Q GDW 11664-2017 电力无线专网规划设计技术导则.pdf

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1、ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11664 2017 电力无线专网规划设计技术导则 Technical guidelines for conception planning of electric wireless private network 2017-11-22发布 2017-11-22实施 国家电网公司 发布 Q/GDW11664 2017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 符号、代号和缩略语 . 2 5 总则 . 2 6 规划设计目标 . 3 7 技术原则 .

2、3 编制说明 . 6 Q/GDW 11664 2017 II 前 言 为 规范 电力无线专网 工程建设标准和技术要求， 制定本 标准 。 本 标准 由国家电网公司信息通信部 和发展 策划 部 提出并解释。 本 标准 由国家电网公司科技部归口。 本 标准 起草单位：国网北京经济技术研究院、国网江苏省电力公司、国网浙江省电力公司、国网冀北电力有限公司、中国电力科学研究院。 本 标准 主要起草人： 王玉东、辛培哲、苏斓、刘丽榕、陈向东、韦磊、陈小平、邵炜平、马平、吴国庆、徐志强、邢宁哲、常海娇、李信、仝杰、丁慧霞、汪洋、王磊、 曾京文、杨斌、刘思革、 都俊超、龚亮亮、尹喜阳、肖振锋 、王栋、赵晓坤

3、、宋文龙、胡阳、李金泽 。 本 标准 首次发布 。 本 标准 在执行过程中的意见建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW11664 2017 1 电力无线专网规划设计技术导则 1 范围 本 标准 规定了国家电网公司电力无线专网规划设计的主要技术原则。 本 标准 适用于公司范围内 电力 无线专网规划设计工作。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 国家发改委 2014 14令 电力监控系统安全防护规定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1

4、 电力无线专网 electric wireless private network 电力 公司 主导 建设、 专 用 于电力业务， 采用广域无线接入技术的数据通信网络系统 。 3.2 核心网 packet core 负责信令控制，并向业务系统转发数据的设备 。 3.3 基站 base station 能接收和发射无线信号，可与无线通信终端之间实现双向通信的设备。 3.4 回传网络 backhaul network 基站至核心网之间的传送网络 。 3.5 无线通信终端 wireless communication terminal 与基站进行数据交互的 无线 节点设备，负责业务终端 与 基站 之

5、间的数据通信 。 3.6 小区 cell Q/GDW 11664 2017 2 构成无线蜂窝网络的子区 。 3.7 边缘用户业务速率 marginal rate of cell 在特定的带宽、上下行时隙配比、干扰条件下，无线网络扇区边缘用户所能达到的上行或下行速率。 3.8 小区吞吐量 cell throughput 在特定的带宽、上下行时隙配比等条件下，单个无线网络扇区单 位时间内成功地传送 数据 的 理论峰值 数量 和平均量 。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 LTE： 长期演进（ Long Term Evolution） RSRP： 参考信号接收功率（ Reference Sign

6、al Received Power） RS SINR： 参考信号信干噪比（ Reference Signal Signal to Interference & Noise Ratio） VPN： 虚拟专用网络（ Virtual Private Network） 5 总则 5.1 电力 无线专网 应 满足电力业务 发展 需求， 并 与骨干通信网络协调发展。 5.2 电力 无线专网规划设计应结合电网生产和管理现状及发展目标，以业务应用需求为导向，提出规划设计思路、目标、原则和建设方案。 5.3 在满足 电网 安全性的前提下，结合终端分布密度、各类通信方式的设备资产全寿命周期比选结果，可建设无线专网

7、 ，应避免与其它通信方式的重复建设 和重复投资 。 5.4 电力 无线专网 的规划 建设应 统筹考虑 调度自动化、 配电自动化、用电信息采集等多业务的需求。 5.5 电力 无线专网规划设计内容应包括业务需求、核心网规划、基站规划、回传网络、无线终端、网管系统、网络安全、机房和电源部分等。 5.6 电力 无线专网应采用先进、成熟、适用的无线通 信技术，提供安全的数据传输通道，规划设计指标可适度超前。 5.7 电力 无线专网的频率使用应按照国家相关规定执行，采用无线电管理委员会许可使用的频率。 5.8 电力 无线专网规划设计主要原则 : a) 安全性原则。以保障电网安全稳定运行为核心，实现电网各类

