4.珠海TD-LTE无线专网项目建设经验分享及运行效果评估分析

2015年8月南京（四）运用情况评估（三）无线专网概况（一）电力无线专网发展驱动力珠海TD-LTE试验网工作汇报（二）珠海电网介绍（五）下一步发展规划配网通信网主网通信网智能电网发电信息流输电变电配电用电电力流智能调度智能电网的特征需求配网自动化需求侧管理（计量、AMI）汽车充/换电站微网接入风电接入光伏发电发电厂变电站调度中心当前电力通信网主要解决：“点”对通信的需求。未来电力通信网主要解决：深入到千家万户的需求“面”的通信智能配电网通信需求配网：设备多，业务节点多，覆盖面广配网：配电线路网络结构复杂、分支多；配网：总业务用户点多，但业务节点容量小；配网：配电网受扩容，城建影响大，业务节点变动、扩展频繁无线宽带网络：广覆盖性（点对多点）无线宽带网络：工程建设、网络维护快捷、简单无线宽带网络：用户数量大、单点数据量小无线宽带网络：经济性和灵活无线宽带网络1243配电网通信特点无线有线网络部署灵活，可快速部署；初期投资成本相对低便于实现对用电侧大面积快速覆盖后期扩容及网络调整方便挖沟布线，部署困难，周期长；不便于后期扩容及网络调整维护与故障定位困难无线优于有线配电光纤易损坏部署维护简单无线专网VS有线通信配网光纤通信配网无线通信挖沟顶管布线，部署困难，周期长网络部署灵活，可快速部署不便于后期扩容及网络调整后期扩容及网络调整方便光缆易因市政道路施工等因素被破坏设备不易受外力破坏无线专网VS有线通信无线专网无线公网容量大，资源专用；可自行分配上下行带宽资源Qos和安全性高，自有网络管控，故障定位容易资源共享、采用统计概率分配资源；私密性弱，安全性低时延大，通信可靠性低网络不受控无线专网优于无线公网专网专用，容量大，接通率高、安全性高公网用户话务拥塞，剩余容量小、安全性低配用电无线专网VS无线公网租用无线公网自建无线专网群体性事件下网络的封闭（如新疆七五事件、西藏314事件等）无自然灾害情况下网络拥塞无重大节日情况下网络拥塞（春节、亚运等）无雷击导致天线损坏抗雷性能优于公网在线率75%在线率94%以上无线专网VS无线公网（四）运用情况评估（三）无线专网概况（一）电力无线专网发展驱动力珠海TD-LTE试验网工作汇报（二）珠海电网介绍（五）下一步发展规划珠海电网供电区域覆盖了珠海市整个陆地地域和淇澳岛、横琴岛及高栏岛。2014年供电量为174.85亿千瓦时（含供澳电量40.99亿千瓦时），2014年历史最大负荷为304万千瓦。珠海10kV中压配电网主要由220kV和110kV变电站共同供电。珠海配电网概况:珠海电网概况配网规模电缆化率达到83%10kV线路共1199回总长9761km线路62座无人值班变电站电源110kV及以上等级台区珠海电网概况采用光猫+GPRS方式建设配网一期(2004-2005年）建设传输配网光缆(2005-2006年）采用中兴传输设备建设中心配通信二期(2007-2008年）采用GPRSMODEM建设2009年配网通信(2009年）采用工业以太网交换机与EPON技术建设2010年配网通信(2010年）“TD-LTE”无线宽带专网（2011～2012）珠海电网概况（四）运用情况评估（三）无线专网概况（一）电力无线专网发展驱动力珠海TD-LTE试验网工作汇报（二）珠海电网介绍（五）下一步发展规划•选择供电局自有物业可以避免业主纠纷，降低建设成本，同时便于后期维护4.优先选择供电局自有物业•机房应具备-48V直流或者220V交流电源5.机房应能提供设备工作所需的电源•尽量选则机房位置较高的建筑物。以减少BBU和RRU之间线缆长度，节约成本6.机房位置位于建筑物较高楼层站点选址原则•建筑物密集，穿透损耗大•站点距离近，切换频繁•高层建筑物多，多径影响大密集城区常见问题是：主要在于深度覆盖不足和切换频繁。典型选址介绍-密集城区•环境空旷，传播距离远•边缘覆盖不足，边缘区域性能受影响郊区常见问题是：边缘覆盖不足，边缘终端性能容易受影响。