电力无线通信组网的技术及应用

　　前，电力通信专网大量的使用了光纤这种方式组网，一旦出现自然灾害，将对光缆的正常运行造成严重的威胁，很可能出现光缆大面积中断的情况，而光缆的抢修又要在条件满足的情况下进行，需要的时间比较长，这将对电网的安全运行造成严重影响。

　　无线通信组网技术

　　无线通信一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成，目前基于该技术的无线通信技术主要有;WEAN、WiMax、WMN、3G等4种技术。

　　1.WLAN技术

　　1.1WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。WLAN技术也称为wi-Fi技术，目前有三个IEEE标准。

　　Wi-Fi的覆盖范围可达90m左右，传输速度快，802.11b的带宽可以达到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可达 54Mbit/s。该技术可以组建无线局域网，特别在同一层楼内的办公室可以使用无线办公，其传输速率可以有效的满足宽带联网的需求。

　　1.2WIAN组网方案，即由AC（接人控制点）+AP（接入点）+无线网卡+网络管理组成。

　　1.3尽管Wi-Fi技术已经在应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击。

　　2.WiMax技术

　　2.1WiMax技术简介

　　WiMax使用的标准有802.16d和802.16e两个标准，无线信号传输距离最远可达50公里。WiMax是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接，适用于静止和半静止状态访问网络，其传输速率可达10M—70M左右，能完全满足宽带上网的需求。802.16e标准定义了空中的物理层与MAC层，802.16e接入IP核心网，也可以提供VIP业务，支持一点对多点的结构。

　　WiMax是提供最后一英里的无线宽带接入技术，可以替代现有的有线和DSL连接方式来。WiMax将提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接，并最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供无线宽带连接。

　　2.2WiMax组网方案

　　WiMax系统的网络结构包括WiMax终端、WiMax无线接入网和WiMax核心网3部分，如图1所示。根据所采用的标准以及应用场景不同，WiMax终端包括固定（802.16-2004）、便携和移动（802.16e）三种类型。

　　而WiMax接入网主要指基站，需要支持无线资源管理等功能，有时为方便和其他网络互联互通，还需要包含认证和业务授权（ASA）服务器。而核心网主要用于解决用户认证、漫游等功能及作为与其他网络之间的接口。

　　2.3WiMax优势和劣势

　　从安全性看，WiMax提供了加密机制，它在介质访问层（MAC）中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。

　　从成熟度看，WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。

　　从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。

　　WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好是未来移动技术的发展方向，提供优良的最后一公里网络接入服务。

　　3.WMN技术分析

　　3.1WMN技术简介

　　WMN即无线网状网技术，是移动AdHoc网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动AdHoc网络的研究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是一种WEAN和AdHoc网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。

　　WMN具有宽带无线汇聚连接功能、有效的路由及故障发现特性、无需有线网络资源等独特的优势。

　　在实际网络发展中，它可以与多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等相结合，组成一个多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网络可以有效减少故障干扰、降低发射器功率、延长电池使用寿命、极大的提高频率复用度，从而提高网络容量、无线网络的覆盖范围，并有效的提高通信可靠性。

　　3.2WMN组网方案

　　在使用无线网格网技术建设的网络中，其拓扑结构呈格栅状，整个网络由下列组成部分构成：智能接入点（IAP/AP）;无线路由器（WR）;终端用户/设备（client）。

　　3.3WMN优势和劣势

　　从安全性看，目前802.11Mesh网的安全方案主要是Tropos的TroposMetroMesh方案和Nortel的方案。Tropos Metro Mesh方案，采用了多层安全架构，对客户机提供WEP、WPA保护;对无线路由器间的数据采用64/128bitWEP或128bitAES加密;同时使用VPN来增强整体的安全性。链路层的保护是无线网络安全机制的第一步，但是单独的链路层保护不能提供对敏感数据的保护。

　　Nortel在安全方面也别具特色。每个无线路由器间均建立经过加密的IPSec隧道。以便安全地传送所有用户的数据业务、内部信令处理和管理信息，也就是说数据在无线路由器之间的传送都处于IPSee保护之下。

　　从成熟度看，WMN是正在研究中的技术，在研究中不断在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。

　　从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等等领域。

　　随着其他技术的不断更新完善，WMN更好的与之相融合、互补，从而能够扬长避短发挥出各自的优势。