经过20余年的发展建设，电力通信传输网络已经形成以光纤通信为主的格局。目前在35KV及以上的变电站，基本都已实现了光纤通信。光纤通信具有稳定、可靠、容量大的优势，但同时也存在灵活性差、铺设限制多等缺点，不能有效满足任意时间、任意地点进行通信的需求。在国家实施智能电网战略之后，对配电网的智能化需求日趋增强，原有的通信节点数量远远不能满足需求，不但在变电站等处要安装通信设备，在配电、用电环节“最后一百米”的环网柜、开关箱、用户变压器等原来没有通信设备的地方也要接入通信终端，以解决配、用电设备的信息采集及遥测遥控的通信传输通道问题。因此，如何解决配网通信接入节点数量激增，如何建设匹配智能电网服务的电力通信网络成为迫在眉睫的事情。而解决配网通信的方案有许多种，其中无线宽带专用网络是解决方案之一。本文将从智能电网带来的对电力通信网的新需求出发，探讨光纤通信与无线宽带之间的关系问题，详细比较“最后一公里（或一百米）”的几种解决方案，从而对今后电力通信网络，特别是接入网络的发展趋势提出了一些看法与观点。

一．智能电网的兴起，带来了对电力通信网的新需求

电力通信网的发展，是伴随着电力通信调度以及电力自动化的应用需求发展起来的。最早的电力通信是以模拟载波为主，而后发展为微波通信、模拟集群通信和光纤通信。到上世纪90年代，光纤通信逐渐成为了中国电力通信网络的主流。从承载的业务方面看，原来电力通信网承载的业务主要是语音调度业务，随着电力自动化的应用需求日益扩大，使得电力通信网络从语音业务逐步转向以“三遥”、“四遥”、甚至“五遥”为主的传输电力自动化业务。特别是随着无人值守变电站的大量投入使用，保证电力自动化信息传送的电力通信光纤网络也随之迅速扩大，覆盖了35KV及以上的变电站，SDH/MSTP成为主要的通信传输设备，从而形成了以光纤网络为基础的电力通信网络的现有格局。

 在国家实施智能电网战略之后，作为智能电网重要环节的电力自动化的应用范围随之扩大。在35KV以下的配电房、开关柜等都需要实现自动化监测与控制，用电计量等也需要用远程自动抄表以取代人工抄表。此外通信网络承载的业务类型也随之从语音和低速的三遥数据的应用，增加到了多媒体视频通信、视频监控信息等多种高速、低延迟的应用，而采集到的各类信息也需要通过强大的信息管理系统来进行管理。

随着网络的扩张和对自动化依赖程度地增强，各类应用系统对通信系统的可靠性、安全性也提出了更高的要求，除了常规通信手段以外，还要有多种备份的应急通信手段进行补充。在传统电力网络中，通信系统一般集中于发电、输电、变电环节，而在配电、用电环节相对薄弱。这是因为：发电、输电、变电环节，电压等级高、影响大，节点必须要监控，同时这三个环节的节点数量少，网络结构相对简单，便于光纤铺设，因此这些节点的光纤通信系统完善，光纤覆盖率达到95%以上；而在配电、用电环节，由于电压等级低、影响小、节点密集、数量众多、网络结构复杂，因此传统的固网通信方式解决配电、用电系统的通信问题成本较高，性价比低，所以一直以来这一部分的通信设施都较为薄弱，光纤覆盖率不足10%（大城市甚至低于5%）。以广州局为例，如果建成一张相对完善的配电自动化网络，需要十万余个配网控制节点；但是实际上到目前为止，整个广州局的光纤接入点只有一千余个，仅占有线传输节点的1%~2%。

通信网络系统是智能电网的神经系统，要建设一个强壮的智能电网，通信网络就要覆盖到整个电网的各个环节，而实现配电、用电信息的实时监测、控制成为其中的关键。

以光纤为基础的有线通信技术在解决配电、用电各个节点的通信问题时，有一个无法回避的困难就是在密集城区最后一公里（或一百米）的接入问题，复杂网络结构的线路铺设成本过高，在很多情况下即使不计成本也无法接入。而无线通信恰恰可以解决这个问题。

