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McWiLL及其在电力系统中的应用华北电力大学通信技术研究所2020/1/25NCEPU2McWiLL及其在电力系统中的应用第一部分:蜂窝无线通信系统简介第二部分:SCDMA移动宽带接入技术简介第三部分:McWiLL(SCDMAV5)在电力系统中的应用前景2020/1/25NCEPU3第一部分蜂窝无线通信系统简介2020/1/25NCEPU4蜂窝无线通信系统的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。2020/1/25NCEPU5蜂窝无线通信系统的发展第一代：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；GPRS（GeneralPacketRadioService）通用分组无线业务：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。2020/1/25NCEPU6第三代蜂窝系统：IMT-2000过渡情况北美欧洲IS-95AIS-95BIS-95CCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM++EDGEWCDMA普通分组数据业务高速电路交换数据GSM增强数据率2020/1/25NCEPU7第三代蜂窝系统：TD-SCDMA时分复用、时分双工，软件化、智能天线、同步CDMA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2020/1/25NCEPU81G（Analog）2G（Digital）3G（IMT2000）3G＋（LTE/AIE）2.4GHz5.8GHzWLAN高速WLANWPANWiMAX802.16eIMT-advanced4GCDMA2000EVDOTD-SCDMA/HSPAWCDMA/HSPAIS95/CDMA2000-1x/GSMAMPSETACSJTACSNMTRFIDZigBeeMANetPAN802.11a/g/b～14.4kbps144kbps384kbps50Mbps100Mbps数据速率移动性低速中速高速1995200020052010+无线通信技术标准的演进泛在异构网络SCDMASCDMA宽带无线BluetoothWiMAX802.16dSCDMA技术是第三代移动通信标准TD-SCDMA的技术起源和核心技术组成之一。2020/1/25NCEPU9第二部分SCDMA移动宽带技术简介2020/1/25NCEPU10SCDMA技术演进SCDMAV3SCDMAV5SCDMAV6SCDMAV71995－19981999－20032004－20072007－20092008－2010移动语音、低速数据、短信业务，有完整的核心网及增值业务解决方案已商用全IP网络架构支持同频组网全移动模式下语音、数据和多媒体业务；单扇区数据吞吐量15Mbps/5MHz已商用SDMA+MIMO频谱利用率达到6bit/Hz。单扇区数据吞吐量120Mbps/20MHz预研SCDMAV1基于SCDMAV5版本空口基本特征，支持多媒体数字集群业务研发固定无线接入，语音业务，简单的固网延伸已退市McWiLL2020/1/25NCEPU11什么是SCDMA-McWiLL？McWiLL:Multi-carrierWirelessinformationLocalLoop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1～3km，最大20km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2020/1/25NCEPU12McWiLL主要技术参数工作频率范围：1785MHz～1805MHz/400MHz～410MHz占用带宽：5MHz/载波双工方式：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45Mbps2020/1/25NCEPU13McWiLL频率资源SCDMA专用频段1785-1805MHz，该频段在全世界范围内可用并且与ITU的第三代频率规划不冲突microwave1.9-2.3G2GFDDwirelessaccess1.96-1.98Microwavecommunication1.7-1.9G1.7G1.8G1.9GGSM18001.71-1.755GSM18001.805-1.850SCDMA1.785—1.805FDD1.92—1.982.11—2.17TDD2.01—2.025补充2.3—2.4MSSFDDwirelessaccess1.88-1.9DECT&PHS1.9-1.92CDMA1.945-1.96CDMA1.865-1.88FutureusageCurrentusageTDD1.88—1.92补充FDD1.755—1.785补充FDD1.85—1.88附：国内频率使用情况2020/1/25NCEPU14McWiLLvsWiMAX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。McWiLLWiMax2020/1/25NCEPU15McWiLL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：15Mbps@5MHz扇区天线全向天线和塔放2020/1/25NCEPU16McWiLL终端系列终端的系列化促进了业务和应用的多样化McWiLL终端CPE无绳终端车载终端桌面电话手机/PDAIAD模块便携CPE123CPE623PCMCIA112E68MEM113MEM800ePST165ePST665ePST135ePST635eAMT101eAMT601MZ1104AMZ1104CW118E688W6068大系列、64款、自由选择2020/1/25NCEPU17行业定制的终端产品SCDMA/DVB-T双模机顶盒2020/1/25NCEPU18CPEIP网络网络架构：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2020/1/25NCEPU19McWiLL技术特性5MHz带宽分５个子载波群，每子载波群为1MHz，每子载波群有128个子载波。f1MHz1MHz1MHz1MHz1MHz5MHz1616161616161616fs(1)s(2)s(N)码1码2码N2020/1/25NCEPU20时间频率子载波群１子载波群２子载波群３子载波群４子载波群５时隙1时隙2时隙3时隙5时隙6时隙7时隙4时隙8１６业务信道／时隙／1MHz5MHz的总信道数是16×5×8/2=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，共有300个子信道可以承载用户数据。McWiLL技术特性2020/1/25NCEPU21McWiLL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30～50km。2020/1/25NCEPU22McWiLL的技术优势5.支持同频组网拥有频率资源，并支持同频组网，适合大规模组网F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F1F2F1F2F1F2F3F1F3F1F3F1F3F2F3F1F2F3F2F3F1F1F2F1F1F2F2F2F1F2F1F1F1F2F2F2F1F2F1F2F2F1同频组网双频组网三频组网F22020/1/25NCEPU23McWiLL的技术优势6.独享的频率资源系统具有独享的1785～1805MHz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。2020/1/25NCEPU2410.简约的扁平化全IP网络架构传统移动网络构架InternetSSSSGGSNSGSNRNCNB更高的可靠性更低的传输时延端到端可管理、可维护性降低网络建设和维护成本Internet路由器GWBTSMcWiLL网络架构SSSSMcWiLL的技术优势2020/1/25NCEPU25第三部分McWiLL技术在电力系统中的应用前景2020/1/25NCEPU26一.电力通信网现状生产自动化网络视频会议网电话网光纤/SDH/PDHMIS/OA/ERP网ATM网部分通道由微波补充实现传输网交换网IP网营销自动化网络业务2020/1/25NCEPU27电力通信网层次结构业务Services数字专线PSTNIP网宽带交换网ATM电路交换circuitswitching数据包交换Datagram虚电路Virtualcircuit分组交换Packetswitching模拟Analog/频分复用FDM时分复用和数字交叉连接TDM/DXC数字Digital/准同步和同步数字系列PDH/SDH电缆Cables光缆Optic微波Microwave卫星Satellite其它媒体Media传输信道Transmissionchannel交换技术Switchingtechnology网络NetworksPCM:RS232E&M自动化继电保护行政电话远程抄表ERP负荷控制视频监控营销自动化视频会议生产、调度通信部门行政、信息部门电力营销部门无线230M数传电台2020/1/25NCEPU28二.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；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)配电通信网的建设问题2020/1/25NCEPU29(二)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2020/1/25NCEPU30(二`)雪灾与地震后的思考: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2020/1/25NCEPU31三.McWiLL电力无线宽带解决方案PCMCIA卡PDA电力移动宽带移动OA移动ERP移动MIS移动视频会议MEMRTU传感器城区配电网通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IP网络BASBSIPIP网络业务平台Internet网络管理系统各业务服务器调度服务器视频服务器BS可移动视频集群电话电力应急指挥通信工程抢险线路巡视应急通信保障农村电网通信农网自动化移动语音农