3.2　无线专网通信技术

本节结合频谱政策，对常见无线专网技术做简要介绍，并对能源领域无线专网产业的发展进行分析，给出无线专网适用的应用场景。

3.2.1　电力无线专网频谱资源

能源互联网和智能电网对无线频谱资源的需求日益增长，结合国家无线电监测中心（国家无线电频谱管理中心）的频谱政策和电力业务需求，对230MHz、1800MHz和1400MHz三个频段的政策和应用特性简要分析如下。

1.230MHz频段政策

1991年4月12日，国家无线电管理委员会《关于印发民用超短波遥测、遥控、数据传输业务频段规划的通知》（国无管〔1991〕5号）指出，将223.025～235.000MHz作为遥测、遥控、数据传输等业务使用的频段，其中F1、F2、F3、F4频率组由国家无线电管理委员会办公室指配；其余F5、F6频率组由各省、自治区、直辖市无线电管理委员会办公室根据各地的具体情况制定本频段的频率规划和频率指配方案[2]。具体规划了103个频点，用于满足8个部门当时对超短波遥测、遥控、数据传输业务不断增长的需求。其中，能源部40个频点用于电力负荷监控系统。

电力部门在40个频点上开展了专变数据采集和负荷控制等单一业务，随着智能电网的建设，电力业务终端规模快速增长，具有泛在、多业务特性，分布式能源、移动应用和视频业务等新型业务产生，对通信提出了新的需求。工业和信息化部（以下简称工信部）对电力行业开展230MHz频段业务应用给予了大力支持。

在工信部无线电管理局的支持下，通过对试点验收（验证基于离散载波聚合技术），实现了对230MHz频段多个离散频点的聚合使用，以及通信宽带化，提高了频谱效率，验证了大规模终端接入支撑性能，开展了智能电网新型业务，并拓展了物联网相关的增值业务。试验网在运行期间，在承载电力业务方面能够与窄带数传电台邻频共存，可以避免相互干扰，提高了230MHz频段使用的灵活性和效率。

2018年8月，工信部规定，为进一步提高223～235MHz频段频率利用效率和效益，满足电力、燃气、人防、水务等行业无线数据传输和能源互联网应用需求，调整223～226MHz和229～233MHz频段（已分配的专用频率除外）频率使用规划，将该频段用于采用时分双工（TDD）方式载波聚合、动态频谱共享技术的无线数据传输系统。电力无线专网建设进一步取得明确的频段政策支持，在230MHz频段具备使用更多频谱资源的条件，从而进一步推动了能源互联网的发展。

2.1800MHz频段政策

目前，在发达城市及省会城市，轨道交通得到快速发展，轨道交通企业在地铁中采用1785～1805MHz频段建设车地无线通信系统，能够提供如车辆调度、车载视频监控、公共安全信息管理等业务，提高出行的安全性，为旅客带来更好的出行体验；电力无线专网采用1785～1805MHz频段建设，承载配电自动化、用电采集、变电站机器人和移动视频等业务；石油无线宽带专网系统承载油田数据采集、输油管线监控、视频和语言等业务，促进了多种重点行业智能化的建设。

2017年，工信部无线电管理局决定开展1800MHz无线接入频段竞争性许可试点工作。2018年10月16日，《工业和信息化部关于加强1447～1467MHz和1785～1805MHz频段无线电频率使用管理的通知》（工信部无〔2018〕197号）发布。通知规定，应结合各地政府管理、公共安全、社会管理、应急通信、城市规定交通、石油等行业无线电频率的使用需求，统筹制定1400MHz和1800MHz频段专网系统无线电频率使用规划。

工信部要求不再受理1800MHz频段的电力专网频率使用许可申请，以准确把握无线电频率使用许可对象。在多个单位申请1400MHz和1800MHz频段专网系统无线电频率使用许可时，除预留部分无线电频率用于公共安全等业务使用外，应采用招标、拍卖的方式开展使用许可受理工作。在无线电频率监管上，建立频率回收机制，除因不可抗力外，取得1400MHz和1800MHz频段专网系统无线电频率使用许可后超过2年不使用或使用率显著达不到许可证规定要求的，收回全部或部分无线电频率。

