（广东电网有限责任公司佛山供电局）
摘要：本文首先介绍了电力应急通信的特点与要求，然后分析了WiMAX的关键技术，接着描述了WiMAX在电力通信中的应用，最后设计了一个组网方案，供相关人士参考。
关键词：电力；应急通信；WiMAX
前言
电力通信网是保证系统安全的重要支撑系统。在国家电网公司的发展战略下，保证电网安全生产是电力的根本任务。建设强大的电网必须有一个强大的电力通信网络，以保证电力通信网络的传输容量、管理能力、安全性和应急水平有更高的要求。需要具备应急通信网络通信能力，才能保证自然灾害、轨道抢修、应急、临时通信等各种情况正常运行，为通信网络提供可靠、高效的服务。
1.电力应急通信的特点与要求
1.1需要应急通信的时间和地点具有不确定性
大多数突发事件是不可预料的，时间和地点是不可预知的，或者只能在有限的时间内预测，这时如果再准备就太晚了。这需要技术措施在通信网络未被日常操作覆盖的地区建立应急通信的临时通信网络。
1.2通信网络本身受紧急事件破坏的程度具有不确定性
在破坏性突发事件中，网络设施可能被破坏，网络可能受到损害而陷入瘫痪
1.3应急通信需要满足多种业务需求
为线路保护提供安全保护信息传输要求，在实时、可靠、低延时、连续不间断传输的综合自动化信息要求下，传输视频信息需要高带宽，传输语音信息要求低传输延迟和低失真。
综上所述，各类应急通信指的是突发性突发事件，综合运用各种通信资源、必要的安全应急通信手段，是一种临时性特殊通信机制。在不同的紧急情况下，应急通信的需求是不同的，所使用的技术手段是不同的。应急通信具有随机性、不确定性、紧迫性、灵活性和安全性等特点。它需要灵活且易于部署并提供多个业务接口。目前，应急通信系统采用的通信方式通常以集群通信和卫星通信为主，主要集中在如何及时解决防汛、消防、救灾等重大事件中建立通信命令系统，但这类系统容量有限，提供的业务接口较少，成本较高。而WiMAX（微波接入全球互通）技术，在部署方面和经济效益上非常适合电力应急通信的要求。
2.WiMAX的关键技术分析
2.1OFDM/OFDMA
正交频分复用OFDM是一种高速传输技术。在WiMAX系统中，OFDM主要有两种应用：OFDM和OFDMA。OFDM正交载波集由单一用户生成，用于单用户并行传输数据流。OFDMA采用多址接入方式，可以支持长度为2048，1024，512和128点的FFT数据流，分为逻辑数据流下行，通常可以使用小的带有调制、编码功能，并且具有很少的信号功率接入通道的客户端特性，向上传输的数据流使用多址接入。
2.2HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest）
混介式自动重复检索技术结合ARQ和FEC优点，提高了传输的可靠性和系统容量，与传统ARQ相比，其主要优点是接收机可以与历史数据包和接收端进行接口，获得了数据包和分集增益。
2.3AMC（AdaptiveModulationandCoding）
自适应调制编码技术，根据信道的质量，选择最佳的调制方式和编码方式，编码和调制方式的介质组，可以产生不同的传输速率，系统的平均传输速率提高，避免了系统的改进。通过传输功率提高性能，减少干扰。
2.4MIIVIO（Multiple-Input，Multiple-Output）
多输入多输出技术，是通过发送端和接收端增加天线号和相应的信号处理功能模块的复杂的3D传输结构，在不增加带宽的条件下，提高通信系统容量、频谱效率和数据传输速率。
2.5QoS机制
在WiMAX标准中，MAC层定义了一个相对完整的QoS机制。对于每个连接，MAC层可以分别设置不同的QoS参数，包括速度和延迟。
3.WiMAX在电力通信中的应用
WiMAX是最具竞争力的无线宽带技术之一，其传输速率高、建设速度快、建设成本低、覆盖范围广、频谱利用率高。结合电力系统的特点，WiMAX主要可应用于电力系统中的无线城域网、变电站接入互通通信、应急通信、配电网自动化等，提供宽带和高速的接入模式。