8、业务信息在 电力 无线专网中的安全可靠传输。 b) 标准化原则。应遵循统一的技术政策、技术路线、标准规范，对系统进行标准化设计。 c) 差异化原则。 电力 无线专网规划设计应实行差异化原则，充分考虑不同区域的电网发展水平、业务需求、系统规模差异，合理确定建设标准和规模。 Q/GDW11664 2017 3 d) 经济性原则。 电力 无线专网规划设计应遵循经济性原则，充分挖掘现有通信技术和资源潜力，提高网络的使用效率，统筹考虑建设和运维成本，实现设备资产全寿命周期内整体成本最优。 6 规划设计目标 6.1 电力 无线专网规划应明确承载业务类型 、规模 、目标覆盖区、覆盖面积、容量及性能规划目标。

9、 6.2 电力 无线专网规划设计应满足 调度自动化、 配电自动化、用电信息采集等业务系统对通信网安全性、可靠性、实时性和承载能力的要求。 6.3 电力 无线专网应与光纤专网、电力线载波、无线公网等相结合， 主要 实现对区域内配电自动化 “三遥” 、 “二遥” 终端 、用电信息采集等业务终端的全覆盖。 6.4 在同频组网、邻区实际用户占用 50%网络资源条件下，在 A+、 A 类地区 规划目标覆盖区域内 无线网络总体覆盖率应满足 RSRP -115dBm且 RS SINR -3dB的 位置 不低于 95，在 B、 C类地区不低于 90 ，业务终端 99% 的时间可接入网络。 6.5 小区边缘用户

10、上行接入速率不低于 9.6kbps。 7 技术原则 7.1 总体 要求 7.1.1 电力 无线专网应根据业务需求选择可行的无线通信技术，技术体制应具有延续性和扩展性，宜优先选择 LTE 技术。可 综合 业务带宽需求、终端分布密度、频率资源、经济性等因素选择采用 LTE 230MHz技术或 LTE 1800MHz 技术。 7.1.2 在工程设计中应根据覆盖要求，结合基站和终端的位置、高度、类型及网络性能需求进行基站选址、设计，进而进行覆盖仿真和业务评估。 7.2 业务需求 7.2.1 电力无线通信专网需求预测包括业务需求分析、容量需求预测、实时性需求预测等内容。 7.2.2 电力无线通信专网需求

11、包括精准负荷控制、配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电站 /桩、分布式电源、输变电状态监测、配电所综合监测、输配变机器巡检、电能质量监测、智能家居、智能营业厅、电力应急通信、视频监控、开闭所环境监测、移动作业、仓储管理等业务。 7.2.3 需求预测应参考配、用电等业务 信息采集与控制的相关技术规定，根据业务类型、时延要求、终端数量、并发数量等数据，进行业务的分类、预测、统计。 7.2.4 业务容量需求宜适度预留未来数据业务的发展，冗余系数可设置为 20% 30%。 7.3 核心网规划 7.3.1 核心网应根据电力无线通信专网承载业务、建设规模确定部署方式，宜部署在地市公司；可根据业务接入规模

12、、流向等，部署在省（市）公司。 7.3.2 承载毫秒级精准负荷控制业务的区域，应设置 2 套核心网，分别承载生产控制大区业务（含精准负荷控制业务）和管理信息大区业务 。 7.3.3 核心网容量应根据覆盖区域规划的基站数量、业务需求预测合理确定。 Q/GDW 11664 2017 4 7.3.4 核心网关键单元应冗余配置，网络规模较大区域可考虑本地或异地容灾。 7.4 基站规划 7.4.1 规划设计中基站站型规划以室外覆盖的基站为主。 7.4.2 基站的布点应根据技术体制并结合业务终端类型和数量、覆盖区域地形地貌、干扰情况等进行测算，并应满足电磁环境限值要求。在规划阶段，对基站数量可适度预留。