以上举措，最大限度地提高了无线电频率资源的使用效率和效益，可不断提高无线电管理能力和水平，更好地满足各行业、各单位无线电频率资源的使用需求。

3.1400MHz频段政策

2015年3月9日，工信部无线电管理局印发《工业和信息化部关于1447～1467兆赫兹（MHz）频段宽带数字集群专网系统频率使用事宜的通知》（工信部无〔2015〕59号），决定规划1447～1467MHz频段用于宽带数字集群专网系统，满足政务、公共安全、社会管理、应急通信等对宽带数字集群专网系统的需求[3]。

目前，1400MHz频段的使用有如下要求。

（1）使用该频段的宽带数字集群专网系统采用时分双工的工作方式。

（2）可使用信道带宽为10MHz、20MHz。

（3）各省级无线电管理机构结合当地的实际需求和应用特点，提出本地区频率使用规划和分配建议，报国家无线电管理机构批准。

该频段主要应用于大中型城市，且建议以共网模式部署，实现与其他无线电应用的兼容共存[3]。

随着1400MHz频段的批复使用，全国部分大中型城市已建设了无线宽带专网，提供政府政务、城市管理、公共安全、应急通信等服务，为国家和地方的国民经济发展和社会管理提供重要的技术支撑。

4.频谱应用小结

在频谱特性上，230MHz频段具有覆盖广、绕射能力强、抗干扰能力强等特点，在覆盖能力上明显优于1400MHz频段和1800MHz频段，是宝贵的低频段频谱资源；1400MHz和1800MHz频段具有带宽高、覆盖距离短、符合局部热点覆盖等特点，是难得的高频段频谱资源。

在频谱政策上，工信部无线电管理委员会考虑以“二次牌照”的方式深耕230MHz频段，计划批复更多的频段资源用于电力建设无线专网。1400MHz频段已明确用于各大中型城市无线政务网建设，在公安执勤、交接执法、消防检查等领域也取得了显著成效，电子政务服务惠及全民。1800MHz频段在各省当地无线管理部门受理下已应用于轨道交通领域，支撑轨道交通事业发展。从2017年开始，新疆、安徽、河南等部分地区创新采用竞拍方式竞争性试点1800MHz频段的使用许可，部分城市的电力企业很难再申请到该频段的使用权。

3.2.2　电力无线专网技术

电力公司对无线专网技术体制进行了长期探索，先后研究和试验的技术体制长期演进技术（Long Term Evolution，LTE）包括LTE 230、LTE 1800、McWiLL、Wimax等。下面从系统背景、关键技术、系统特点、应用情况、技术可演进性等方面分别阐述。

1.LTE 230介绍

LTE 230是基于物联网和能源互联网高速发展的背景，为能源等行业深度定制开发的无线专网系统。该系统将成熟的4G技术与先进的5G技术相结合，基于230MHz优质频段成功开发出了同频段宽窄融合的LTE 230电力无线专网，为泛在电力物联网提供语音/视频传输、指挥调度、电话会议、移动办公、数据采集、远程控制、即时通信等一体化、多媒体通信无线专网统筹共建解决方案[4]。

LTE 230自2009年正式启动产品开发以来，为电力等能源无线专网提供了先进、成熟的技术手段和最优解决方案，设备成熟稳定，已在电力、石油、人防等重点领域的物联网建设中得到广泛应用。系统同时承担国家部分重大专项，国家基于该系统完成了电力行业相关标准的制定，产业链建设得到迅速发展，并结合相关5G技术持续演进。