（1）WiMAX技术可用于解决电力系统的网络连接问题。与敷设电缆相比，大大节约了施工成本，便于操作和维护。
（2）以光纤通信为主和载波通信为辅，构建了电力系统。然而，载波通信作为变电站接入的一种备用通信方式，存在数据速率低、信道容量小的缺点。WiMAX技术可以解决这个问题。
（3）在传输线和通信条件有严重损坏的情况下，WiMAX技术可以快速构建接入点，满足大量数据的宽带接入服务，在最短的时间内恢复通信应用，并具有带宽、地点不受限的优点。
（4）在配电网自动化中，利用WiMAX技术可以通过智能无线电表、故障定位等信息对大客户进行采集，通过在无线城域网中插入一个补丁，实现对调度中心的数据传输。
4.WiMAX的组网方案设计
4.1整体组网方案
重大自然灾害的发生以及突发事件的发生，使得应急通信的时间和地点的确定性很小，继而应急通信系统的接入点的随机性非常大。因此，在WiMAX网络方案中，为了保证所有的通信顺畅，可以考虑采用区域基站系统覆盖整个区域，这将大大减少基站的数量。现有的IP数据网络、微波网络和其他网络可以用来保证这样的基站之间的互连。
而灾难现场、救援车辆等业务需求节点则自接利用灵活性很高的WiMAX接入终端（如WiMAX的CPE、手持式终端等）进行数据回传，从而满足业务的语音、数据需求，实现快速建立应急预案的目标。应急通信基础设施可以将各种语音、数据和视频信息发送回区域调度中心或应急指挥中心。
整体网络方案如图1所示。
对图1的描述如下：
（1）传输模式：整个WiMAX网络通过全IP网络、核心基站等基站通过现有数据，具有高可靠性的光纤网络通信、基站和固定接入终端，以及车载移动终端之间的救援车通过构建WiMAX无线网络通信。
（2）节点定位：WiMAX网络的核心基站安装在电网调度中心和应急指挥中心，在发生重大自然灾害的情况下，需要保证各变电站之间的通信，所以根据变压器分车站和变电站或现有的微波塔位置设置WiMAX网络基站安装地点，覆盖本地区域，在剩余变电站的顶部安装室外天线和接入终端。
（3）应急模式：各变电站（调度电话、自动终端、计量终端、视频监控终端等）的通信业务终端通过IP连接到接入终端。在变电站发生灾难性变化的情况下，接入终端及时将这些数据发送到调度指挥中心，得到调度中心的调度命令。为了应对严重的灾难，有必要将WiMAX车载应急终端放到灾区，通过建立通信通道，及时了解情况。WiMAX的车载应急组网结构如图2所示：
从图2可以看出，在发生重大自然灾害的情况下，需要向车载移动终端的灾区配备应急车辆，终端节点采用车载移动终端的WiMAX终端，通过无线传输实现车载移动终端连接到变电站或变电站的基站方式，终端连接到基站应读取命令中心，形成应急指挥中心作为车载应急系统的核心。
4.2应急通道方案
（1）光缆或线路中断应急通道
当电网遇到电缆或线路中断的灾难时，变电站的通信业务将通过安装在该站的WiMAX终端和由附近基站建立的通信信道来传输。
（2）变电站应急通道
在变电站的灾难中，通过该站的WiMAX终端将通信业务发送到附近的基站，必要时可以将应急车辆发送到现场。
（3）调度中心应急通道
调度中心主调发生意外，失去与外界的联系，调度中心的功能不能用，首先考虑使用备用调度中心，迅速替换主调，调度和管理变电站，可以有效恢复了生产业务。如果发生故障，需要快速建立电力应急指挥中心，将指挥中心恢复到变电站调度电话业务，条件允许还可以实现业务的视频恢复，并且这些可以安装在基站之间的调度中心和终端基站建设无线网络实施。
5结语
WiMAX技术具有速度快、覆盖面广、标准化、可操作性好、成本低、易于实现的优点，为电力应急通信提供了更快、更方便、更强大的技术。WiMAX技术的应用将成为未来宽带接入业务的重要组成部分，将在应急通信中发挥重要作用。作为电力通信网络和信息应用系统的延伸，为电网的稳定、安全、可靠运行提供了强有力的支持。
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