典型选址介绍-郊区•地理位置特殊•重要性高•各种演练、考察重点典型选址介绍-应急演练点基于珠海供电局现有物业的现状，尽量使选定站址包括密集城区、频繁切换区域、郊区、城郊、应急演练点等各种应用场景。序号站址名称建筑物层数机房层数建筑物高度(m)地理特点设计方位角初始下倾角1供电局培训楼7324密集城区55/160/2704/4/42供电发展大厦8526密集城区0/105/2604/4/43珠海供电局8720密集城区40/170/2208/8/84110kV柠溪变电站3210密集城区0/2902/25110kV翠香变电站6320密集城区140/240/3302/2/26110kV唐家变电站2212郊区170/2300/07吉大营业厅4115密集城区0/150/2702/2/28110kV吉大变电站2112城郊80/2402/29110kV口岸变电站5325城郊、应急演练点45/270/3204/4/410220kV琴韵变电站4216智能配用电示范区30/2602/2珠海智能TD-LTE站点规划TD-LTE网络结构珠海电力无线宽带专网试点工程概况工程规模1套核心网设备10个无线基站具备54000个用户接入能力62个CPE终端业务承载54个配网自动化终端4个计量自动化终端4个视频终端现场安装示意图避雷针RRU供电采取机房-48V电源天线1/2馈线GPS天线天面机房通信电源设备屏BBU安装设备屏BBU(2U高)-48V供电RRU电源线、GPS馈线及光纤利用原有机房馈孔出机房外套PVC管引至天面MSTP设备网线LTE站点单小区业务接入能力频段：1.8G带宽：5M峰值速率：上行15Mbps，下行20Mbps提供单小区业务接入能力：1000个并发数：200个300Kbps现网GPRS配网瓶颈技术对比TD-LTE公网GPRS国内主要频段1.8GHz900MHz或1.8GHz使用带宽5MHz200kHz平均时延（1KB）0.5s以内2s下行平均速率7Mbps40kbps上行平均速率3Mbps20kbps安全可靠性高，128bitAES加密低，GSM加密方式已被破解在线专享，永久实时在线共享易拥塞，不能实时在线管控自有通信，可监管排查运营商网络，无法监控采用TD-LTE无线专网配网，除能充分解决配网的需求，更能提供面向未来的高带宽低时延的通信通道，可以开展丰富的增值业务。（四）运用情况评估（三）无线专网概况（一）电力无线专网发展驱动力珠海TD-LTE试验网工作汇报（二）珠海电网介绍（五）下一步发展规划LTE站点单小区覆盖半径覆盖场景站高30米站高20米空旷区域2.5Km1.5Km密集城区1.5Km1Km实测小区覆盖半径（终端高度1.5米、天线机械下倾2度、电子下倾2度）:LTE站点在不同场景下的覆盖模型（基站天线20m）覆盖半径R空旷区域密集城区R≤1km可以覆盖可以覆盖1km＜R＜1.5km可以覆盖弱覆盖R≥1.5km弱覆盖难以有效覆盖LTE专网在天线高度足够高（30m）的情况下覆盖能力能够胜任一般城市配用电场景中的配电终端设备的通信接入需求，但在低天线高度和密集城区场景下还需要进一步优化覆盖效果。实测最远覆盖至4公里全网覆盖情况通过全网优化，专网的覆盖范围、信号状况与现有配网终端分布情况是基本匹配的，LTE覆盖可以满足电网覆盖需求。8个基站通信覆盖了珠海香洲主城区25%的面积，约20.28平方公里LTE覆盖点测情况测试香洲片区共计298个配网终端点，RSRP值在-115以内的比例约为80%。