1）系统构成

LTE 230无线专网系统采用简洁的扁平化网络架构，最大限度地减少了网元种类，为电力无线专网提供高效实用的方案架构，其系统架构如图3-1所示。

（1）基站设备具备无线信号收发功能，实现了无线承载控制、无线资源管理、接入控制、空中接口安全控制等。

（2）核心网设备负责信令处理和传输、数据处理、移动性管理、签约数据管理等功能，提供连接电力业务主站的接口。

（3）网管设备负责无线通信系统的管理和控制。

（4）无线终端负责与主站进行具体业务相关的各种数据通信。产品形态包括采集器、集中器、无线监控摄像头等。

2）关键技术

（1）载波聚合。230MHz频段的频点呈分布离散的特点，LTE 230无线专网系统将大规模离散载波进行非连续动态聚合，统一指定给单个或多个用户使用，满足LTE 230无线专网系统的终端适应电力系统终端多样性的业务需求，实现离散频谱情况下的高速数据传输。例如，小型化通信模块，单频点即可满足电力小颗粒业务的通信要求，模块成本很低；而高性能终端可自适应聚合不同数量的频点，提供相应的传输能力。

（2）频谱感知。为解决LTE 230无线专网系统与可能存在的数传电台之间相互干扰的问题，系统引进频谱感知技术，对于电力的专用频点，当系统感知到有异系统干扰时可立即避让，尽量减少系统间的干扰，实现多系统共存。

3）系统特点

LTE 230无线专网系统基于频谱的创新应用，采用行业深度定制策略，采用宽窄带一体化设计，具有成本低、覆盖广、信息安全性强、抗干扰能力强等优势，支持海量终端在线，支持多种业务接入，而且具有统筹共建和独立组网等多种灵活实用的建设模式。

（1）频率创新应用。230MHz频段的使用按照25kHz一个频点进行分配，而且是离散分配的。LTE 230无线专网系统采用载波聚合技术来解决频谱资源受限的问题，取得了良好的效果。

（2）行业深度定制。该系统针对电网业务深度定制，基于协议优化降低传输时延，提升终端接入数量，设计与电力行业标准规范相吻合的通信模组，对主流业务终端进行适配设计。

（3）宽窄带一体化设计。LET 230无线专网系统基于离散载波聚合技术实现了多个离散频点的高效利用。第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）的R10版本中通过多个连续或离散载波间的协同作用，利用更大的带宽来增强系统容量，提高了单小区的吞吐量。系统在同一个无线网络内可针对不同业务部署不同带宽的无线终端，实现宽窄一体、一网多能。

（4）多业务支持。LTE 230无线专网系统采用动态窄带海量载波聚合技术，如图3-2所示，根据业务需求自适应聚合不同数量的子载波，既能适应物联网数据采集、远程控制等小颗粒业务的通信接入需求，又可满足视频、语音等大颗粒业务的通信接入需求，实现对多种业务的支持。

（5）海量终端在线接入。LTE 230无线专网系统低频段、广覆盖的特点，适用于建设连续覆盖的泛在网络，具有承载空间广泛分布的业务终端接入的先天优势。

LTE 230无线专网系统通过空口优化，在终端无数据传输时仍然拥有上下行的空口资源，突发上报数据时不需要随机接入过程，使用专有资源进行数据上报，实现对海量用户接入的支持，而且具有能快速响应的高效调度技术。系统采用高层信令优化手段，采用轻无线资源控制（Radio Resource Control，RRC）连接。单扇区实时在线用户承载能力高达2000户，非实时在线用户高达50000户，满足海量行业终端的在线接入需求。

（6）低成本广覆盖。LTE 230无线专网系统工作在230MHz低频段，传输路损小，绕射能力强，采用2kHz子载波，相对于公众TD-LTE通信网络功率谱密度有显著提升。系统同时采用时间和频率分集接收技术，采用多帧发送，降低码率，针对多频点的频率特性优化调度算法，实现-3dB解调，接收灵敏度有明显提升。单基站最远覆盖距离是同类无线通信系统的5～6倍，在城区覆盖半径可达3～5km，农村及郊区开阔地覆盖半径可达30km，如图3-3所示。

