關(guān)于輸電線路網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)選型研究

王政

摘 要：隨著設(shè)備技術(shù)水平的不斷提升，威脅輸電線路安全穩(wěn)定運行的因素已由原來的設(shè)備因素轉(zhuǎn)變?yōu)橥饬ζ茐模绠愇飸覓臁⑹姓こ獭⒋笮蜋C(jī)械碰線等。輸電線路的運行維護(hù)必須研究和采用新技術(shù)替代過去的傳統(tǒng)運維模式，使電網(wǎng)管理步入科學(xué)化、高效化、智能化軌道，因此輸電線路網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的需求便由此應(yīng)運而生。然而，3G和4G網(wǎng)絡(luò)運維費用極其昂貴，非常不利于輸電線路的大規(guī)模使用，缺乏實用性；傳統(tǒng)的無線WiFi網(wǎng)絡(luò)雖然運維費用低，但其能夠支持的范圍非常有限，用戶只有保持在距離無線接入點設(shè)備（AP）300英尺的范圍內(nèi)才能實現(xiàn)高速連接。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)對于解決大面積開放區(qū)域（包括室內(nèi)和室外）的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題是一種良好方案，它的組成由呈網(wǎng)狀分布的無線AP構(gòu)成，AP使用的是將點對點通過無線中繼鏈路互聯(lián)，這樣可以WiFi中的無線“熱點”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線“熱區(qū)”，成功實現(xiàn)了輸電線路大范圍、低成本運維的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：WiFi Mesh 組網(wǎng)技術(shù) 輸電線路

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0132-01

隨著設(shè)備技術(shù)水平的不斷提升，威脅輸電線路安全穩(wěn)定運行的因素已由原來的設(shè)備因素轉(zhuǎn)變?yōu)橥饬ζ茐模绠愇飸覓臁⑹姓こ獭⒋笮蜋C(jī)械碰線等。傳統(tǒng)的依靠運行維護(hù)人員周期性巡視的運維方式已不能滿足當(dāng)下復(fù)雜環(huán)境的要求，為了保障輸電線路可靠安全運行，采用無線Mesh網(wǎng)絡(luò)建設(shè)輸電線路在線檢測系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，能實現(xiàn)數(shù)百米、數(shù)公里甚至數(shù)十公里距離的網(wǎng)絡(luò)互連，滿足輸電線路的視頻監(jiān)控需要，同時滿足實時傳輸輸電線路運行數(shù)據(jù)如：溫度、濕度、風(fēng)力、傾斜、舞動、拉力、污穢、高清視頻與圖像等到監(jiān)控中心。

1 選型成本及性能分析

以下是無線Mesh專網(wǎng)與移動或電信3G網(wǎng)絡(luò)在成本與基本性能上的比較，通過比較得知：無線Mesh專網(wǎng)更適合輸電線路的無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的實用要求。（如表1）

2 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢

2.1 非視距傳輸（NLOS）

利用無線Mesh技術(shù)可以很容易的實現(xiàn)NLOS配置，在室外和行業(yè)市場中有著廣泛的應(yīng)用前景。與發(fā)射臺有直接視距的用戶先接收無線信號，然后再將接收到的信號轉(zhuǎn)發(fā)給其他非戶。根據(jù)這種方式，信號能夠自動選擇最佳路徑不斷從一個基站跳轉(zhuǎn)到另一個基站，并且最終到達(dá)無直接視距的目標(biāo)用戶。這樣，具有直接視距的基站實際上沒有直接視距的用戶提供了無線接入功能。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠非視距傳輸?shù)奶匦痛蟠髷U(kuò)展了無線寬帶的應(yīng)用領(lǐng)域和覆蓋范圍。

2.2 健壯性

實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)健壯性通常的方法是使用多路由器來傳輸數(shù)據(jù)。如果某個路由器發(fā)生故障，信息有其他路由器通過備用路徑傳送。在單跳網(wǎng)絡(luò)中，一個節(jié)點出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)也就隨之癱瘓。而在Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由于每一個節(jié)點都有一條或者幾條傳送數(shù)據(jù)的路徑。如果最近的節(jié)點出現(xiàn)故障或者收到干擾，數(shù)據(jù)包將自動路由到備用路徑技術(shù)進(jìn)行傳輸，整個網(wǎng)絡(luò)的運行不會受到影響。

2.3 結(jié)構(gòu)靈活

多跳網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以利用不同的節(jié)點同時連接網(wǎng)絡(luò)，這樣可以保證網(wǎng)絡(luò)的性能不會降低。Mesh網(wǎng)絡(luò)為了保證通信負(fù)載平衡設(shè)計了龐大的冗余機(jī)制。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的各個設(shè)備都可以使用不止一個傳輸路徑，網(wǎng)絡(luò)在分配通信路由的時候會參考每個節(jié)點的通信負(fù)載情況，這樣節(jié)點的通信擁塞現(xiàn)象可以排除。

2.4 高帶寬

無線通信所擁有的物理特性決定了它的帶寬和通信傳輸距離呈正比關(guān)系，因為隨著無線傳輸距離的增加，各種干擾和其他導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的因素隨之增加。因此，選擇經(jīng)多個短跳來傳輸數(shù)據(jù)將是獲得更高帶寬的有效方式，這也是Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢所在。

3 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的安全性

WiFi無線網(wǎng)絡(luò)是非常易于使用的系統(tǒng)，可以為用戶提供非常方便的無線網(wǎng)絡(luò)接入。但是從安全角度來看，建立鏈路必須的信息也是獲取未授權(quán)訪問所需要的信息。針對安全專家所提及的典型攻擊-協(xié)議分析、主動/被動偵聽、man-in-the-middle、會話截取等等，真正的問題是保護(hù)那些進(jìn)行這些攻擊所必須的信息。

SLT Access/One系統(tǒng)及其配合的標(biāo)準(zhǔn)軟件/硬件安全系統(tǒng)允許用戶設(shè)立根據(jù)策略（Policy）實施無線網(wǎng)絡(luò)安全，保證敏感數(shù)據(jù)的完整性，提供完整的用戶認(rèn)證、鑒權(quán)，無線流量加密并且實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)活動等等；并且使用Mesh節(jié)點間的通信加密、新節(jié)點認(rèn)證授權(quán)等多種機(jī)制，保證Mesh無線網(wǎng)絡(luò)骨干的安全。SLT Access/One系列產(chǎn)品支持目前業(yè)界先進(jìn)的802.11i無線安全標(biāo)準(zhǔn)。在加密方式上支持WEP、TKIP和AES，認(rèn)證方式上支持明文、共享密鑰、MAC地址和802.1x等多種方式，確保僅有被授權(quán)無線終端才能接入到網(wǎng)絡(luò)中。

4 結(jié)語

無線網(wǎng)狀組網(wǎng)技術(shù)目前被業(yè)界普遍認(rèn)為是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個發(fā)展方向。在這一新興的無線市場上，它采取了先商用后標(biāo)準(zhǔn)的市場策略。經(jīng)過近幾年的發(fā)展之后，基于WiFi的WMN技術(shù)在安全性能、QoS、傳輸距離等方面均有了長足進(jìn)步，而且在甘肅蘭州輸電線路網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的運用上取得了顯著的成績。可以說，基于WiFi的WMN注定將在未來較長的一段時間內(nèi)在電網(wǎng)線路等智能監(jiān)控領(lǐng)域必將占據(jù)極其重要的市場地位。

參考文獻(xiàn)

[1] 余海，曹蕾.基于WIFI的無線網(wǎng)狀（mesh）組網(wǎng)技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011（10）：120-122.endprint