电网业务对带宽及时延要求业务类型带宽要求单终端带宽需求LTE提供带宽时延要求LTE系统时延配电自动化业务遥信量重要信息量很小≤1kbps近点（≥80dBm）UL：4~5MbpsDL：7~13Mbps（可同时支持配电、计量、视频监控等多业务同步进行）远点(-115dBm~-120dBm)UL：0.1~0.2MbpsDL：1.2~1.8Mbps（可满足计量自动化业务需求）5s下行接入时延最大：11ms平均：8.8ms上行接入时延最大：59ms平均：36.9ms（LTE系统延时为ms级，完全满足电网业务需求）次要信息量很小≤1kbps5s~10s遥测量重要信息量很小≤1kbps5s次要信息量较大≤50kbps5s~15s遥控量最重要信息量较小≤1kbps1s最次要信息量较小≤1kbps1s计量自动化业务负荷管理极小≤1kbps≤10s配变监测极小≤1kbps≤10s低压集抄极小≤1kbps≤10s配电网视频监控业务很大2Mbps200msLTE专网在带宽及延时指标方面，完全匹配配电自动化、计量自动化、视频监控等多业务承载需求。TD-LTE在配网自动化应用评估配网自动化终端分布327626公共配电房环网柜专用配电房电缆分接箱96%95%92%92%85%87%89%91%93%95%97%公共配电房专用配电房环网柜电缆分接箱配网自动化终端在线率TD-LTE在配网计量应用评估BBURRU天线MSTP设备-48V电源百兆电口计量自动化系统网关平台MSTP设备无线核心交换机基站-48V供电百兆光口带网口用电终端CPE有限公司告警电源光通信口XXXXXX取消确认载波通信RPS通信G厂商商标生产日期：3220/380V×三相四线：国家电网NO.0123456789ABC123456789制造标准：DL/T698-XXXXXXXX年XX月有功无功网络电源T/RLINKDATA载波NETT/R电源带无线接入卡的用电终端配用电数据采集终端配网核心交换机计量自动化前置交换机防火墙计量自动化业务接入方式TD-LTE在配网计量应用评估序号站点计量终端类型厂家型号接电表数在线率接入点1香北开关站采集器东方电子CLL064—1C21100%接入点2香柠开关站集中器CHL064—1J1395%接入点3日华开关站集中器CHL064—1J13100%接入点4翰高开关站集中器CHL064—1J13100%TD-LTE运行状况自2012年4月珠海TD-LTE电力专网投运以来，网络设备及其终端运行情况良好，运行率高达94%，高于当地配网在线率.在2012年7月22日的台风“韦森特”最大风力达12级的情况下，TD-LTE无线专网经受了考验，所有设备在台风期间运行正常（四）运用情况评估（三）无线专网概况（一）电力无线专网发展驱动力珠海TD-LTE试验网工作汇报（二）珠海电网介绍（五）下一步发展规划电力无线专网二期建设目的：提高珠海香洲主城区覆盖率，保证一定区域范围内连续覆盖，解决重要区域的高速、大流量的业务需求。珠海TD-LTE电力专网二期真实数据反推珠海实际参数建网前经典参数的仿真路测与点测真实数据基于实际参数的仿真珠海TD-LTE电力专网二期规划仿真珠海TD-LTE电力专网二期规划仿真25%81%88%98%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%现有网络新增15个站点天线增高5米新增30个站点城区覆盖率环网柜、电房旁增补站点抱杆的必须条件•物业–设立抱杆需获得市政部门审批与周边居民理解•传输–利用已有光纤•供电–可使用220V市电•费用–15米抱杆物料与安装费用约7万元–抱杆占地需支付租金天线15米高抱杆基站环网柜/电房覆盖难点解决方案1问题场景补充描述解决方案区域较弱覆盖现有硬件资源能满足1、增大天线下倾角；2、增大参考信号发射功率；3、增加天线高度。现有硬件资源无法满足1、拉远RRU进行覆盖；2、增加扇区/基站进行覆盖；上行业务无法满足下行业务正常，上行业务无法满足1、实施4T4R策略CPE安装点位置信号覆盖差CPE安装点位置封闭，同开阔区域海拔落差较大1、将CPE安装位置牵引至较空阔位置，增强信号接收强度；CPE安装点在小区主覆盖范围内1、安装18dbi高增益天线来增强终端接收信号强度；2、升高CPE安装高度；CPE安装点不在小区主覆盖范围内1、实施4T4R策略；2、新增小区覆盖；通过高增益天线、CPE加高等普适性方案，解决区域弱覆盖、上行业务无法满足等问题，从而匹配配