覆盖同样大小的区域，LTE 230无线专网系统所需基站数量仅为其他无线蜂窝系统的1/10～1/5。设备部署便捷，运维工作量少，所需投资规模小。

（7）信息安全性强。LTE 230无线专网系统采用与公网隔离的技术，独立成网，以保证行业信息化安全。

系统除采用标准LTE安全认证与分发体系外，还创新性地采用了空口数据加密、空口信令完整性保护等措施增强空口安全；终端与核心网之间采用通信终端设备识别、双向鉴权、信令及数据的加密和完整性保护措施；基站与核心网之间采用双向鉴权、Ipsec、安全审计措施。系统同时采用边界安全、基于IP地址数据包安全和基于行业用户规约的安全过滤的隔离技术，大幅提升了行业无线专网的安全性。

（8）超强干扰抵抗。通过采用频谱感知和干扰协调技术等，LTE 230无线专网系统具备干扰回避能力，保证不同系统的和谐共存和稳定持续运行。

4）成功应用案例

LTE 230无线专网系统已在全国10多个省区市建成近20个实际网络。浙江省嘉兴市供电公司自2010年起建设的230MHz电力无线专网系统是全国首个电力无线专网成功案例，形成嘉兴市3915km2的连续覆盖，目前已接入1.2万台终端，业务种类和终端规模居全国第一。该系统采集成功率达到99.7%以上，是很实用化的精品网络，已稳定运行至今。

昆山电力公司自2013年起建设的230MHz电力无线专网系统是全国第一个与230MHz数传电台共存的案例，网络覆盖昆山全境927km2，接入电力业务终端9000余台，承载主要有负荷控制、配变监测等多种配用电关键业务。该系统已实际运行4年以上，逐步替换了原有数传电台承载的各类电力业务。

广州市花都区的LTE 230无线专网系统是南方电网规模最大的电力无线专网系统，覆盖花都区全境约500km2，接入电力业务终端3100台，承载的业务种类主要是业务计量自动化、配电自动化。该系统已稳定运行4年多，满足了用户对配用电业务信息稳定、可靠传输的需求。

5）向5G演进

低频段频谱资源是5G频谱拓展的一个主要方向。在国际无线频谱的划分中，1GHz以下频段存在大量离散、空闲的25kHz频段资源，为提升这些频段的宽带传输及并发能力，国家计划整合重耕低频段零散、碎片频谱，实现低成本、广覆盖。230MHz电力无线专网结合实际建设的成功经验和标准化成果，计划联合国内主流无线通信设备厂商，向3GPP国际组织提交5G标准提案，并力争成为5G标准中低频段25kHz零散、碎片频谱重耕解决方案。

2.LTE 1800介绍

TD-LTE采用基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiple-xing，OFDM）的多址接入技术、多天线技术、载波聚合及高阶调制等关键技术，使该系统具有广覆盖、高带宽、低时延、高安全等特点。

1）系统构成

TD-LTE系统由演进分组核心网（Evolved Packet Core Internet，EPC）、接入网（又称演进的UMTS陆地无线接入网，Evolved UMTS Terrestrial Radio Auess Netwok，E-UTRAN）、用户设备（User Equipment，UE）组成。TD-LTE网络系统架构如图3-4所示。

在图3-4中，EPC中MME的主要功能包括NAS信令的传输和安全、接入层安全控制、Idle态的移动性管理、承载管理等；SGW负责本地网络用户数据处理部分。

3）应用情况

LTE 1800系统的频段范围为1785～1805MHz。根据工信部的要求，LTE 1800系统主要用于电力、交通、石油等行业。

3.McWiLL介绍

多载波无线信息本地环路（Multi-carrier Wireless Information Local Loop，McWiLL）系统是由北京信威通信技术股份有限公司研发的宽带无线接入技术。它是全IP架构，全面支持固定、便携和移动模式下的话音、数据、视频和多媒体业务，并可以支持多媒体调度。该系统具有容量高、覆盖面广、成本低的语音业务及高带宽数据的特点。