13、7.4.3 站址优先选择自有变电站、供电所、营业厅等电力场所，充分利用现有机房、电源、杆塔等基础设施，条件不具备时可考虑新建或租用，租用时应考虑运维和安全要求。 7.4.4 基站塔桅可根据站址位置，天线高度、天线类型等，选择采用独立杆塔或利用现有构建筑物建设抱杆、 增高架等。 7.4.5 无线通信终端分布在超高建筑阴影、室内、地下室等环境时，可采用增加基站或光纤射频拉远、无线中继转发、泄漏电缆等方式进行深度覆盖。 7.4.6 基站设备关键单元可冗余配置。 7.5 回传网络 7.5.1 基站回传通道应优先选用公司自身传输资源，条件不具备时可租用通道，租用通道应满足安全性、可靠性和网络管理的要求。

14、 7.5.2 回传通道线路侧采用端到端 1+1 或 1:1 保护方式，所在网络需提供电信级的业务保障，在故障情况下业务端到端切换时间 50ms。 7.6 无线通信终端 7.6.1 无线通信终端视业务终端的设备形态及运维管理要求，可选用嵌入式或独立式形 态。 7.6.2 无线通信终端需满足行业、企业等对配用电等业务终端设备及模块的相关规范要求。 7.6.3 无线通信终端可采用馈线延伸等工程方法保障无线信号的质量。 7.7 网管系统 7.7.1 规划设计中应考虑设备网管系统。 7.7.2 网管系统的管理内容应包括系统管理、配置管理、故障管理、性能管理、拓扑管理、安全管理等。 7.7.3 网管系统应

15、可通过北向接口或其他规范允许的接口接入终端通信 接入网 管理系统。 7.8 网络安全 7.8.1 电力 无线专网规划设计应满足电力监控系统安全防护要求，强化无线空口安全防护能力。 电力无线专网设备及网管系统应按照等级保护三级防护，保证无线系统数据传输的安全。 7.8.2 电力无 线专网应采用信息加密和完整性保护、双向认证鉴权等安全防护机制；应采用不同时频资源、 不同 基站传输板卡、 不同 SDH 传输通道、 不同 核心网 设备 等方式 ， 实现生产控制大区业务与管理信息大区业务 的物理 隔离。 7.8.3 不同安全分区的业务通过核心网与业务系统的连接时应符合国家发改委 2014 14 令的要求

16、。 7.9 机房和电源 7.9.1 通信电源应能满足核心网、基站设备用电需求。宜采用机房已有通信电源系统。 Q/GDW11664 2017 5 7.9.2 无线通信终端宜利用业务终端电源供电。 7.9.3 机房选择应充分考虑电源可靠、防雷接地良好、温湿度满足运行要求等因素。 Q/GDW 11664 2017 6 电力无线专网规划设计技术导则 编 制 说 明 Q/GDW11664 2017 7 目 次 1 编制背景 . .8 2 编制主要原则 . 8 3 与其他标准文件的关系 . .8 4 主要工作过程 . 8 5 标准结构 和 内容 . 9 6 条文说明 . 9 Q/GDW 11664 201

17、7 8 1 编制背景 本 标准 依据国家电网公司关于下达 2017 年度公司第一批技术标准制修订计划的通知（国家电网科 2017 72 号文）的要求编写。 国家电网公司先后在多个地区开展了 电力 无线专网建设试点，承载配电自动化、用电信息采集等生产、经营类信息，积累了一定的设计、建设、管理和运行经 验。电力监控系统安全防护规定（国家发改委 2014 14 令）、 电力监控系统安全防护总体方案（国能安全 2015 36 号）规定了无线网络承载电网生产控制类信息的安全防护要求。国家电网公司电力无线信息专网信息安全防护方案已通过公司安全委员会的审定。“十三五”末，国家电网公司配电自动化系统将覆盖 9

18、0%以上的终端，要求具备相应的无线通信网络承载配电自动化信息。国家电网公司已联合 中国普天信息产业股份有限公司 、华为 技术有限公司 、大唐 电信科技股份有限公司 等成立了电力无线专网产业联盟，正在编制 230MHz、1800MHz 的 LTE 技术规范。 本 标准 编制主要目的是为满足电网建设和公司经营管理对无线接入网的需求，规范 电力 无线专网规划设计和工程可研，指导 电力 无线专网工程的建设立项工作 。 2 编制主要原则 本 标准 依据 LTE 无线网络、配电自动化、用电信息等方面相关国家标准、行业标准及企业标准，遵循全面性、适用性、差异性的原则，规范 电力 无线专网建设的技术要求。 3

