劉駿　嚴(yán)婧婷

【摘要】? ? 本文簡要概述了5G通信技術(shù)的原理與特點(diǎn)，主要探討了該技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)具有的提高信號傳輸效率、擴(kuò)大信號覆蓋范圍以及降低通信運(yùn)營成本的優(yōu)勢，并對其具體的MIMO技術(shù)、物聯(lián)技術(shù)、云端技術(shù)、人工智能、定向波束以及超高寬帶等技術(shù)作了詳細(xì)的分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G移動? ? ?通信技術(shù)? ? 電力通信系統(tǒng)

引言：

在信息高速發(fā)展的時(shí)代下，5G的通信技術(shù)在該環(huán)境中不斷成熟，并且體現(xiàn)出了其多樣性，該技術(shù)被逐漸應(yīng)用于電力通信的系統(tǒng)之中，并且擁有了一定的優(yōu)勢，能夠滿足當(dāng)前大多數(shù)通信傳輸?shù)男枨?。因此在其?shí)際的應(yīng)用之中更需要對其規(guī)范性和安全性給予重視，只有將其規(guī)范且安全地應(yīng)用于電力通信的系統(tǒng)之中才能夠確保該系統(tǒng)獲得更好的運(yùn)行。

一、5G通信技術(shù)概述

5G的通信技術(shù)指的是移動通信技術(shù)的第五代，該技術(shù)以過往的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，比以往的通信技術(shù)具有更多的優(yōu)勢。在該技術(shù)的設(shè)計(jì)之中，通過把“軟”配置的重要設(shè)計(jì)納入通信技術(shù)之中，幫助網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商依照實(shí)際的動態(tài)業(yè)務(wù)流量實(shí)時(shí)性地調(diào)整通信資源，進(jìn)而降低了通信系統(tǒng)的能量消耗。5G的通信技術(shù)通常具備以下三種特點(diǎn)。第一，其具備較長的數(shù)據(jù)流量。5G能夠吞吐的流量相較于其他網(wǎng)絡(luò)來說更大，即便網(wǎng)絡(luò)非常繁忙的情況之下也可以高達(dá)100Gbit/s。第二，其聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備在不斷擴(kuò)大。在當(dāng)前的建設(shè)背景之下，能夠?qū)崿F(xiàn)在每平方千米之內(nèi)建設(shè)100萬臺的巨大規(guī)模。第三，其峰值的速率能夠不斷增加。該技術(shù)的峰值速率相較于其他網(wǎng)絡(luò)而言獲得了非常明顯的提升，一般每秒都可以實(shí)現(xiàn)10Gbit以上。

二、5G通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1提高信息傳輸效率

電力通信系統(tǒng)需要越快越好的信息傳輸效率，由于電力系統(tǒng)關(guān)系著人民群眾的生活，只有快速的信息傳輸才能夠保證相應(yīng)的電力信息能夠以最快的速度傳遞到工作人員手中，進(jìn)而開展相應(yīng)的電力工作。5G的移動通信所具備的傳輸速度相較于4G技術(shù)而言快了近百倍。無論是數(shù)據(jù)的上傳還是下載都可以在瞬間之內(nèi)完成，相同大小的數(shù)據(jù)信息，5G的通信技術(shù)傳輸?shù)酶旄踩?，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)無法與之比擬。該飛躍性進(jìn)步的信息傳輸效率為電力通信系統(tǒng)的工作帶來了更多的便利，將其工作效率進(jìn)行了最大化的提高[1]。

2.2擴(kuò)大信號覆蓋范圍

5G新通信技術(shù)的出現(xiàn)促使各大運(yùn)營商對移動通信的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面的優(yōu)化。其信號的覆蓋范圍更加廣泛。對于電力通信系統(tǒng)而言，信號的覆蓋范圍至關(guān)重要，只有對電力系統(tǒng)進(jìn)行全方位的覆蓋，才能夠確保電力通信工作的順利開展。傳統(tǒng)的通信技術(shù)容易出現(xiàn)信號死角，導(dǎo)致電力通信系統(tǒng)會出現(xiàn)信號中斷或缺失的問題，影響通信的數(shù)據(jù)傳輸效果。而5G的通信技術(shù)則利用其多個(gè)基站與上百個(gè)天線的結(jié)合，將信號的覆蓋范圍全面擴(kuò)大，進(jìn)而確保電力通信系統(tǒng)能夠在信號的覆蓋下進(jìn)行信號傳輸，避免信號的丟失與遺漏。