该系统工作在1800MHz频段，基站最大覆盖半径可超过20km，在5MHz带宽上单扇区容量最高可达15Mbps，不但可以满足窄带语音业务的需求，还可以支持高带宽业务。McWiLL主要应用于电力、公网、油田、煤炭等行业。

TD-LTE技术的出现，使McWiLL受到了很大冲击，再加上其产业链比较单一，后续技术演进不明确，技术停滞不前，所以在行业应用中，客户越来越倾向于选择TD-LTE。

4.数传电台等其他LTE介绍

数传电台是借助数字信号处理技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台，可以传输遥控遥测数据、数字化语音、动态图像等。

1）系统构成

数传电台具备网络结构简单、覆盖广、部署容易、专网专用等优势，其典型网络拓扑如图3-5所示。

专变负控终端通过串口与数传电台辅台连接，再经空口与数传电台主台连接，最后经电力传输网与主站连接，实现端到端的数据通信。

2）系统特点

（1）频谱利用率低，传输速率低。高速数传电台速率仅为19.2kbps，并且主站在采集数据时仅支持点对点轮询方式。因此，当主站下采集点过多时，轮询一遍花费时间很长，甚至超过24小时，无法满足每日数据的采集需求，更谈不上未来15分钟一次的实时业务采集需求。

（2）功能单一，安全措施少。数传电台无主动上报功能，出现故障或紧急事件时无法及时上报。无系统级别的专业安全方案。

（3）抗干扰性差，系统内干扰。数传电台频点单一，一旦被干扰就可能导致系统停止工作。当某台数传电台终端处于“长发”的故障状态时，信道被全部占用，导致其所在主台下的终端均无法通信。

数传电台发射功率大（25W），不同地市之间存在干扰，须对频点进行跨地市协调，协调难度大，频点复用度很低，而且对抗干扰要求高。因此，国家无线电委员会分配的40个25kHz电力专用频点，实际同一个县市一般只能使用5～8个，限制了数传电台容量和吞吐量的进一步提高。随着计量终端的增加和各种新业务的开展，数传电台的频点问题必将成为瓶颈。

（4）管理功能弱。现有数传电台无专门网管单元，增加了系统的管理和维护难度。

3）应用情况

数传电台长期以来作为上海、江苏、重庆、沈阳等地专变负控业务的无线专用采集通道，服务于电网。随着从传统电网到智能电网再到能源互联网的演进，数传电台已难以满足电网日益增长的信息化通信需求。

3.2.3　电力无线专网产业发展

电力无线专网产业联盟于2017年9月成立，多项标准规范启动编制、专用芯片开发并投入应用，所有这些都为无线专网的产业化发展和规模化做了必要准备。

1.电力无线专网产业联盟

在“十二五”期间，电力无线专网技术取得了一定成果，但由于研发力量薄弱，产业链单一，发展相对滞后，已经不能满足日益增长的市场需求。而通过建立电力无线专网产业联盟，可整合各联盟成员在技术研发、核心制造、行业应用等领域的优势资源，推动电力无线专网产业的发展。

2017年9月26日，中国无线电协会电力无线专网产业联盟正式成立，标志着我国电力无线专网建设进入新的重要阶段。产业联盟的成立将促进联盟成员的沟通合作，加强电力无线专网标准体系的建设，共同打造电力无线专网产业生态圈，推动电力无线专网产业的发展。

2.标准规范

随着电力无线专网产业联盟的成立，推动联盟内成员聚集优势资源，开展产业重大、关键、共性技术联合攻关，制定联盟团体标准，积极推进企业/行业、国家和国际标准化工作，推动联盟成员单位的知识产权共享成为可能。其中企业/行业/国家和国际标准的制定是前提和基础。

1）标准建设规划

（1）统一技术体制和标准体系：①统一技术体制和标准涵盖接口标准、设备标准和测试标准；②立足于联盟团体标准的制定，逐步向企业标准、行业标准、国家标准和国际标准推广。

