基于C/S架構(gòu)的一種單兵多媒體通信系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用研究

文/張碩，國網(wǎng)保定供電公司信息通信分公司

基于C/S架構(gòu)的一種單兵多媒體通信系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用研究

文/張碩，國網(wǎng)保定供電公司信息通信分公司

介紹了利用時(shí)分雙工、軟交換等技術(shù)設(shè)計(jì)的一種單兵多媒體通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)的單兵與調(diào)度席位之間的組網(wǎng)通信，為電力檢修中信息收集、交換和指令傳輸提供可靠通信保障。

電力通信；軟交換；時(shí)分雙工

隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，社會(huì)用電量與日俱增，電力設(shè)備相關(guān)的運(yùn)維和檢修工作的重要性也日益凸顯，對(duì)檢修人員與調(diào)度指揮中心之間的可靠通信提出了更高的要求。

在電力檢修過程中，機(jī)動(dòng)、靈活、可靠的單兵通信設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集上傳和調(diào)度中心命令下達(dá)，使檢修人員能夠在各種情況下，特別是在一些特殊條件下獲得準(zhǔn)確、直接和不間斷的現(xiàn)場(chǎng)信息，為現(xiàn)場(chǎng)指揮員及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、準(zhǔn)確判斷運(yùn)檢情況提供可靠依據(jù)，有助于調(diào)度員迅速正確實(shí)施、調(diào)整或制定檢修計(jì)劃。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)已有部分單兵通信設(shè)備的研制和應(yīng)用，但從應(yīng)用效果上看，設(shè)備功能尚不完善，受通信頻率、功率制約，在野外作業(yè)檢修等環(huán)境下的通信可靠性無法得到有效保障，主要體現(xiàn)為通信覆蓋率有限，往往需要額外設(shè)置中繼設(shè)備接力通信等情況，還不能完全滿足電力檢修現(xiàn)場(chǎng)條件下的可靠通信的要求。

另外，目前電力調(diào)度行業(yè)使用的傳輸系統(tǒng)大多由傳統(tǒng)電路通信組網(wǎng)構(gòu)成，2M的帶寬并能不提供視頻通信的業(yè)務(wù)，不能滿足檢修現(xiàn)場(chǎng)多媒體傳輸需求。

因此，目前尚未有單兵和多媒體通信系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用于電力檢修調(diào)度的案例。對(duì)于基于時(shí)分雙工的電路單兵多媒體通信系統(tǒng)的應(yīng)用研究，可為應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信機(jī)動(dòng)性和可靠的實(shí)戰(zhàn)需求提供有效的技術(shù)保障。

2 基于時(shí)分雙工的單兵多媒體通信系統(tǒng)

2.1 電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構(gòu)

圖1為電力單兵多媒體通信系統(tǒng)架構(gòu)，此系統(tǒng)由單兵便攜單元和單兵多媒體平臺(tái)兩部分構(gòu)成。單兵便攜單元具有無線通信、智能路由、多跳中繼等功能。每個(gè)單兵便攜式單元內(nèi)部除運(yùn)行基站核心動(dòng)態(tài)路由測(cè)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)程序外，還集成了視頻和語音接口，電力檢修人員可將視頻信號(hào)和語音信息通過單兵便攜式單元傳回單兵多媒體平臺(tái)。單兵多媒體平臺(tái)可接收顯示所有上傳的實(shí)時(shí)信息，第一時(shí)間全面掌握現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)。

基于時(shí)分雙工的電力單兵多媒體通信系統(tǒng)具備低功率2.4GHz頻段時(shí)分雙工、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、MESH組網(wǎng)通信的功能，同時(shí)由于其工作于超短波頻段上，發(fā)射功率亦較2.4GHz頻段的設(shè)備高，因而在復(fù)雜環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離雙向、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、MESH組網(wǎng)通信。