智能电网不但要是“智能”的，而且还更要是“强壮”的。要做到这一点，其必要条件就是要做到对各种电力设施、设备运行的状态能够实时监控，一旦出现问题就立刻抢修。在任何时间、任何地点提供有效的通信保障是保证电网正常运行和故障恢复的前提。此外，当发生自然灾害时，原有通信设施被破坏时，也要能够立刻恢复通信的畅通。而这些，只有无线通信的方式才可以做到。

智能电网对配网自动化的需求，导致了对通信网络接入需求的爆发性增长，更重要的自动化业务还对通信网络基础设施提出了安全性、可靠性、灵活性、实时性以及经济性的需求。只有能够满足这些需求的解决方案，才能适合智能电网的发展需要。

二．“最后一公里（或一百米）”的通信解决方式对比

在智能电网的业务需求中,在配、用电网络的应用方面主要有以下几大块:

1.  配网自动化业务（配网设备的遥信、遥测、遥控、遥视、遥调）

2.  配网设施信息及状态监测以及安全管理（动力环境监测、门禁、重点区域视频监控等）

3.  计量自动化（集中抄表系统）

4.  生产管理及日常调度（生产调度、安全生产监控等）

5.  移动办公（内部网络移动化无纸化办公）

6.  应急调度指挥

7.  应急部署，灾害恢复通信

而在当前，可以承载（或部分承载）上述业务的通信方式有以下几项：

1.  自建无线宽带专网

2.  光纤通信（ Xpon,以太网交换机等）

3.  租用公众网络（运营商网络）、

4.  中低压数字载波

下表是几种可以解决最后一公里（或一百米）配网接入的技术对比情况：

从上表可知，自建采用无线宽带接入技术的专网，在解决配网自动化的最后一公里接入方面具有很大的优势。

而对于宽带无线接入技术来说，目前也存在着多种解决方案，下表中对几种在电力系统中可供选择的无线方案做一比较，并对无线宽带技术的未来演进情况进行分析：

从上表可知，电力通信整体技术发展演进技术方面，TD-LTE具有较大的优势，可以作为今后自建无线专网的选择的主要技术路线。当然，其他无线选择方案(包括租用公网的方案)也有其各自的优点，可以在一些具体的应用项目中发挥其优势（例如初期投入时的价格优势等）。

三．有线光纤与无线宽带的接入关系及电力通信网的发展趋势

下图反映了在电力通信网络中有线、无线与应用系统之间的关系：

如图所示，我们把光纤通信系统作为层次一，有线和无线接入系统作为层次二，应用系统（例如自动化系统、计量抄表系统、调度办公系统、视频监控系统、应急通信系统等等）作为层次三。从图可知，各个层次的关系如下：

1. 对于一些业务应用系统（图中A类），可以通过连接有些接入系统例如PCM，再通过SDH进行传输，这种层次之间关系（如图中的1）. 这种情况在目前电力输变电系统中采用的比较多。例如自动化系统的RTU接通信网络的PCM，PCM的2M则通过SDH网络进行传输。

2.  一些应用系统（图中B类）可以直接通过光纤通信传输系统进行传输（如图中的2）. 也可以通过无线系统进行传输（如图中的3）。例如一些带以太网接口的应用系统（办公自动化、部分配网自动化的应用）既可以直接通过OTN、MSTP或EPON系统进行传输，也可以通过接无线CPE终端，通过无线系统进行传输。当然，通过无线系统进行传输的信号，实际上从业务端对端的角度来说，还是需要经过有线的光纤系统。因为基站与基站之间、基站与核心网之间一般还是需要通过光纤通信设备进行连接。从这个意义上来说，无线解决了支线（终端）接入的问题，而有线则解决了骨干传输的问题。

3.  还有一些应用系统（图中C类），业务终端与无线终端是结合在一起的。例如办公自动化系统、应急通信系统的手机、带有无线模块的智能抄表、监控摄像机等，不需要CPE可以直接接入无线系统（如图中的4和5）。当然，大部分的无线系统如TD-LTE基站之间还依赖光纤（如图中的4），但是部分独立应急无线基站系统不需要光纤进行传送（如图中5）。

在电力通信骨干传输网络中，目前主要是以SDH/MSTP为主，接入网则以以太网接入和PCM接入为主。在配用电网络通信中，目前采用较多的是EPON和工业以太网交换机（光纤直连）模式，无线方面则主要是租用公网的GPRS（或3G网络）。