2.3降低通信運(yùn)營成本

5G的通信技術(shù)出現(xiàn)使得電力通信系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中有了更多的選擇，能夠根據(jù)其實(shí)際運(yùn)行的狀況選擇出最合適的網(wǎng)絡(luò)通信，在確保通信質(zhì)量不受影響的情況下，將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效率進(jìn)行最大化地提高，進(jìn)而將通信運(yùn)營的成本有效地降低，擴(kuò)大其經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的通信技術(shù)并不能夠讓電力通信系統(tǒng)根據(jù)情況選擇通信網(wǎng)絡(luò)，并且其在信號傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生了大量的能耗，導(dǎo)致電力通信的成本較高，而5G通信的技術(shù)則對能量的損耗進(jìn)行了有效的控制，確保電力通信系統(tǒng)能夠利用最低的能量進(jìn)行質(zhì)量最高的通信，對其通信運(yùn)營的成本做好嚴(yán)格的把控，使其在5G通信技術(shù)的幫助下實(shí)現(xiàn)事半功倍的通信效果[2]。

三、5G通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 MIMO技術(shù)

該技術(shù)同時(shí)也被稱作多輸入和多輸出的技術(shù)，其工作原理是通過多個(gè)天線進(jìn)而完成電波傳輸工作，MIMO技術(shù)是5G通信技術(shù)的核心，其需要聯(lián)動的天線數(shù)量較多，一般在幾十到幾百之間，通過大量的天線聯(lián)動使波束完成定向的傳輸工作。該技術(shù)能夠大力支持高頻電波的應(yīng)用。在一般的情況之下，5G通信技術(shù)所運(yùn)用的電波頻率比一般通信技術(shù)的頻率更高，其傳輸?shù)木嚯x相對較短，而MIMO技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用能夠?qū)㈦姶挪ㄟM(jìn)行定向的發(fā)送，節(jié)約較高頻率的信號傳輸至移動的終端之間的能量消耗，對其傳輸距離較短的缺陷有所彌補(bǔ)。MIMO技術(shù)應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)之中擁有較為關(guān)鍵的作用，但其本身也有缺陷存在。該技術(shù)最主要的缺陷就是其衍射的難度比較大，難以達(dá)到建筑物的背面，非常容易形成網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)，對其通信的覆蓋有一定的影響，但是該缺陷能夠利用設(shè)置較多基站的措施改善，對其進(jìn)行克服，在最大限度上避免信號的盲區(qū)。

除此之外，5G的通信技術(shù)中的通信速度為了達(dá)到每秒10Gb，必須要更改其調(diào)制的方式，將其向數(shù)個(gè)用戶進(jìn)行基站通信的分配能力有效提高，同時(shí)開發(fā)出匹配高頻電波的新型的移動設(shè)備。如今隨著5G信號的逐漸普及，越來越多的5G手機(jī)也在市場中出現(xiàn)，逐漸取代了4G移動設(shè)備的地位。在電力通信系統(tǒng)之中，MIMO技術(shù)能夠幫助該系統(tǒng)既快又好地進(jìn)行電力數(shù)據(jù)的傳輸，避免電力系統(tǒng)中接收到的數(shù)據(jù)信息不明的情況發(fā)生。

3.2物聯(lián)技術(shù)

