关于输电线路网络监控系统组网技术选型研究

摘 要：随着设备技术水平的不断提升，威胁输电线路安全稳定运行的因素已由原来的设备因素转变为外力破坏，如异物悬挂、市政工程、大型机械碰线等。输电线路的运行维护必须研究和采用新技术替代过去的传统运维模式，使电网管理步入科学化、高效化、智能化轨道，因此输电线路网络监控系统的需求便由此应运而生。然而，3G和4G网络运维费用极其昂贵，非常不利于输电线路的大规模使用，缺乏实用性；传统的无线WiFi网络虽然运维费用低，但其能够支持的范围非常有限，用户只有保持在距离无线接入点设备（AP）300英尺的范围内才能实现高速连接。无线Mesh网络对于解决大面积开放区域（包括室内和室外）的无线网络覆盖问题是一种良好方案，它的组成由呈网状分布的无线AP构成，AP使用的是将点对点通过无线中继链路互联，这样可以WiFi中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”，成功实现了输电线路大范围、低成本运维的目标。

关键词：WiFi Mesh 组网技术 输电线路

中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0132-01

随着设备技术水平的不断提升，威胁输电线路安全稳定运行的因素已由原来的设备因素转变为外力破坏，如异物悬挂、市政工程、大型机械碰线等。传统的依靠运行维护人员周期性巡视的运维方式已不能满足当下复杂环境的要求，为了保障输电线路可靠安全运行，采用无线Mesh网络建设输电线路在线检测系统的传输网络，能实现数百米、数公里甚至数十公里距离的网络互连，满足输电线路的视频监控需要，同时满足实时传输输电线路运行数据如：温度、湿度、风力、倾斜、舞动、拉力、污秽、高清视频与图像等到监控中心。

1 选型成本及性能分析

以下是无线Mesh专网与移动或电信3G网络在成本与基本性能上的比较，通过比较得知：无线Mesh专网更适合输电线路的无线监控网络的实用要求。（如表1）

2 无线Mesh网络的技术优势

2.1 非视距传输（NLOS）

利用无线Mesh技术可以很容易的实现NLOS配置，在室外和行业市场中有着广泛的应用前景。与发射台有直接视距的用户先接收无线信号，然后再将接收到的信号转发给其他非户。根据这种方式，信号能够自动选择最佳路径不断从一个基站跳转到另一个基站，并且最终到达无直接视距的目标用户。这样，具有直接视距的基站实际上没有直接视距的用户提供了无线接入功能。无线Mesh网络能够非视距传输的特型大大扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围。

2.2 健壮性

实现网络健壮性通常的方法是使用多路由器来传输数据。如果某个路由器发生故障，信息有其他路由器通过备用路径传送。在单跳网络中，一个节点出现故障，整个网络也就随之瘫痪。而在Mesh网络结构中，由于每一个节点都有一条或者几条传送数据的路径。如果最近的节点出现故障或者收到干扰，数据包将自动路由到备用路径技术进行传输，整个网络的运行不会受到影响。

2.3 结构灵活

多跳网络中的设备可以利用不同的节点同时连接网络，这样可以保证网络的性能不会降低。Mesh网络为了保证通信负载平衡设计了庞大的冗余机制。无线Mesh网络中的各个设备都可以使用不止一个传输路径，网络在分配通信路由的时候会参考每个节点的通信负载情况，这样节点的通信拥塞现象可以排除。

2.4 高带宽

无线通信所拥有的物理特性决定了它的带宽和通信传输距离呈正比关系，因为随着无线传输距离的增加，各种干扰和其他导致数据丢失的因素随之增加。因此，选择经多个短跳来传输数据将是获得更高带宽的有效方式，这也是Mesh网络的优势所在。

3 无线Mesh网络的安全性

WiFi无线网络是非常易于使用的系统，可以为用户提供非常方便的无线网络接入。但是从安全角度来看，建立链路必须的信息也是获取未授权访问所需要的信息。针对安全专家所提及的典型攻击-协议分析、主动/被动侦听、man-in-the-middle、会话截取等等，真正的问题是保护那些进行这些攻击所必须的信息。

SLT Access/One系统及其配合的标准软件/硬件安全系统允许用户设立根据策略（Policy）实施无线网络安全，保证敏感数据的完整性，提供完整的用户认证、鉴权，无线流量加密并且实时监测网络活动等等；并且使用Mesh节点间的通信加密、新节点认证授权等多种机制，保证Mesh无线网络骨干的安全。SLT Access/One系列产品支持目前业界先进的802.11i无线安全标准。在加密方式上支持WEP、TKIP和AES，认证方式上支持明文、共享密钥、MAC地址和802.1x等多种方式，确保仅有被授权无线终端才能接入到网络中。

4 结语

无线网状组网技术目前被业界普遍认为是无线网络技术的一个发展方向。在这一新兴的无线市场上，它采取了先商用后标准的市场策略。经过近几年的发展之后，基于WiFi的WMN技术在安全性能、QoS、传输距离等方面均有了长足进步，而且在甘肃兰州输电线路网络监控系统的运用上取得了显著的成绩。可以说，基于WiFi的WMN注定将在未来较长的一段时间内在电网线路等智能监控领域必将占据极其重要的市场地位。

参考文献

[1] 余海，曹蕾.基于WIFI的无线网状（mesh）组网技术[J].现代电子技术，2011（10）：120-122.