2.2 單兵便攜式單元

時(shí)分雙工（TDD）是一種通信系統(tǒng)的雙工方式，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中用于分離接收、與傳送信道。在TDD方式的通信系統(tǒng)中，發(fā)送信道和接收信道使用了同一頻段，區(qū)分它們的不同在于使用了不同的時(shí)隙，來保證發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的嚴(yán)格分離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效可靠傳輸。此外，沒有必要浪費(fèi)頻譜資源設(shè)置“安全頻段”，或采取信道隔離措施。

多跳網(wǎng)絡(luò)是在無線網(wǎng)絡(luò)中任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)作為AP和路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信號(hào)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與一個(gè)或者多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信的無線通信網(wǎng)絡(luò)。其具有延展距離遠(yuǎn)、可擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高、智能路由等優(yōu)點(diǎn)。由于某個(gè)無線單兵節(jié)點(diǎn)到單兵多媒體平臺(tái)通常有多條可用鏈路，多跳網(wǎng)絡(luò)可以有效進(jìn)行智能路由匹配，以達(dá)到均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和延展通信距離的目的。

2.3 電力單兵多媒體平臺(tái)

電力單兵多媒體平臺(tái)為C／S構(gòu)架，能夠管理多路網(wǎng)絡(luò)視頻流，具備擴(kuò)展能力，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像、回放、事件記錄、查詢、設(shè)備接入、統(tǒng)一調(diào)度、互聯(lián)互通、調(diào)度管理、多人會(huì)議等功能。電力單兵多媒體平臺(tái)可接收顯示所有上傳的檢修實(shí)時(shí)信息，第一時(shí)間全面掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況。

單兵多媒體平臺(tái)采用軟交換技術(shù)作為調(diào)度管理的核心技術(shù)。軟交換技術(shù)與傳統(tǒng)的程控交換機(jī)類似，提供“呼叫控制”的功能，但傳統(tǒng)的“呼叫控制”功能是和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起的，不同的業(yè)務(wù)所需要的呼叫控制功能不同，軟交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了與業(yè)務(wù)完全剝離，它提供的是基本的呼叫控制功能，并將智能邏輯轉(zhuǎn)移到外部的業(yè)務(wù)應(yīng)用層。電力單兵平臺(tái)的IP軟交換功能相比傳統(tǒng)程控交換方式，具有容量大、集成度高、功耗低、便于不同網(wǎng)絡(luò)間融合的優(yōu)點(diǎn)，因此在跨頻段、跨網(wǎng)絡(luò)通信交換和互連互通能力、通信質(zhì)量方面有大幅提升。

單兵多媒體平臺(tái)利用現(xiàn)有的IP調(diào)度臺(tái)作為操作席位，創(chuàng)新性的將原有調(diào)度業(yè)務(wù)與單兵視頻通信業(yè)務(wù)相結(jié)合，所有業(yè)務(wù)均可在調(diào)度臺(tái)上呈現(xiàn)。同時(shí)，通過調(diào)度臺(tái)可將視頻投射到調(diào)度中心大屏顯示，具備非常高的系統(tǒng)集成度。

3 結(jié)語

針對(duì)電力檢修通信保障需求，研究了基于時(shí)分雙工的新型單兵多媒體通信系統(tǒng)。在復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)的單兵之間多跳接力、雙工傳輸式的組網(wǎng)通信，提升應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信的機(jī)動(dòng)性、靈活性和可靠性，為檢修現(xiàn)場(chǎng)信息收集、交換和指令傳輸提供可靠通信保障。

［1］張迪，徐放，范玉峰.城市遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)信息服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.消防科學(xué)與技術(shù)，2010，29（12）：1095－1097.

［2］莊振運(yùn)，戴曉慧.軟交換技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)［J］.電信技術(shù)，2001，（4）：3－35.

［3］曹達(dá)仲，移動(dòng)通信原理、系統(tǒng)及技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2004.

［4］李仲令，李少謙，唐友喜，武鋼，現(xiàn)代無線與移動(dòng)通信技術(shù)，科學(xué)出版社.