處于信息技術(shù)正在飛速發(fā)展的時(shí)代中，眾多電子設(shè)備都能夠與通信技術(shù)取得緊密的聯(lián)系，將遠(yuǎn)程操控的愿景逐步實(shí)現(xiàn)，為人民群眾的日常工作和生活提供了較多的便利。傳統(tǒng)的4G通信技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⒅悄芑氖謾C(jī)與家電做好通信聯(lián)系，用手機(jī)遠(yuǎn)程控制家電，實(shí)現(xiàn)家電的智能化，例如小米系列的家電大多都設(shè)置了通信聯(lián)系，能夠通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)家電的開關(guān)，調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度或電磁爐的火力等等，但其應(yīng)用較為復(fù)雜，4G的通信技術(shù)難以支撐其順利開展。而5G技術(shù)則能夠較好地對物聯(lián)進(jìn)行控制。其具備的覆蓋面較廣和流量較長的特征能夠?qū)⑽锫?lián)技術(shù)更大化地普及。物聯(lián)技術(shù)的發(fā)展與5G通信方面的技術(shù)應(yīng)用相輔相成。5G通信能夠幫助物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大其連接的規(guī)模，并通過其應(yīng)用降低自身的流量消耗，進(jìn)而將網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本進(jìn)行有效的節(jié)約[3]。除此之外，在物聯(lián)網(wǎng)之中，5G通信能夠?yàn)槠涮峁┹^為穩(wěn)定的技術(shù)支撐，讓其物聯(lián)的通信質(zhì)量和通信的穩(wěn)定性得到較為顯著的提升。此作用對于電力通信的物聯(lián)網(wǎng)來說至關(guān)重要，在電力通信系統(tǒng)之中，物聯(lián)網(wǎng)能夠利用5G通信技術(shù)將電網(wǎng)中運(yùn)行的設(shè)備聯(lián)系起來，當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時(shí)能夠更加快速地對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，由于5G技術(shù)的覆蓋面較廣且更加穩(wěn)定，使電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制更加精準(zhǔn)與及時(shí)，能夠最大化地避免電網(wǎng)通信不暢的情況發(fā)生。

3.3云端技術(shù)

在當(dāng)前社會普遍信息化并逐步邁入智能化的背景之下，5G通信支持的云端技術(shù)被更加廣泛地應(yīng)用了起來。云端技術(shù)的使用不僅僅擴(kuò)展了數(shù)據(jù)信息存儲的空間，更對信息的安全性提供了更大的保障。云端技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)之中雖然也有應(yīng)用，但其應(yīng)用效果并不出色并且其應(yīng)用范圍較小。而5G網(wǎng)絡(luò)更快的傳輸效率以及更多的數(shù)據(jù)流量幫助了云端技術(shù)的拓展應(yīng)用。尤其是在工作之中，當(dāng)上傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件之時(shí)，不再需要對文件的大小以及存儲空間是否適配的問題加以考量，5G的通信技術(shù)能夠幫助其進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)傳輸，使云端的服務(wù)更加豐富多樣。在電力通信系統(tǒng)之中的應(yīng)用更是如此，由于其云端更加穩(wěn)定，存儲空間更大，接收數(shù)據(jù)的速度更快，因此電網(wǎng)中的龐大數(shù)據(jù)不用再擔(dān)心存儲不當(dāng)而造成數(shù)據(jù)的丟失，為電力運(yùn)行的更好做出了更大的保障。所有電網(wǎng)中涉及到的數(shù)據(jù)信息都可以通過5G的技術(shù)快速且安全地上傳到云端之中，將電網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)存儲負(fù)擔(dān)大大減輕，也能夠避免由于數(shù)據(jù)龐雜而造成的數(shù)據(jù)紊亂。并且5G通信技術(shù)還能夠促進(jìn)云端技術(shù)向移動云端發(fā)展，移動云端的出現(xiàn)更加方便了電力通信系統(tǒng)的信息傳輸。

3.4人工智能

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速進(jìn)步，人工智能逐漸出現(xiàn)在了各個(gè)領(lǐng)域之中。在電力領(lǐng)域之中人工智能的技術(shù)也備受關(guān)注。人工智能運(yùn)用的智能交互的技術(shù)需要移動通信技術(shù)的支持，只有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)才能夠幫助其實(shí)現(xiàn)人工智能。隨著人工智能在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用得越來越多，其對移動通信技術(shù)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的移動通信已經(jīng)不能夠滿足其需求，而5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)則為其提供了較為可靠的通信支持。5G的通信技術(shù)具備的大量的流量、廣闊的覆蓋面、較短的網(wǎng)絡(luò)延遲、較快的傳輸速度的特征，已然成為了電力通信系統(tǒng)中人工智能應(yīng)用的重要助力。在電力系統(tǒng)的通信中，5G通信技術(shù)結(jié)合人工智能技術(shù)還能夠?qū)⑼ㄐ诺娘L(fēng)險(xiǎn)大大降低，對電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號安全進(jìn)行了有效的保障[4]。

