電力無(wú)線(xiàn)通信組網(wǎng)的技術(shù)及應用

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

無(wú)線(xiàn)通信組網(wǎng)技術(shù)

無(wú)線(xiàn)通信一般由無(wú)線(xiàn)基站、無(wú)線(xiàn)終端及應用管理服務(wù)器等組成，目前基于該技術(shù)的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在一定的局部范圍內建立的網(wǎng)絡(luò )，是計算機網(wǎng)絡(luò )與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相結合的產(chǎn)物，它以無(wú)線(xiàn)多址信道作為傳輸媒介，提供傳統有線(xiàn)局域網(wǎng)LAN的功能，能夠使用戶(hù)真正實(shí)現隨時(shí)、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò )接人。WLAN技術(shù)也稱(chēng)為wi-Fi技術(shù)，目前有三個(gè)IEEE標準。

Wi-Fi的覆蓋范圍可達90m左右，傳輸速度快，802.11b的帶寬可以達到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可達 54Mbit/s。該技術(shù)可以組建無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，特別在同一層樓內的辦公室可以使用無(wú)線(xiàn)辦公，其傳輸速率可以有效的滿(mǎn)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(wú)線(xiàn)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)送和接收數據。由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )使用無(wú)線(xiàn)電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊。

2.WiMax技術(shù)

2.1WiMax技術(shù)簡(jiǎn)介

WiMax使用的標準有802.16d和802.16e兩個(gè)標準，無(wú)線(xiàn)信號傳輸距離最遠可達50公里。WiMax是一項新興的無(wú)線(xiàn)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狀態(tài)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )，其傳輸速率可達10M—70M左右，能完全滿(mǎn)足寬帶上網(wǎng)的需求。802.16e標準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)對多點(diǎn)的結構。

WiMax是提供最后一英里的無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)，可以替代現有的有線(xiàn)和DSL連接方式來(lái)。WiMax將提供固定、移動(dòng)、便攜形式的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)寬帶連接。

2.2WiMax組網(wǎng)方案

WiMax系統的網(wǎng)絡(luò )結構包括WiMax終端、WiMax無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)和WiMax核心網(wǎng)3部分，如圖1所示。根據所采用的標準以及應用場(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(lèi)型。

而WiMax接入網(wǎng)主要指基站，需要支持無(wú)線(xiàn)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，還需要包含認證和業(yè)務(wù)授權(ASA)服務(wù)器。而核心網(wǎng)主要用于解決用戶(hù)認證、漫游等功能及作為與其他網(wǎng)絡(luò )之間的接口。

2.3WiMax優(yōu)勢和劣勢

從安全性看，WiMax提供了加密機制，它在介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)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，通過(guò)使用數字證書(shū)的認證方式，確保了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )內傳輸的信息得到安全保護。

從成熟度看，WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問(wèn)題，但由于最近才完成標準化，該技術(shù)的大規模推廣還需要實(shí)踐考驗。

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

WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠的傳輸距離，一直被業(yè)界看好是未來(lái)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(wú)線(xiàn)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(kāi)發(fā)。它是一種高容量高速率的分布式網(wǎng)絡(luò )，不同于傳統的無(wú)線(xiàn)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，作為一種可以解決“最后一公里”瓶頸問(wèn)題的新型網(wǎng)絡(luò )結構。

WMN具有寬帶無(wú)線(xiàn)匯聚連接功能、有效的路由及故障發(fā)現特性、無(wú)需有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )資源等獨特的優(yōu)勢。

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )發(fā)展中，它可以與多種寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)如802.11、802.16、802.20以及3G移動(dòng)通信等相結合，組成一個(gè)多跳無(wú)線(xiàn)鏈路的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )。這種無(wú)線(xiàn)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(cháng)電池使用壽命、極大的提高頻率復用度，從而提高網(wǎng)絡(luò )容量、無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)建設的網(wǎng)絡(luò )中，其拓撲結構呈格柵狀，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )由下列組成部分構成：智能接入點(diǎn)(IAP/AP);無(wú)線(xiàn)路由器(WR);終端用戶(hù)/設備(client)。

3.3WMN優(yōu)勢和劣勢

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，對客戶(hù)機提供WEP、WPA保護;對無(wú)線(xiàn)路由器間的數據采用64/128bitWEP或128bitAES加密;同時(shí)使用VPN來(lái)增強整體的安全性。鏈路層的保護是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )安全機制的第一步，但是單獨的鏈路層保護不能提供對敏感數據的保護。

Nortel在安全方面也別具特色。每個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器間均建立經(jīng)過(guò)加密的IPSec隧道。以便安全地傳送所有用戶(hù)的數據業(yè)務(wù)、內部信令處理和管理信息，也就是說(shuō)數據在無(wú)線(xiàn)路由器之間的傳送都處于IPSee保護之下。

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合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合，而且暫時(shí)沒(méi)有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規模應用。

從應用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò )不僅在無(wú)線(xiàn)寬帶接入中有著(zhù)廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進(jìn)行監控或數據采集，并廣泛應用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等等領(lǐng)域。

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

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