CN214901323U - 一种超长高压电力管廊内的无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超长高压电力管廊内的无线通信系统，无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元依次相连，布置在电缆终端站主控通信室内；工业级接入层交换机至少具有一个，且每个工业级接入层交换机连接有多个工业级双定向天线无线AP，两者均线性布置在高压电力管廊内；工业级接入层交换机与核心交换机连接；工业级双定向天线无线AP发出的无线WIFI信号覆盖高压电力管廊内部，使得位于管廊内的移动终端能够使用该无线WIFI信号与高压电力管廊内的其他移动终端以及与外界移动终端进行无线WIFI语音或视频通信。本实用新型的超长高压电力管廊内的无线通信系统便于实施维护，扩展性强，安全可靠性高，性价比高。

Description

一种超长高压电力管廊内的无线通信系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种超长高压电力管廊内的无线通信系统。

背景技术

随着国民经济和城市规划建设的飞速发展，既有的架空高压输电线路/高压走廊已经与各大中城市的规划和发展不相匹配，取而代之的是各种规模的高压电力管廊。

高压电力管廊由于其为专用地下隧道，一般几公里至十几公里，超过二十公里可以定义为超长高压电力管廊。

由于高压电力管廊位于地下并穿越河流、交通主干线、地铁等已有公共设施，深度从十几米至几十米不等，陆上公用无线通信信号无法穿透，管廊内没有任何通信信号可用，给日常运维等工作造成极大不便。

现阶段已经投运的高压电力管廊里程短，一般不超过十公里，管廊内的运维视频语音业务需求，主要通过以下两种方式解决：一是沿管廊内定点敷设有线电话电缆解决；二是采用移动通信无源天线+4G/5G直放站+泄漏电缆方式解决。

目前高压电力管廊内的运维视频语音业务通信方式存在如下几点缺陷：

1、网络安全问题，高压电力管廊属于安全保密单位，其使用公网无线信号进行通信业务不能满足日益严峻的网络安全要求。

2、高压电力管廊自身具有电压等级高、电气绝缘要求等级高、电磁干扰强，对无线通信系统相关的设备要求安全可靠性高、稳定性高；4G/5G直放站+泄漏电缆因隧道内环境差，漏泄电缆随时间推移易老化，导致接触不良，故障点增多，影响系统稳定性；超长高压电力管廊内使用该方案，设备网元和维护工作量增多，维护难度增大。

3、超长高压电力管廊属于长距离线性覆盖场景，由于其为专用隧道，不存在大量的终端用户，不符合运营商的投入产出要求，建设运维模式受限制，无法有效引入运营商4G/5G无线公网信号进行覆盖。

因此，有必要设计一种新型的超长高压电力管廊内的无线通信系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本申请提供了一种超长高压电力管廊内的无线通信系统，具有安全可靠性高，易于工程实施，扩展性强，用户体验友好的特点。

本申请采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种超长高压电力管廊内的无线通信系统，包括工业级双定向天线无线AP、工业级接入层交换机、无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元；无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元依次相连，布置在电缆终端站主控通信室内；所述工业级接入层交换机至少具有一个，且每个所述工业级接入层交换机连接有多个工业级双定向天线无线AP，两者均线性布置在高压电力管廊内；所述工业级接入层交换机与核心交换机连接；所述工业级双定向天线无线AP发出的无线 WIFI信号覆盖高压电力管廊内部，使得位于管廊内的移动终端能够使用该无线WIFI信号与高压电力管廊内的其他移动终端以及与外界移动终端进行无线WIFI语音或视频通信。

进一步地，所述的无线准入安全控制单元包括依次连接的上网行为管理单元、防火墙、路由器及外网出口。

进一步地，所述工业级接入层交换机通过光口连接工业级双定向天线无线AP的数量根据交换机的光口数量及备份数量确定。

进一步地，无线控制器AC与核心交换机均具有两台，两台无线控制器AC分别与两台核心交换机相连，两台核心交换机同时连接至无线准入安全控制单元。

进一步地，所述工业级接入层交换机具有多个，多个工业级接入层交换机使用光纤跳接的方式组成冗余环网，且靠近电缆终端站主控通信室的两个工业级接入层交换机分别与两台核心交换机相连。

采用本申请的技术方案的有益效果如下：

1、本实用新型采用上网行为管理及防火墙访问控制等手段，在保证并满足管廊内通信业务需求的前提下，避免了公网存在的安全方面的隐患，保证了高压电力管廊内通信和信息安全。

