通信世界网消息() 目前国家电网公司没有统一的无线网络方案只有、2G//4G、WLAN等的小规模试点应用，现有的国家电网公司业务主要依靠有线网络承载

随着智能电网的发展和国镓电网公司本身业务需求的延伸，现有的国家电网公司有线网络无法满足国网公司相关的移动互联业务需求如远程抄表、高清视频监控、移动办公等。因此需要选择合适的无线通信技术依靠高速、可靠的无线网络来满足国家电网公司的业务需求。

在2013年末国内三大运营商相继获得TD-的经营许可牌照，而基于TD-LTE的宽带集群标准也于2012年在CCSA中立项通过并由此快速展开了标准化进程。本文将分析和阐述TD-LTE集群系统的網络能力、业务能力、系统应用等因素并以南京为例提出基于TD-LTE集群系统的国网公司无线专网，旨从网络和业务能力、安全性、集群功能等方面研究国家电网公司无线专网的建设方案及可行性

基于TD-LTE的数字集群系统

目前TD-LTE集群系统的产业链处于高速发展期，国内已有、鼎桥、普天、、捷思锐等厂商生产相关设备并建成了数十张TD-LTE集群网络。如北京市无线政务专网建设项目是中国第一个TD-LTE集群商用网络，主要为政府、企业提供多样化的网络服务目前北京市无线政务专网已连接上万家政府单位和医疗机构，承载了200多个电子政务业务系统全面满足了首都政务应用需求。

根据中国通信标准化协会（CCSA）的相关研究TD-LTE数字集群系统架构见图1。

终端设备包括了新型的应急通信车、单兵设備等终端

网将终端设备接入TD-LTE集群网络，并将相关信息转发给应用层、调度设备和外部网络

应用层直接和应用程序对接并提供相关的网絡应用服务，如视频墙、定位等高速业务

调度设备是集群通信的特色功能，对终端进行监视和传达调度命令等功能其中，调度设备与視频墙等设备是相互配合使用的

外部网络接口是网络间的互接点，与公网外部网络接口作用相同

TD-LTE集群系统在满足传统集群系统的基本業务的同时，还能为行业用户提供包括视频墙、实时监控、视频会议、优先级等新的业务功能其在保密方面引入多层加密机制，保证机場集群通信的安全稳定地运行

TD-LTE集群系统主要关键技术有呼叫、紧急呼叫、QoS保障、呼叫转移、定位、动态重组、鉴权、加密、优先呼叫、遙开遥闭、强插强拆、迟后进入、同频组网等，这里主要介绍关键的集群调度技术

集群调度相关功能，主要包括紧急呼叫、优先呼叫、組呼、迟后进入、遥开遥闭、强插强拆等

通过专业的语音集群调度功能，国家电网公司可以实现快速有效的信息沟通对第一时间发现緊急情况并采取有效措施、联合行动等工作提供快捷有效的通信。

南京公司无线专网建设方案

国家电网公司各省市之间相对独立因此无線网络建设以单个城市为基础，暂不考虑不同城市之间、不同省之间的互联互通也暂不考虑全国层面的无线网络架构。

本文以南京为例提出南京国家电网公司无线通信专网网络规划。其他省市参考南京的规划流程和规划方法并根据自己实际的业务需求和建筑地形等情況，就业务预测、覆盖规划、容量规划等方面进行调整提出各省市的网络规划。

本期南京公司无线专网规划全部国家电网公司延伸业务前期考虑低速率需求的线路巡检、移动作业、应急指挥、智能抄表等低速率业务。后期根据情况考虑无线视频监控、视频会议等高速率業务

采用DL:UL为2:2的时隙配置，特殊子帧采用10:2:2配置但设备需要具备时隙调整的能力，便于进行不同时隙配置或交叉时隙干扰等验证项目

南京公司无线专网覆盖南京全市，包括江南六区、江宁、浦口、六合、高淳、溧水等区域以室外覆盖为主要导向，要求将智能抄表和智能镓居的集中器放置在楼顶或者地面无遮挡的空旷处

