[发明专利]一种工业信息走廊的无线通信方式

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及高压输电线路通信网络的组网方式，网络同步，无线资源分配，路由算法，网络容错。

背景技术

电力传输网是电网中的核心网络，由于我国地域辽阔，在很多地区采用的是高压和超高压的方式进行传输，其工作环境大多在人烟稀少的地方，如山区，偏远农村等，这导致设备的后期维护和故障检测不易实现，对设备的故障检测功能提出了一定的要求；同时由于电力调度，控制等业务的特殊性，需要网络能够实时传输传递这类信息，对网络的同步性能提出了一定的要求。

在当前的电力网络中以光纤复合架空地线为传输媒介，已建立了一个以光网络作为骨干通信网，以通用分组无线服务技术作为无线辅助的通信系统，以实现对输电线路中的一些节点进行覆盖。但是在这种解决方案中，光网络是仅用于远端设备的接入，但是由于电网自动化终端数量和分布的特点决定了传统点到点的光纤通信方式在输电网中并不适用。同时，通用分组无线服务技术是个人通信网络，无法满足工业控制网络对所传输的信息安全性的要求，也无法满足对各种特定的工业应用环境下的特殊业务需求，例如电力通信中的IEC61850与IEC61970标准所定义的业务的需求，如带宽，实时性等；当链路出现故障时，它不能自动维护。

综上所述，当前的电力系统所采用的通信网络无法满足电力通信的需求，需要建立一种能够支持特定工业环境中的通信业务，例如电力通信中的IEC61850与IEC61970标准所定义的业务，能提供足够的可靠性以满足多个用户的，便于维护的网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在信息节点在地理上呈线状分布的情况下，组建能够有效覆盖信息节点的工业信息走廊，该工业信息走廊是能够支持实时业务的，能够实现设备故障自检测的通信网络。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：建立以无线Mesh网络为基础，能有效与光网络，公用陆地移动网等的骨干网接入，并构成紧耦合的工业信息走廊，其无线Mesh网络的通信设备位于每一个输电节点处，一些节点能够接入光网络，整个无线Mesh网络中有一部分节点能够接入公用陆地移动网，即PLMN网络，同时无线Mesh网络中的一些节点含有全球定位系统，GPS或北斗的模块。其特征在于：使用无线Mesh网络从各个节点收集信息，通过光网络或公用陆地移动网将信息传递给控制中心，其中业务骨干网以光网络为主，以公用陆地移动网为辅。该网络系统支持承载业务服务质量约束下的路由规划和业务过滤功能。包括以下步骤：

A：在线状地理分布的通信节点，组建物理拓扑上多回路，逻辑拓扑上以基本服务集BSS，独立基本服务集IBSS，分布式系统DS所构成的无线Mesh网络，提高网络的容错能力。

B：在无线Mesh网络中，采用多接口多信道技术实现同物理线路段的信道隔离；在保证无线Mesh网络中节点连通性的情况下，给每个节点的每个接口分配一个独立信道，抑制相邻节点在通信时所产生的信道之间干扰。

C：实现整个无线网络的同步，骨干网为时钟基准，辅助以外基准时钟和测距信息，同步树以骨干网关口节点为同步树根节点，以最少级数为原则动态构成，实现混合同步。

D：实现业务质量约束下的多上行端口路由规划，实现全网的流量均衡，在节点内部采用区分服务的业务调度机制，根据跳数动态调整承载业务在多跳传输中的优先级，支持对IEC61850，IEC61970，IEC60870，DL/T645标准所定义的电力业务信息的过滤。

E：实现异构网络路由容错，链路容错和端口容错，实现检测链路和端口故障，采用动态路由、备份链路和备份端口自主式切换，也支持通过网管配置实现主动式切换。

所述步骤A中：无线设备的地理分布是线状的，节点组成一个拓扑逻辑上多回路，包括线状，环状和网状的无线Mesh网络，网络中部分节点能够接入光网络，也有部分节点能够接入公用陆地移动网络，也有部分节点能够获取GPS或者北斗网络中的时钟信息。

所述步骤A中：所述的通信网络在数据传输上面是分3个平面，其中无线Mesh网络平面用于将各个数据的汇聚到关口节点，关口节点将信息传输到骨干网，即光网络或者是公用陆地移动网络，公用陆地移动网络作为光网络的备份，在无线Mesh网络断开与光网络的连接时被启用。

所述步骤A中：不同节点之间的在逻辑上构成树状拓扑，形成以IBSS和BSS为基本单元的扩展服务集ESS，其中PLMN网络和光网络均是逻辑上的DS；每一个节点在逻辑上由两个独立的通信模块，这两个独立的通信模块之间由DS域相连接。