3.5定向波束

4G的移動通信技術(shù)所需要的信號傳輸條件存在著較大的限制，其信號只能在一定的范圍之內(nèi)通過無線電波發(fā)射的方式進(jìn)行傳輸。而5G的移動通信技術(shù)則不僅將天線的技術(shù)充分利用，同時(shí)還結(jié)合了數(shù)字處理的相關(guān)技術(shù)，在一定的范圍之內(nèi)能夠向移動的終端發(fā)送數(shù)據(jù)的信號，其定向波束信號傳輸?shù)倪^程大大降低了對移動終端的要求，控制好通信的無線電波就能夠?qū)⑵渌挠绊懸蛩卦斐傻母蓴_有效避免。打破了傳統(tǒng)通信技術(shù)在進(jìn)行信號傳輸時(shí)的諸多限制，改善了移動終端的通信環(huán)境。尤其對于電力系統(tǒng)的通信來說，破除接受信號的干擾與發(fā)射信號的限制能夠?qū)⑵渫ㄐ诺男蚀蟠筇岣?，幫助自動站以及變電站更高效地完成信號接收工作以及信號傳輸工作?/p>

3.6超高寬帶

當(dāng)前5G通信技術(shù)在對超高寬帶進(jìn)行研究，該技術(shù)能夠進(jìn)一步擴(kuò)大信號的覆蓋范圍，對于電力系統(tǒng)來說，其變電站或其他自動化的設(shè)備都能夠被超強(qiáng)的信號進(jìn)行全面覆蓋，電力系統(tǒng)的通信將會更加快捷、安全和穩(wěn)定，其也將處于全面的信息管理之中。超高寬帶的技術(shù)幫助電力系統(tǒng)處于高速網(wǎng)絡(luò)全覆蓋之下，其與遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)設(shè)備以及人工智能進(jìn)行連接，對電力系統(tǒng)的通信情況了如指掌，同時(shí)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況以及電網(wǎng)周圍的實(shí)際情況都將被高效傳輸?shù)臄?shù)據(jù)匯集到移動終端之中。并且超高寬帶還能夠與定位系統(tǒng)緊密配合，對電力通信系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)隨地的檢查，再通過高效的數(shù)據(jù)傳輸將結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程控制的中心，幫助工作人員進(jìn)行督查和監(jiān)測。電力通信的運(yùn)行狀況將會因?yàn)槌邔拵У膽?yīng)用而獲得前所未有的改善。

四、結(jié)束語

5G的移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)之中具有較大的優(yōu)勢，其核心的MIMO技術(shù)的應(yīng)用對電力通信系統(tǒng)進(jìn)行了改善，而物聯(lián)技術(shù)以及人工智能、云端技術(shù)都在5G通信技術(shù)的幫助下于電力通信系統(tǒng)之中獲得了更加有效的應(yīng)用，定向波束以及超高寬帶的應(yīng)用又為電力通信系統(tǒng)帶來了更多未知的可能?？偠灾?G的移動通信對于電力通信系統(tǒng)的發(fā)展不可或缺。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]宋文.基于5G移動通信技術(shù)的電力系統(tǒng)通信分析[J].數(shù)字通信世界，2021，{4}（04）：120-121.

[2]張亞南，付艷芳，張巖.5G通信技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電子測試，2021，{4}（02）：67-69+26.

[3]鄧淼，鄧其. 5G移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用探索[A]. 江西省電機(jī)工程學(xué)會.2020年江西省電機(jī)工程學(xué)會年會論文集[C].江西省電機(jī)工程學(xué)會：江西省電機(jī)工程學(xué)會，2021：2.

[4]程夏威，李建平，陳強(qiáng)等.5G通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021，{4}（05）：7-8.