無線mesh網(wǎng)絡(luò)在智能配電網(wǎng)中應(yīng)用探究

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1、無線mesh網(wǎng)絡(luò)在智能配電網(wǎng)中應(yīng)用探究　　[摘要]利用無線mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立一套智能配電網(wǎng)無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對智能配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)信息的全新通信管理模式，以提升配電網(wǎng)終端信息傳輸?shù)母咝?、可靠性和安全性。本文介紹了無線mesh網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)原理，以及在實際應(yīng)用中的可行性。[關(guān)鍵詞]無線mesh網(wǎng)絡(luò)；智能配電網(wǎng)；多跳網(wǎng)絡(luò)；點對點模式；用電信息采集；數(shù)據(jù)傳輸單元[abstract]Usingwirelessmeshnetworktechnology,theestablishmentofasmartdistributiongridwirelesscommunicationsystem,thereal

2、izationofsmartdistributiongridsinanewdatacommunicationmanagementmodeltoenhancethedistributionnetworkterminalinformationtransmissionefficiency,reliabilityandsecurity.Thispaperintroducestheprincipleofthewirelessmeshnetworkarchitecture,aswellasthefeasibilityofpracticalapplication.[keywords]WMN；Smartd

3、istributiongrid；Multi-hopnetworks；Ad-Hocmode；ElectricityInformationcollection；DTU7中圖分類號：TM421文獻標(biāo)識碼：A一、引言智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，對線損管理、供電質(zhì)量、可靠性和安全性提出了新的需求，覆蓋整個電網(wǎng)的信息通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和使用的基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)的監(jiān)測、保護和控制需要一套堅強的信息通信系統(tǒng)作為支撐。在大多城市配網(wǎng)建設(shè)中，由于城區(qū)地勢風(fēng)貌等原因，給布網(wǎng)帶來不便，有些居民區(qū)內(nèi)箱式變電站不具備鋪設(shè)光纖的條件。在現(xiàn)階段采用的各類無線通信技術(shù)中，由于高大建筑物和較多的城市障礙物

4、對于無線信號容易產(chǎn)生阻擋和干擾，無線網(wǎng)絡(luò)性能受到很大影響，同時基站天線的覆蓋范圍有限，在較大區(qū)域提供無線覆蓋需要配置多個基站,無形中增加了建設(shè)成本。本文提出的蜂窩狀網(wǎng)狀（Mesh）拓撲結(jié)構(gòu)就是針對這些問題做的進一步實用性分析。二、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)簡介及原理7無線Mesh網(wǎng)絡(luò)也稱為“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡(luò)，它是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)(WLAN)中，每個客戶端均通過一條與接入點(AP)相連的無線鏈路來訪問網(wǎng)絡(luò)，用戶如果要進行相互通信的話，必須首先訪問一個固定的AP，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點都可以同時

5、作為AP和路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都可以發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都可以與一個或者多個對等節(jié)點進行直接通信。這樣，安裝在箱式變電站或是小區(qū)變電所內(nèi)的無線Mesh節(jié)點就可以自動組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，每個終端變電站既是網(wǎng)上的用戶，也作為網(wǎng)絡(luò)基站為其他設(shè)備提供接入服務(wù)。當(dāng)站點增多時，這種組網(wǎng)方式可以提供更多的容量和更大的覆蓋范圍。圖1：Mesh組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖作為一種特殊的Ad-hoc（點對點）網(wǎng)絡(luò)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)（以下簡稱WMN）具有分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其傳輸骨干網(wǎng)具有多跳、拓撲穩(wěn)定、無供電約束、業(yè)務(wù)流量相對匯聚等特性。提高WMN頻譜空間復(fù)用度是增加網(wǎng)絡(luò)容量有效的方法，而其設(shè)計的關(guān)鍵是有效

6、控制無線鏈路間的干擾范圍。基于多信道的組網(wǎng)技術(shù)是WMN關(guān)鍵技術(shù)之一，其核心是信道的分配，通過合理的信道分配以獲得最大信道利用率。WMN中路由度量的選取需要考慮多跳無線鏈路間的相互干擾，而通過采用負載均衡路由技術(shù)可以均衡網(wǎng)絡(luò)資源的使用，從而提高網(wǎng)絡(luò)容量和節(jié)點的吞吐率。其典型結(jié)構(gòu)是7一種分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：Mesh路由器互聯(lián)構(gòu)成多跳無線骨干網(wǎng)，負責(zé)數(shù)據(jù)的中繼；骨干網(wǎng)一般通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，而Mesh客戶節(jié)點通過Mesh路由器接入到WMN。三、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)特點WMN是一種多跳的，具有自形成、自愈和自組織能力的無線網(wǎng)絡(luò)。雖然WMN具有上述無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特性，但是WMN與無線Ad-ho

7、c網(wǎng)絡(luò)之間仍然存在許多重大差別。首先，Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點是移動的，所以其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)具有動態(tài)變化特性；而在WMN中，負責(zé)中繼的Mesh路由器一般是靜止的，所以骨干網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)保持相對穩(wěn)定。由于節(jié)點的移動性使得設(shè)備供電受限，在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)協(xié)議設(shè)計中必須考慮功耗因素，而WMN的中繼節(jié)點保持靜止，便于實現(xiàn)外部供電，所以功耗的限制相對減弱。另外，Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)是為了實現(xiàn)移動節(jié)點間的對等網(wǎng)絡(luò)通信，而WMN