在发展宽带无线网络的方面，南方电网和国家电网主要是采用试点的方式，在许多地区对TD-LTE无线宽带、230Hz数传电台等技术进行验证，自行建设了一些无线宽带实验网。作为南方电网的试点项目，遵义供电局建设了一个TD-LTE的实验网络。该网络一期工程5个基站的信号，覆盖了大约50%的遵义市城区，接入业务有配网自动化、计量信息集中采集（集中抄表）、视频监控、应急集群通信以及办公自动化等多种业务。如下图所示：

整个系统一期工程由五个基站、一套核心网系统构成：基站设置在办公大楼与变电站内，基站与基站之间、基站与核心网之间的传输均采用原有的MSTP光纤通信系统进行传输；在所覆盖区域内的配网环网柜、集中计量抄表的集中器附近安装TD-LTE终端，即可方便地构成配网自动化、计量抄表等业务的无线接入。此外，在一些变电站等重点区域，我们将视频监控摄像头接入TD-LTE终端或装上TD-LTE无线模块，很方便地传送高清视频信号，这与原来的有线方式监控相比，具有安装成本低、快速部署的优势。而移动状态下传输视频（车载监控），则更是原有监控系统所难以企及的。我们还安装了一套TD-LTE的应急通信系统，该系统除了具备基本的语音集群调度功能以外，还可以进行高清图像的传输，在应急通信车上的高清摄像头与野外作业人员手持多媒体终端的摄像头之间、以及它们与指挥中心之间，都可以进行多媒体集群通信，各个终端的位置和图像及语音，都可以在指挥中心的大屏幕上实时显示，这给我们的应急抢修，实时安全管理等提供了新的技术手段。

采用无线系统不但可以解决光纤铺设不到的地方的通信问题，更重要的是即使已经采用光纤接入的地方，仍然可以通过安装无线终端，快速解决有线系统发生故障情况下的通信问题，提高配用电网络通信的可靠性。在遵义供电局宽带接入网络建设过程中，就曾经发生过这样的案例：原来一些环网柜中安装的光纤以太网交换机出现故障，解决起来需要一定时间，且维修期间需要相应的光纤通信业务中断；而我们利用无线终端接入RTU，使业务切换到无线路由，这样既可以实时抢修，又可以保证配网业务通信的畅通。从这个案例可以看到，采用TD-LTE无线宽带接入，配网通信的整体可靠性大大提升。

通过上述遵义试点的项目案例可以看出，无线宽带对解决配网自动化、多媒体业务的灵活接入、应急抢修以及多种手段保障等都有较好的作用。从这个实验网中也呈现出今后电力通信的发展趋势——有线光纤网络与无线宽带网络并存，相互补充，共同发展。

从应用需求和有线与无线网络之间的关系我们可以看出，光纤网络是基础性的网络，基站与基站之间、基站与核心网之间，都需要光纤连接；而无线宽带网络的无线部分则主要作为终端与基站之间的空中接口。因此，无线宽带网络的引入，解决了原有光纤网络所无法达到的配网接入点的问题；同时对光纤网络而言，除了仍能解决部分宽带接入问题以外，更多的是，它将成为无线网络数据回传的承载网络。也就是说，光纤网络所承载的业务，除了一部分是应用系统直接接入以外，相当大的一部分业务实际上都是从无线网络而来，而这也就构成了光纤网络作为无线业务的承载网和所有业务的骨干网，兼顾部分接入功能；而接入的功能则以无线宽带网络为主的新格局。

毋庸讳言，在建设无线宽带专网的过程中，还存在许许多多的问题有待解决，如频率资源申请、覆盖区域、应用范围与投资规模、无线信号稳定性（信号衰落与干扰）以及信息安全隔离等问题。这些问题虽然存在，但是假以时日，都是可以解决的。

五．结语

智能电网的核心在于配网用电网络的自动化，而配网自动化的需求导致通信节点数量暴增，原有的有线方式在这一问题面前无能为力，恰好无线方式适时而出，有效解决了这一问题。这给为配、用电网络提供通信保障的电力通信接入网络提出了建设无线宽带网络的新需求，催生了电力通信网从单一的有线通信向无线通信扩展的可能，带来无线与有线通信方式并存的新局面。随着配网自动化、多媒体移动通信等业务需求的不断普及，我们有理由相信：电力通信网将会向着有线光纤和无线宽带共同存在、共同发展、互有分工、互为补充的趋势大步迈进。