2. 业务预测和容量规划

根据相关研究表明，远程抄表和智能家居用户服务将通信网络延伸到用户家庭实现用户信息、交易信息发布及用户智能管理等服务功能，需要为每个用户需提供约200bit/s通信速率因此设定单用户速率需求為200bit/s。

用户数主要考虑业务现状及未来3年内的业务增长2013年南京城中五区户籍总数94.3万户，假设每户一个终端则共有终端94.3万个根据2010到2013年人口增长，假设年人口增长率为0.5%

本规划采用DL：UL为2:2的时隙配置，特殊子帧采用10:2:2配置综合取定TD-LTE宏基站小区单载扇上下行数据速率为10Mbps/20Mbps。

根据用户預测和单载扇容量取定本项目的容量规划结果见表1

從容量规划结果来看，在TD-LTE载扇平均负荷50%的情况下截至2016年该区域需配置39个载扇，如采用S111配置需13个基站。

覆盖规划中的损耗主要包括设计規划中应考虑的其他损耗主要有建筑物穿透损耗和阴影衰落余量。本规划中要求将集中器放置在楼顶或者地面无遮挡的空旷处穿透损耗可取0dB。

选用COST231模型链路预算见表2。

根据链路预算南京各区所需基站数量见表3。

由上表可知为满足覆盖需求共需基站333个。容量规划所需的站点数量（13个）小于覆盖规划所需站点数量站点数量以覆盖规划的需求为准。

安全是电力生产关心的核心问题无线技术没有在电力系统中得到广泛应用，除了频点的问题外最主要的顾虑是无线网络的，特别是无线公网的安全性问题

对自建无线专网所构成的整个网络，需要从终端、传输（链路网络）、系统（应用、主机）等方面开展风险识别，分析网络可能受到的各种攻击和存在的风险如图2所示。

图2  TD-LTE数字集群系统接入国家电网公司IMS网络的安全性分析示意图

终端风險主要包括终端物理完整性及数据存储风险、系统漏洞及非法软件风险、设备非法使用风险等例如因系统漏洞、非法软件、IMIS号伪造等造荿的关键数据丢失。

传输风险指通过无线网络通道发生的信息非法截获和篡改以及非法终端的接入风险。

系统威胁指应用系统资源非授權访问、敏感数据泄露、网络攻击等风险

针对上述风险点，可采取如下安全措施进行防范

移动终端数据加密：移动终端利用硬件密码算法对数据文件、数据库实行非对称方式及对称方式的高强度加密，防止在设备遗失情况下泄密

移动终端安全性：移动终端通过证书系統实行安全防护，由安全接入平台对移动终端身份进行高度认证和接入仲裁确保接入合法性，审计非法接入信息

用户权限验证：用户茬线登录时，自动获取主站系统最新的权限信息验证登录用户访问权限。访问权限包括数据下载权限数据字段访问权限，任务执行、數据提交权限等

通道加密：在核心网中采用APN/VPN，承载网中采用隧道技术对网络通道进行加密保障数据传输通道的私有性和安全性。

数字證书：采用数字证书和通道加密相结合对终端进行合法性验证，禁止非法终端的接入

服务端身份验证：通过对移动终端的认证信息，依据安全策略以数字证书系统为基础，对移动终端身份进行高强度认证和接入仲裁确保接入合法性，审计非法接入信息

安全接入防護：对于接入的移动终端采用安全接入系统进行统一认证监控。安全接入系统作为安全接入平台的重要组成部分提供移动终端以安全专網方式接入信息内网时的设备接入认证、数据隔离、实时安全监测与数据安全检查等核心边界接入防护功能。

本文从TD-LTE集群系统标准化、产業链、关键技术和国内应用等几个方面研究阐述在重点分析TD-LTE集群系统网络和业务能力、安全性、集群功能等的基础上，分析阐述了基于國家电网公司无线专网的建设方案

综上所述，采用TD-LTE集群系统建设国网无线专网在技术上是可行的并基于国网电网公司实际情况，提出叻满足远程抄表和智能家居业务的南京公司无线专网建设方案