0 导言
当时，信息与通讯、主动化、出产、办理等运用日益走向交融， 信息网络与通讯网络交融在一个网络渠道上，完成了数据信息传输、音视频会议、电话、传真、即时通讯等多品种型的运用服务，这种新式网络形式称为信息通讯技能(ICT,Information Communication Technology)网络形式。
ICT 网络形式不只是事务网络的交融， 还带来了工业网络的交融， 给各行业的通讯与信息网络带来建造、运用、运转、维护全过程的立异。
进入20 世纪90 时代以来， 移动通讯体系飞速打开，从传统的通讯事务逐步向互联网、多媒体等宽带事务打开， 为新一代电力ICT 网络的无线接入带来新的挑选。跟着3G 在全世界规模的大规模商用，其已成为现在通讯范畴评论的热门，传输速率在支撑停止状况下为2 Mbit/s,步行慢速移动环境中为384 kbit/s, 高速移动下为144 kbit/s,定坐落多媒体IP 事务。4G 将移动通讯面向更大的带宽，物理层选用OFDM-MIMO 技能，极大地前进了频谱功率，使数据通讯速率有了质的前进。
中心网演进为全IP 网络， 运用IPv6 供给了海量的IP 地址，一起供给了4 种QoS 水平，满意不同事务的服务需求，体系容量更大，功用更强。4G 的最大特色是能够在任何地方供给互联网的宽带接入， 一起供给信息通讯之外的守时定位、数据收集、长途操控等归纳功用。
因而，研讨3G 和4G 无线通讯技能在新一代ICT 网络形式中的运用， 将无线通讯接入和电力通讯网络进行统一规划， 充分考虑电力事务和信息化打开的需求， 使无线通讯技能更好地服务于电力体系，具有重要意义。
1 3G 和4G 技能研讨与运用的打开
4G 移动通讯体系是现在移动通讯范畴的研讨热门， 尽管3G 移动通讯体系比以往的移动网络有巨大的前进， 可是离现在用户对移动通讯体系的希望仍有距离。所以，世界各地都打开了4G的研讨和评论。在我国，China 4G WORLD 于2009 年5 月13-14 日在北京举办， 会议内容包含LTE(Long Term Evolution, 长时刻演进)，VoLTE和Mobile Backhaul, 研讨中LTE 备受重视。LTE是未来干流的移动通讯技能，LTE R8 规范已于2009 年3 月彻底冻住，意味着LTE 正式进入商用化研制的倒计时，彻底能够满意2010 年商用的需求。根据LTE -Advanced 的研讨现已在3GPP(3rd Generation Partnership Project, 第三代合作伙伴计划) 进行，3GPP 现已向ITU 提交了根据LTE 演进的4G 候选技能的初稿，2011 年头将会提交完好版别和自评价陈述。
4G 通讯技能与3G 及现有通讯技能比较，具有通讯速度更快、网络频谱更宽、智能性更高、终端兼容性更好等长处。部分国内外专家以为，为了完成4G 移动通讯，在无线接入网络、中心网和终端技能方面都需求进行深入的革新。
现在关于4G 的研讨许多，如多址计划、调制与编码、智能天线技能等，但根据电力体系的运用研讨相对比较单薄， 而4G 技能在电力信息体系中的理论及运用研讨正是一个能带来可观的经济效益和社会效益的范畴。
2 3G 和4G 无线通讯技能在电力ICT 网络中的运用
2.1 应急通讯
在产生灾祸、事端等紧迫状况下，需求发动应急通讯体系树立事端现场的通讯。应急通讯体系的架构如图1 所示。
应急通讯指挥车是现场通讯的中心，与PDA、手提电脑、单兵视频收集等终端选用4G 宽带无线技能进行通讯，与指挥中心经过卫星、光纤或微波链路树立衔接。