2、充分考虑高压电力管廊内的环境因素，配置工业级的接入层交换机和工业级无线AP保证整套系统的高安全可靠性、高稳定性，减少了后期大量的运维工作。

3、基于工业级接入层交换机组成的冗余环网，在网络链路或设备出现故障的情况下，以小于20ms的网络自愈时间保证整个系统的安全可靠性。

4、系统的可扩展性强、组网灵活，可满足各类型高压电力管廊内的无线语音视频通信需求。

5、超长高压电力管廊里，运营商建设4G/5G网络对于运营商自身及电力运维业主来说，都不符合相应的投入产出要求，本实用新型以高性价比解决了超长高压电力管廊内的无线语音视频类通信的问题。

本实用新型的工业级接入层交换机+无线AP的超长高压电力管廊无线通信系统，可进一步推广至国内外各类型高压电力专用管廊的应用中，并以期对后续的同等规模项目起到一定的借鉴意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的一种超长高压电力管廊内无线通信系统的总体网络架构示意图；

图2为本实用新型一实施例的一种超长高压电力管廊内无线通信系统的工业级接入交换机组成冗余环网示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1和图2。

本申请提供的一种超长高压电力管廊内的无线通信系统，包括工业级双定向天线无线AP、工业级接入层交换机、无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元。

无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元依次相连，布置在电缆终端站主控通信室内；工业级接入层交换机至少具有一个，每个工业级接入层交换机连接有多个工业级双定向天线无线AP两者均线性布置在高压电力管廊内。

工业级接入层交换机与核心交换机连接；工业级双定向天线无线AP发出的无线WIFI信号覆盖高压电力管廊内部，使得位于管廊内的移动终端能够使用该无线WIFI信号与高压电力管廊内的其他移动终端以及与外界移动终端进行无线WIFI语音或视频通信。

AP(Access Point无线访问节点)提供无线信号，将各个无线网络客户端即移动终端接入无线网络。

AC(Access Point Controller无线控制器)是用来集中化控制无线AP，是一个无线网络的核心，负责管理无线网络中的所有无线AP，包含对AP下发配置，修改相关配置参数，射频智能管理，接入层安全控制等。

本实施例的工业级双定向天线无线AP，支持全面的无线安全防护功能，支持防雷措施，至少IP68防护等级；配合无线控制器AC可以实现WEB认证、二三层无线漫游、 WIDS、防ARP欺骗、DHCP安全、射频安全、病毒与攻击防范；天线增益不低于11dBi，支持外置定向天线，2.4GHz与5.8GHz合路双频，802.11a/b/g/n/ac，最大传输速率不低于1200Mbps，单方向150米距离处接收电平RSRP不低于-75dBm，在满足语音视频业务需求的前提下，要求双方向有效覆盖距离合计200米。

无线准入安全控制单元包括依次连接的上网行为管理单元、防火墙、路由器及外网出口。

单个工业级接入层交换机通过光口连接工业级双定向天线无线AP的数量根据交换机的光口数量及备份数量确定。

无线控制器AC与核心交换机均具有两台，两台无线控制器AC分别与两台核心交换机相连，两台核心交换机同时连接至无线准入安全控制单元(上网行为管理单元)。

工业级接入层交换机具有多个，多个工业级接入层交换机使用单根八芯光缆通过光纤跳接的方式组成冗余环网，且靠近电缆终端站主控通信室的两个工业级接入层交换机分别与两台核心交换机相连；每台工业级接入层交换机向下连接工业级双定向天线无线AP，工业级双定向天线无线AP通过无线WIFI信号与移动终端无线连接。

工业级接入层交换机和工业级双定向天线无线AP线性布置在高压电力管廊内，200 米等间距布置的多个工业级双定向天线无线AP分别通过两芯光缆与同一个工业级接入层交换机相连。

无线控制器AC和核心交换机均为两台且互为备份，上网行为管理单元、防火墙、路由器均为一台，工业级双定向天线无线AP数量和工业级接入层交换机数量按照超长高压电力管廊里程确定。