（2）产业推动及引领：①为电力无线专网产业发展奠定技术基础；②实现各厂家系统设备间互联互通；③有利于打造产业生态圈，推动电力无线专网产业发展。

2）标准体系框架

标准体系框架主要包括以下内容。

（1）总体技术规范：规范电力无线专网系统结构、功能、接口、频率配置、性能和安全等要求的基本说明。

（2）设备技术及测试规范：规范基站、终端通信单元、核心网设备及网元管理系统的功能和性能，以及测试方法。

（3）接口技术及测试规范：规范基站和终端通信单元、基站和核心网设备、网元管理系统与网元设备间的接口通信协议。

（4）互操作测试规范：规范基站和核心网间、终端通信单元和基站间的互操作测试规范。

（5）网络安全规范：规范电力无线专网的安全防护要求、安全防护架构和安全技术要求。

（6）业务需求规范：规范业务等级分类及各等级业务对应的传输特性的要求。

3.2.4　应用场景分析

无线专网可满足多种应用场景的需求。本节从覆盖区域、传输带宽、频谱需求等方面进行分析，给出无线专网需要应对的应用场景。

1.电力

电力无线专网建设应用场景应结合不同区域和供电场景的业务需求、网络建设与运维成本、各地频率资源政策等因素，适合采用优质低频段建设无线专网，满足安全、泛在电力终端通信接入网建设的需求。

在地理区域上，电力无线专网应覆盖城市、乡镇、农村等多种供电区域，在同一区域及不同区域之间，需要形成连续覆盖的网络，实现业务规划统一接入。

在供电区域上，考虑业务终端的区域分布密度和供电质量需求，当前应覆盖A+、A、B、C供电区。随着供电质量的进一步提高，后期考虑实现对D类甚至E类供电区的覆盖。

在业务承载上，电力无线专网不但需要满足采集、控制类小颗粒业务的需求，部分区域还需要作为有线网的补充，满足应急视频和语音等大颗粒业务的需求，业务种类需要覆盖基础类业务和扩展类业务。

在频谱需求上，首先需要采用230MHz低频段优质频谱，无线专网具备广覆盖特性，基于电力现有资产点（变电站、供电所、调度大楼等）实现无线专网的连续覆盖；其次需要采用全国通用的统一频谱资源，无线专网在国家电网范围内具有可复制性与规模化建设的条件，满足国家电网对无线专网统筹规划的需求[6]。

综上所述，电力无线专网应具备低成本连续覆盖、一网全业务承载、采用电力专用的统一低频段频谱等特性，LTE 230无线专网系统满足上述全部条件，应作为承建电力无线专网的优选技术手段。

2.新能源（光伏/风电）

1）光伏能源

光伏发电是指利用太阳电池半导体材料的光伏效应将光能转变为电能的技术。在应用形式上有集中式光伏电站和分布式光伏电站两大类，其中集中式光伏电站有山地光伏电站和常规地面光伏电站两种类型。

（1）山地光伏电站。山地光伏电站是指在地表起伏不平的地区建设的光伏电站，如图3-6所示。

现有的光纤通信在面对点多面广、环境复杂的光伏电站通信网络时，有投资高、覆盖难、维护困难、建设周期长等缺点，所以无法通过光纤网络引领和支撑光伏电站通信网络，可以考虑采用LTE 1800或LTE 230无线专网系统进行业务承载，其中LTE 230无线专网系统具有如下优势：①采用低频段230MHz组网，相对于1GHz以上频谱，具有空间传输衰减慢、覆盖广的优势，开阔地覆盖半径能够达到30km；②230MHz频段波长超过1m，绕射能力强，可有效抵抗建筑物遮挡，在山体遮挡地区，相对高频段厘米波具有明显的绕射优势；③同样是频段优势，LTE 230无线专网系统不受雨雪雾天气的影响，无论是树木茂盛的夏季，还是落叶的冬季，LTE 230无线专网系统均能保持良好的覆盖效果，与传统高频段无线通信网络相比优势明显；④LTE 230无线专网系统无线基站与终端之间无需管道或架空布线，终端施工量小，部署便捷，后期易维护。