单兵视频收集终端经过无线方法将现场视频数据传送到应急通讯指挥车，PDA、智能手机、手提电脑等终端经过无线接入到应急通讯指挥车进行通讯， 这都需求许多的数据传输。体系选用OFDM 作为无线通讯技能，一起结合MIMO,在发端和收端装备多个天线，运用空间分集和复用，前进信道容量。因为子载波间彼此正交，接纳端可选用相关技能将子信道的信息分隔， 子信道之间的彼此搅扰很小。OFDM 的抗频率挑选性式微和抗多径效应等功能优异， 能在恶劣的地理环境中供给高质量的通讯。被视为准4G 技能的LTE,其体系传输带宽可在1.5~20 MHz 规模内灵敏装备，峰值传输速率上行可达50 Mbit/s,下行到达100 Mbit/s;LTE -Advanced 体系带宽规划为100 MHz, 考虑的峰值速率上行达500 Mbit/s,下行达1 Gbit/s.运用这样的数据速率，单兵视频收集终端能够向应急通讯指挥车回传明晰的现场视频和图画数据，PDA、宽带手机等终端也能够进行高速的数据上传/下载和通讯。
2.2 配电主动化
3G 和4G 运用于配电网具有许多优势， 其掩盖面广，合适散布广泛的配电网终端监测点的接入需求。3G 和4G 都是双向通讯体系，支撑数据的双向传输。3G 在低速环境下的通讯速率在2 Mbit/s以上，4G 的通讯速率与3G 比较，到达上行50 Mbit/s、下行100 Mbit/s 以上。这样高的数据传输速率，彻底能够满意配电网主动化的信息传输要求。以4G为例， 移动通讯体系运用于配电主动化体系的组网方法，如图2 所示。
4G 选用更趋于扁平化的网络架构， 取消了3G 中的RNC 节点， 仅由eNB 组成。这种扁平化的网络架构带来的优点是下降了呼叫树立时延及用户数据的传输时延。无线接入终端从驻留状况转换到激活状况的时延在100 ms 以内，数据传输时延在10 ms 以内， 彻底能够满意配电主动化要求的呼应时刻和数据传送时刻。
在确保传输数据可靠性方面，3G 和4G 均运用了HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request,混合主动重传)进行链路过失操控。HARQ 一起运用FEC (Forward Error Correction, 前向纠错)和ARQ(Automatic Repeat Request,主动重传)技能，确保了数据吞吐量和可靠性。一起，3G 和4G 体系对用户均有认证机制， 对传输数据均进行加密处理，以确保服务于配网主动化体系的可靠性。
2.3 无线视频接入
视频信息具有数据量大、对过错灵敏、紧缩算法杂乱等特色。无线信道带宽有限，因为搅扰、多径效应等原因形成误码率高， 且无线视频接入的终端一般是便携的，功率受限，无法进行杂乱的紧缩改换算法，这些都给无线视频接入带来了应战。
视频紧缩规范的数据速率以及2G 和3G 数据传输速率别离见表1 和表2 所列。
表1 视频紧缩规范的数据速率
表2 2G 和3G 体系数据传输速率
比较表1 和表2 的数据可知，2G 的数据传输速率无法满意传输较为明晰、接连的视频流的要求，3G 相对于2G 在数据速率上有了很大前进，视频电话、在线电视等多媒体服务已成功用于3G.可是传输更为明晰流通、质量更高的视频，一起在高速移动环境下仍能坚持高数据速率的通讯，均对移动通讯体系提出更高的要求。
LTE 项目是3G 的演进， 始于2004 年3GPP的多伦多会议。LTE 并非4G 技能，而是3G 与4G技能之间的一个过渡，是3.9G 的全球规范，它改善并增强了3G 的空中接入技能， 选用OFDM 和MIMO 作为其无线网络演进的唯一规范。
LTE 的峰值数据速率为上行50 Mbit/s, 下行100 Mbit/s.被业界遍及以为是4G 规范的LTEAdvanced,考虑的峰值速率上行到达500 Mbit/s,下行1 Gbit/s.如此高的传输速率，能够传送图画质量更好的视频流，供给更为丰厚的多媒体服务。
一起，在确保数据可靠性、下降误码率方面，4G 体系不只选用信道编码、交错等技能，还选用HARQ进行链路过失操控。
HARQ 将FEC 和ARQ 两种过失操控技能相结合， 归纳了FEC 方法的高经过率和ARQ 方法的高可靠性。HARQ 通讯体系是在一个ARQ 体系中包含一个FEC 子体系，如图3 所示。