19、 与其他标准文件的关系 本 标准 与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本 标准 不涉及专利、软件著作权等知识产权问题。 本 标准 编制过程中的主要参考文件： YD/T 5213 2015 数字蜂窝移动通信网 TD-LTE 无线网工程设计暂行规定 Q/GDW 755 2012 电网通信设备电磁兼容通用技术规范 Q/GDW 1738 2012 配电网规划设计技术导则 Q/GDW 11184 2014 配电自动化规划设计技术导则 Q/GDW 11358 2014 电力通信网规划设计技术导则 4 主要工作过程 2017 年 1 月，按照公司下发的 2017 年技术标准编制修订计划项目启

20、动。 2017 年 3 月，成立编写组，确立编制工作总体目标，构建编写团队，确定参编人员。 2017 年 5 月，完成标准大纲编写，组织召开大纲研讨会，在广泛征求修订意见的基础上，完成了标准文本的初稿。 2017 年 6 月，开展标准初稿的集中讨论及修订完善。 2017 年 8 月，完成标准征求意见稿编写，采用电子邮件方式广泛、多次在国家电网公司企业范围内征求意见。 2017 年 9 月，修改形成标准送审稿。 2017 年 9 月，公司 信息通信 标准专业工作组组织召开了标准审查会，审查结论为：经协商一致，Q/GDW11664 2017 9 同意修改后报批。 2017 年 9 月，修改形成标准

21、报批稿。 5 标准结构 和 内容 电力无线专网规划设计技术导则规定了 电力 无线专网规划设计的主要技术原则 。 本 标准 按照 国家电网公司技术 标准 管理办法 （国家电网企管 2014 455号文） 的要求编写 。 本 标准 的主要结构和内容如下： 本 标准 的主题章分为 3章： 第 5章“总则”，主要明确电力无线通信专网建设的必要条件、所遵循的主要设计原则。 第 6章“规划设计目标”，明确了电力无线专网规划设计的主要性能指标。 第 7 章“技术原则”明确了业务需求预测、核心网、基站、回传网络、无线通信终端、网管系统、网络安全、机房和电源在规划设计阶段所遵循的主要设计原则。 6 条文说明 本

22、 标准 第 6.1 条中， 鉴于本标准适用于 230MHz、 1800MHz 两个频段， 230MHz 电力系统共有 40 个频点约 1M 带宽可用， 1800MHz 授权使用的频段系统带宽可能为 3MHz、 5MHz、 10MHz，小区平均吞吐量指标无法统一规定。本标准不具体明确容量规划设计目标。 本 标准 第 6.4 条中， A+、 A 类地区近似对应密集城区、城区， B、 C 类地区对应郊区、农村等。该指标与建网成本密切相关，初期以广覆盖为主，后期可逐步提高覆盖率指标。工程阶段，可采用多种措施保证目标覆盖区终端的 100%接入。 RSRP 指标为无线通信终端侧指标，参照公网终端最低接受灵

23、敏度-125dBm，干扰余量 7dB，环境噪声余量 3dB 计算所得。江苏公司开展 电力 无线专网建设时，经过实际测试表明，可采用此值作为电力无线通信专网设计指标。 本 标准 第 6.5 条中，电力系统无线通信专网承载的配电自动化、用电信息等业务上行业务量大于下行业务量， 因此本标准仅规定边缘用户上行接入速率指标为不低于 9.6kps。此指标主要根据国网运检三 2017 6 号文中的配电自动化终端技术规范关于配电自动化的速率指标要求，用电信息业务的速率指标要求，无线通信专网的特性综合确定 。 本 标准 第 7.2.4 条中，容量需求预测的冗余系数无经验值可参考，暂定为 20 30%。 本 标准 第 7.4.1 条中，为保证覆盖目标，规划阶段，基站的数量可适当预留，预留系数建议为 10%15%。 _