以下对各部分进行介绍：

1、工业级双定向天线无线AP和工业级接入交换机线性布置在高压电力管廊内，200米等间距布置的多个工业级双定向天线无线AP分别通过两芯光缆与同一个工业级接入层交换机相连，单个工业级接入层交换机连接的工业级双定向天线无线AP数量根据接入层交换机的光口数及备份数量确定，工业级接入层交换机与其他管廊内的监控或自动化设备布置在一起并共用电源，工业级双定向天线无线AP在管廊内通过电源检修箱就近供电。管廊内的移动终端接收的信号是由工业级双定向天线无线AP发出2.4GHz 或5.8GHz无线WIFI信号；管廊内的移动终端发出信号的过程为：移动终端信号上传至工业级双定向天线无线AP，通过光纤传输至工业级接入层交换机，再由工业级接入层交换机传输至核心交换机及无线准入安全控制单元。

2、工业级接入层交换机组成的冗余环网如图2，多个工业级接入层交换机采用光纤跳接的方式组建冗余环网，设备间启用基于国际标准的IEC62439-6的冗余环网协议，当链路或设备出现故障，网络自愈时间20ms内恢复正常，工业级标准保证网络的高可靠性。

距离电缆终端站最近的两台工业级接入层交换机分别互联至核心交换机(主/备)，实现链路冗余。两台核心交换机设备间采用VRRP虚拟网关技术实现设备冗余；正常情况下主设备进行数据转发处理，当主设备故障，网关自动切换到备份设备，由备份设备接替进行数据处理转发。

工业级接入层交换机采用光口交换机，满足系统数据传输及组网需求。

高压管廊内敷设单根八芯光缆用于工业级接入层交换机跳接组成冗余环网，使用四芯备用四芯。

3、上网行为管理及防火墙实现用户的安全准入控制及安全管理，在电缆终端站主控通信室经路由器利用通信环网直连省公司/地市公司互联网出口。

上网行为管理实现接入无线WIFI网络用户上网行为的监控和管理，通过员工密码认证、游客微信认证等，只有认证用户才能连接管廊内无线网络；支持手机管控，对用户上网行为进行审计，禁止访问违法违规及违反安全要求的网站。

防火墙访问控制，防止非法的主体进入受保护的网络资源，允许合法用户访问受保护的网络资源，防止合法的用户对受保护的网络资源进行非授权的访问；入侵防护，可阻挡各种入侵攻击；病毒防护，对恶意代码进行主动防御技术，全面检测已知和未知的各种病毒。

路由器属于接入路由器，对于设备的安全性考虑主要基于路由器自身系统安全、数据过滤、路由认证、异常流量识别和限制、异常报文处理、安全监控等几个方面，以此保障系统的可靠性及可用性和信息的完整性。

本实施例的超长高压电力管廊内的无线通信系统便于实施维护，扩展性强，安全可靠性高，性价比高。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种超长高压电力管廊内的无线通信系统，其特征在于，包括工业级双定向天线无线AP、工业级接入层交换机、无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元；

所述无线控制器AC、核心交换机、无线准入安全控制单元依次相连，布置在电缆终端站主控通信室内；

所述工业级接入层交换机至少具有一个，且每个所述工业级接入层交换机连接有多个工业级双定向天线无线AP，两者均线性布置在高压电力管廊内；

所述工业级接入层交换机与核心交换机连接；

所述工业级双定向天线无线AP发出的无线WIFI信号覆盖高压电力管廊内部，使得位于管廊内的移动终端能够使用该无线WIFI信号与高压电力管廊内的其他移动终端以及与外界移动终端进行无线WIFI语音或视频通信。

2.根据权利要求1所述的超长高压电力管廊内的无线通信系统，其特征在于，所述无线准入安全控制单元包括依次连接的上网行为管理单元、防火墙、路由器及外网出口。

3.根据权利要求1所述的超长高压电力管廊内的无线通信系统，其特征在于，所述工业级接入层交换机通过光口连接工业级双定向天线无线AP的数量根据交换机的光口数量及备份数量确定。

4.根据权利要求1所述的超长高压电力管廊内的无线通信系统，其特征在于，无线控制器AC与核心交换机均具有两台，两台无线控制器AC分别与两台核心交换机相连，两台核心交换机同时连接至无线准入安全控制单元。

5.根据权利要求4所述的超长高压电力管廊内的无线通信系统，其特征在于，所述工业级接入层交换机具有多个，多个工业级接入层交换机使用光纤跳接的方式组成冗余环网，且靠近电缆终端站主控通信室的两个工业级接入层交换机分别与两台核心交换机相连。

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