FEC 部分用来纠正信道中常常出现的过错，以削减重传次数然后前进体系经过率；ARQ 部分的作用是纠正那些不常出现的、FEC 不能纠正的过错，即当校验成果正确时，往发送端反应ACK信号，当校验过错时，则往发送端反应NACK 包。
2.4 智能电网
智能电网起源于1998-2002 年美国电科院推进的杂乱交互式网络/体系,该体系试图为电网开发一个中心神经体系， 以前进调度员对网络故障的判断能力。经过几年的打开，智能电网现已得到世界各国的认可。尤其是近年，智能电网进入一个快速打开阶段，2009 年5 月19 日，美国能源部发布了第一批智能电网规范；《IEEE 2030 攻略：能源技能及信息技能与电力体系(EPS)、终究运用及负载的智能电网互操作》(P2030)也将于近期评论和发布，芯片厂商英特尔将掌管2009 年6月3-5 日在加州圣克拉拉举办的初次会议，评论这份智能电网攻略，内容包含智能网格的界说、拓扑、互操作性、终究运用、接口和集成等。在我国，智能电网技能也受到了政府和企业的高度重视，国内许多研讨机构和企业都在积极地打开智能电网的研讨和网络建造作业。
智能电网现在并没有一个公认的界说， 可是我们遍及以为它不是部分的解决计划， 而是着眼于未来电网的打开前景。它将完成发电、输电、配电、储能和用电彻底主动的装备和办理，使电网变成一个高速、双向、实时、动态、交互的网络。
为了完成智能电网全主动化， 需求选用先进的通讯技能以确保信息高效传输。在电力体系运用的通讯传输通道品种繁复，有铜芯线、电力线载波、微波中继、光纤通讯等。经过运用这些载体，以及引进新的网络通讯技能， 智能电网能够在更广的规模完成更多的信息和运用的衔接和集成，使数据在整个电力体系的不同主体及不同的运用体系间进行传输，满意智能电网对通讯体系的要求。
4G WiMAX、3G 无线语音和数据通讯都可用于智能电网，它们的特色是：均为双向通讯体系，可完成智能电表的数据收集和操控； 布置较灵敏、便利，经过用户邻近的基站就可完成智能电表的无线接入；具有较好的传输带宽，能够完成较高速率的数据传输；无线掩盖面广，能够运用于不具备有线通讯条件或有线通讯无法满意需求的状况，成为智能电网中有线通讯技能的有利弥补。现在，国外公司现已打开这方面的运用，美国通用电气公司现已制作了选用WiMAX 技能的智能电表，运用的是英特尔的WiMAX 芯片。
3 根据3G 和4G 技能的电力ICT网络中的安全
与有线通讯方法比较， 无线通讯的信息安全问题更为杰出：信道敞开，无法阻挠攻击者偷听，歹意修正并转发； 无线传达会因多种原因形成信号衰减，导致信息丢掉；需求常常移动设备，设备简单丢掉或失窃； 用户不用与网络进行实践性的衔接，使得攻击者伪装成合法用户更为简单。
4G 网络相对于2G 和3G 网络在信息安全方面有了许多改善，设有二层维护：第一层为接入网(E -UTRAN)， 由eNB 和UE 供给RRC (RadioResource Control,无线资源操控)信令完好性维护和机密性维护；第二层为中心网(EPC)，由MME和UE 履行NAS 信令的加密和完好性维护。 无线链路和中心网有各自的密钥， 以下安全措施能够确保接入到电力ICT 网络中数据的安全性。
1)具有网络和用户间的双向认证，使攻击者无法伪装成合法用户运用网络服务或盗取合法用户信息， 不合法基站无法伪装成接入点骗得用户的接入，然后取得用户上传的信息。
2)运用安全算法对用户数据和信令数据进行加密和完好性维护。
3)eNB 和中心网之间有安全联盟， 相邻的eNB 之间也有安全联盟。
4)4G 中心网与电力ICT 网络间设置防火墙，完成2 个网络间的阻隔， 一起确保网络间传输信息的安全性。
4 结束语
移动通讯从3G 打开到4G, 数据传输速率不断前进，供给的事务向移动互联网、手机电视、视频通话等多媒体IP 方向打开， 事务品种更多，服务质量更高。未来的电力ICT 网络，将是一个高带宽、IP 化、多级QoS 保证、供给多种事务的信息通讯网络渠道。无线通讯网络能够作为其有线网络的延伸，供给更丰厚、灵敏和便利的接入方法，从多方面满意电力%&&&&&%T 网络无线通讯的需求。
