移动宽带移动OA移动ERP移动MIS移动视频会议MEMRTU传感器城城区区配配电电网网通通信信远程抄表负荷控制配电网自动化CPE移动售电营业所联网电力移动营销电力移动营销 I P I P 网络网络BASBSIPIP网络业务平台网络业务平台Internet网络管理系统网络管理系统各业务服务器调度服务器视频服务器BS可移动视频可移动视频 集群电话集群电话电力应急指挥通信电力应急指挥通信工程抢险线路巡视应急通信保障农农村村电电网网通通信信农 网自动化移动语音农村售电电力无线备用通信电力无线

24、备用通信行政语音视频监控数据采集宽带接入车辆定位高压线路视频监视其它应用其它应用无线调度NCEPU NCEPU 电力应急通信的几种情况电力应急通信的几种情况1.迅速恢复故障线路的主要通信；2.故障抢修现场与指挥中心的联络；卫星？微波？其它？3.抢修现场的调度指挥通信；对讲？数字集群？其它？4.故障点的多媒体数据采集；单兵？其它？（一）电力应急指挥通信（一）电力应急指挥通信NCEPU NCEPU SCDMASCDMA与卫星通信结合与卫星通信结合:完美的应急通信解决方案完美的应急通信解决方案 I P I P 网络网络网络管理系统网络管理系统应急指挥中心应急指挥中心数字集群语音调度数字集群语音调度现

25、场指挥现场指挥现场办公现场办公IP应急通信车+基站现场视频传输现场视频传输NCEPU NCEPU SCDMASCDMA与微波通信结合与微波通信结合:经济的应急通信解决方案经济的应急通信解决方案 I P I P 网络网络网络管理系统网络管理系统应急指挥中心应急指挥中心数字集群语音调度数字集群语音调度现场指挥现场指挥现场办公现场办公IP现场视频传输现场视频传输点对点微波应急通信车+基站NCEPU NCEPU SCDMASCDMA就近接入有线网络就近接入有线网络:应急通信的简易方案应急通信的简易方案 I P I P 网络网络网络管理系统网络管理系统应急指挥中心应急指挥中心数字集群语音调度数字集群语音

26、调度现场指挥现场指挥现场办公现场办公IP现场视频传输现场视频传输电力通信专网变电站应急通信车+基站NCEPU NCEPU 已有已有SCDMASCDMA网络情况下网络情况下,就近接入能工作的网络基站就近接入能工作的网络基站:应急通信的最简易方案应急通信的最简易方案 I P I P 网络网络网络管理系统网络管理系统应急指挥中心应急指挥中心数字集群语音调度数字集群语音调度现场指挥现场指挥现场办公现场办公IP应急通信车+直放站现场视频传输现场视频传输电力通信专网变电站NCEPU NCEPU 无论是配电自动化还是营销自动化等需求侧管理，都离不开通信网的支持。配电通信网配电通信网实现了中心站与远方站之间的

27、信息交换。中心站通信终端通信终端FTUDTU居民抄表居民抄表考核抄表考核抄表负荷控制负荷控制TTU配电通信网配电通信网现场总线（二）城区配电网通信（二）城区配电网通信NCEPU NCEPU 配电网通信系统的应用情况配电网通信系统的应用情况负控开关负控开关台区电表负荷管理终端电台公网GPRS通道居民电表远程集中抄表终端居民电表居民电表GPRS Modem230M电台无线信道电力通信塔移动通信基站移动通信机房230M电台主站前置机前置机服务器其它工作站负控工作站配变监控工作站专线DDN/ASDL/ISDN配电自动化终端FTUTTUDTULAN终端终端信道信道主站主站系统系统RS232暂无合适的通信

28、方式暂无合适的通信方式NCEPU NCEPU McWiLLMcWiLL一次性解决配电网通信问题一次性解决配电网通信问题电力通信塔SAC及网管服务器其它工作站负控工作站配变监控工作站LAN终端终端信道信道主站主站系统系统McWiLL基站SCDMASCDMASCDMA电力通信塔McWiLL基站电力通信塔McWiLL基站居民电表远程集中抄表终端居民电表居民电表MEM 160配电自动化终端FTUTTUDTUMEM 160负控开关负控开关台区电表负荷管理终端MEM 160NCEPU NCEPU 城区配电网通信解决方案示意图城区配电网通信解决方案示意图 I P I P 网络网络BASBSInternet网

29、络管理系统网络管理系统配电线路及变台视频监控BSIP电力营销专网电力营销专网配电自动化数据采集远程抄表及负荷控制等抄表器智能电表MEM开关TVFTU 远程抄表及负荷控制等智能电表智能电表智能电表智能电表抄表器智能电表MEM抄表器智能电表MEM抄表器智能电表MEM抄表器智能电表IPNCEPU NCEPU （三）电力移动宽带（三）电力移动宽带 I P I P 网络网络BASInternet网络管理系统网络管理系统业务平台业务平台BSERP服务器视频会议服务器OA服务器BS实时掌握公司生产动态；实时掌握公司生产动态；快速进行视频电话沟通；快速进行视频电话沟通；及时处理业务审批流程；及时处理业务审批流

30、程；PCMCIA卡MIS服务器PDAPDAPDAPCMCIA卡PDANCEPU NCEPU （四）电力移动营销（四）电力移动营销 I P I P 网络网络BASInternet网络管理系统网络管理系统移动售电车电力营销专网电力营销专网BS售电车或营业所语音和宽带接入：CPE+IAD+电话机PC+APCPERJ45IPNCEPU NCEPU 农村电力通信网需要一种支持高容量、广覆盖、低成本的综合业务接入手段；采用无线宽带网络技术建设农村电力通信网，能够满足以上电力通信网的业务需求，成为解决农村电网通信信息化的合适解解决农村电网通信信息化的合适解决方案决方案。移动语音固定语音营业所联网自动抄表线路

31、视频监控开关TVFTU 农电站自动化（五）农村电网通信（五）农村电网通信:农村电网现状农村电网现状NCEPU NCEPU 农村电网通信解决方案 I P I P 网络网络BASBSInternet网络管理系统网络管理系统行政语音和宽带接入：CPE+IAD+电话机PC+APCPERJ45农电线路及变压器视频监控农村电网调度中心农村电网调度中心BSIP自动化数据采集：MEM+RTU传感器MEMRTUIPNCEPU NCEPU （六）辽宁电力（六）辽宁电力McWiLLMcWiLL移动宽带解决方案移动宽带解决方案NCEPU NCEPU 附附1:1:北京信威与华北电力大学共建北京信威与华北电力大学共建SCDMASCDMA移动宽带实验室移动宽带实验室NCEPU NCEPU 附附2:2:大唐电信集团与包括华北电力大学在内的大唐电信集团与包括华北电力大学在内的1717家高校院所签定战略合作协议家高校院所签定战略合作协议,共同研发共同研发3G3G应用应用NCEPU NCEPU NCEPU NCEPU