電力無線通信組網(wǎng)的技術(shù)及應(yīng)用

目前，電力通信專網(wǎng)大量的使用了光纖這種方式組網(wǎng)，一旦出現(xiàn)自然災(zāi)害，將對(duì)光纜的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅，很可能出現(xiàn)光纜大面積中斷的情況，而光纜的搶修又要在條件滿足的情況下進(jìn)行，需要的時(shí)間比較長，這將對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

無線通信組網(wǎng)技術(shù)

無線通信一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成，目前基于該技術(shù)的無線通信技術(shù)主要有;WEAN、WiMax、WMN、3G等4種技術(shù)。

1.WLAN技術(shù)

1.1WLAN是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)LAN的功能，能夠使用戶真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接人。WLAN技術(shù)也稱為wi-Fi技術(shù)，目前有三個(gè)IEEE標(biāo)準(zhǔn)。

Wi-Fi的覆蓋范圍可達(dá)90m左右，傳輸速度快，802.11b的帶寬可以達(dá)到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可達(dá) 54Mbit/s。該技術(shù)可以組建無線局域網(wǎng)，特別在同一層樓內(nèi)的辦公室可以使用無線辦公，其傳輸速率可以有效的滿足寬帶聯(lián)網(wǎng)的需求。

1.2WIAN組網(wǎng)方案，即由AC(接人控制點(diǎn))+AP(接入點(diǎn))+無線網(wǎng)卡+網(wǎng)絡(luò)管理組成。

1.3盡管Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，所以非常容易受到來自外界的攻擊。

2.WiMax技術(shù)

2.1WiMax技術(shù)簡(jiǎn)介

WiMax使用的標(biāo)準(zhǔn)有802.16d和802.16e兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，無線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里。WiMax是一項(xiàng)新興的無線通信技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，適用于靜止和半靜止?fàn)顟B(tài)訪問網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速率可達(dá)10M—70M左右，能完全滿足寬帶上網(wǎng)的需求。802.16e標(biāo)準(zhǔn)定義了空中的物理層與MAC層，802.16e接入IP核心網(wǎng)，也可以提供VIP業(yè)務(wù)，支持一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。

WiMax是提供最后一英里的無線寬帶接入技術(shù)，可以替代現(xiàn)有的有線和DSL連接方式來。WiMax將提供固定、移動(dòng)、便攜形式的無線寬帶連接，并最終能夠在不需要直接視距基站的情況下提供無線寬帶連接。

2.2WiMax組網(wǎng)方案

WiMax系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括WiMax終端、WiMax無線接入網(wǎng)和WiMax核心網(wǎng)3部分，如圖1所示。根據(jù)所采用的標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用場(chǎng)景不同，WiMax終端包括固定(802.16-2004)、便攜和移動(dòng)(802.16e)三種類型。

而WiMax接入網(wǎng)主要指基站，需要支持無線資源管理等功能，有時(shí)為方便和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，還需要包含認(rèn)證和業(yè)務(wù)授權(quán)(ASA)服務(wù)器。而核心網(wǎng)主要用于解決用戶認(rèn)證、漫游等功能及作為與其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。

2.3WiMax優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

從安全性看，WiMax提供了加密機(jī)制，它在介質(zhì)訪問層(MAC)中定義了一個(gè)加密子層，支持128位、192位及256位加密系統(tǒng)，通過使用數(shù)字證書的認(rèn)證方式，確保了無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)男畔⒌玫桨踩Ｗo(hù)。

從成熟度看，WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，推出相對(duì)較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。

從應(yīng)用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。

WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離，一直被業(yè)界看好是未來移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向，提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

3.WMN技術(shù)分析

3.1WMN技術(shù)簡(jiǎn)介

WMN即無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，是移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的一種特殊形態(tài)，它的早期研究均源于移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的研究與開發(fā)。它是一種高容量高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，可以看成是一種WEAN和AdHoc網(wǎng)絡(luò)的融合，且發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢(shì)，作為一種可以解決“最后一公里”瓶頸問題的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

WMN具有寬帶無線匯聚連接功能、有效的路由及故障發(fā)現(xiàn)特性、無需有線網(wǎng)絡(luò)資源等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，它可以與多種寬帶無線接入技術(shù)如802.11、802.16、802.20以及3G移動(dòng)通信等相結(jié)合，組成一個(gè)多跳無線鏈路的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這種無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以有效減少故障干擾、降低發(fā)射器功率、延長電池使用壽命、極大的提高頻率復(fù)用度，從而提高網(wǎng)絡(luò)容量、無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并有效的提高通信可靠性。

3.2WMN組網(wǎng)方案

在使用無線網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)中，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈格柵狀，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由下列組成部分構(gòu)成：智能接入點(diǎn)(IAP/AP);無線路由器(WR);終端用戶/設(shè)備(client)。

3.3WMN優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

從安全性看，目前802.11Mesh網(wǎng)的安全方案主要是Tropos的TroposMetroMesh方案和Nortel的方案。Tropos Metro Mesh方案，采用了多層安全架構(gòu)，對(duì)客戶機(jī)提供WEP、WPA保護(hù);對(duì)無線路由器間的數(shù)據(jù)采用64/128bitWEP或128bitAES加密;同時(shí)使用VPN來增強(qiáng)整體的安全性。鏈路層的保護(hù)是無線網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制的第一步，但是單獨(dú)的鏈路層保護(hù)不能提供對(duì)敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)。

Nortel在安全方面也別具特色。每個(gè)無線路由器間均建立經(jīng)過加密的IPSec隧道。以便安全地傳送所有用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、內(nèi)部信令處理和管理信息，也就是說數(shù)據(jù)在無線路由器之間的傳送都處于IPSee保護(hù)之下。

從成熟度看，WMN是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合，而且暫時(shí)沒有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等等領(lǐng)域。

隨著其他技術(shù)的不斷更新完善，WMN更好的與之相融合、互補(bǔ)，從而能夠揚(yáng)長避短發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。

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