从覆盖范围、建网成本和后期维护成本等因素分析，LTE 230无线专网系统更适合山地光伏电站通信组网，具体组网架构如图3-7所示。

（2）常规地面光伏电站。常规地面光伏电站主要建设在荒漠、戈壁、草原等平地上，地势平坦，周边无高山、高塔及其他建筑物遮挡，无线环境相对简单，无线信号传播较好。在占地面积上，同样规模的常规地面光伏电站和山地光伏电站，常规地面光伏电站占地面积更小，1MW占地面积约为13333m2。

光纤通信具有投资高、覆盖难、维护困难、建设周期长等缺点，综合考虑光伏电站通信网络前期施工便捷、后期易维护等需求，常规地面光伏电站可采用无线专网系统进行通信业务承载。

（3）分布式光伏电站。分布式光伏电站是指在城市建筑物屋顶建设的光伏发电项目，供电系统一般规模较小，可以充分利用当地的太阳能资源，如图3-8所示。

分布式光伏电站容量比较小，布局分散，目前各地市基本未采用分布式电源监控子站的形式。分布式电源监控终端直接与主站通信，进行统一管理。35kV/10kV分布式电源主要采集电能质量、测控、关口计量等信息，电能质量、测控信息由一体化装置统一采集，关口计量信息由用电信息采集系统采集终端采集，并直接与用电信息采集系统交互信息。380V/220V分布式电源目前主要采集关口计量信息，直接与用电信息采集系统实现信息交互。国家在“十三五”期间积极推动电力无线专网系统建设，对于分布式光伏电站接入，考虑采用有线和无线混合组网方式，相互补充，提升新能源通信接入的可靠性。

2）风电能源

风力发电系统是把风能转化为电能的系统，有些风力发电系统处于交通不便的海上、山区和高原。在这种偏僻地区，通过有线方式传输风电场监控数据成本高、施工难度大，因此更适合采用具有部署方便、成本低特点的LTE无线通信网络，如图3-9所示。

3.石油天然气

由于油气田很多地处偏僻，偷油盗油时有发生，甚至有不法分子故意破坏油气田的井场基础设备，这些行为会严重影响油气田生产安全，进而导致油气田安全事故频发，给国家财产带来巨大损失。

通过对石油天然气行业进行生产数据采集、生产环境视频监控及综合分析对比，可以及时发现石油天然气行业生产运行中的问题或安全隐患，这对石油天然气行业的平稳运行和油气田安全生产起着至关重要的作用。

石油天然气行业无线专网的建设应该满足油气田不同应用场景的需求，油气田应用场景主要考虑以下几点。

（1）覆盖区域要求。国内大多数油气田分布于丘陵、山地、沟壑及沙漠边缘，地形地貌复杂多变，地势落差大。油气田厂站和单井距离远，井场分散于方圆几十千米的区域。

（2）业务要求。对石油天然气行业来说，油气水井井口生产数据的自动采集和远程传输是必备业务，因为这关系到整个石油天然气行业企业的安全平稳运行和油气生产品质。对生产环境视频监测业务的要求有上升趋势。

（3）带宽要求。石油天然气行业的油气水井井口数据量小，单个油气水井生产数据只有10～20kbps，但是数量巨大。对重点井场、重点路口卡口视频监控带宽要求高，但是数量相对少。

（4）业务实时性要求。油气水井生产数据的采集和传输对实时性要求较高，其中压力、温度等参数支持3分钟上传一次数据，功图10分钟上传一次数据。对生产环境视频监控业务的实时性要求高。

结合以上需求特点，对油气水井分布相对密集的区域，在以视频业务为主的情况下，宜考虑建设LTE 1800无线专网系统；在油气水井分布相对分散的区域，或者以采集可控制类业务为主的情况下，宜考虑建设LTE 230无线专网系统，以满足广覆盖的需求。