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摘要：针对输电线路现场抢险抢修应急通信及电力施工现场可视化管控视频传输的难题，提出基于IPSTAR卫星终端的集成通信方式，采用TDMA无线接入作为关键技术，使输电线路现场应急通信不受环境和地理条件的限制，较好的解决输电线路紧急突发应急抢险视频传输随时实时高速双向互动的通信需求，大大提高输电线路应急现场数据传输的宽带性、可靠性和安全性，实现现场与指挥调度中心信息双向互动。
关键词：IPSTAR视频传输TDMA无线接入一体化通信可视化管控
1.引言
目前输电线路现场的数据通信较多采用现有无线公网（GPRS/CDMA/3G）作为传输手段，但由于电力高压输电走廊多数处于偏远地区，公网信号覆盖普遍较差，使得很多输电线路电力现场的数据传输很不可靠，受到公网覆盖的较大限制；更为重要的一点是，目前大部分电力输电线路走廊地区无线公网的数据带宽还比较低，视频传输比较困难。基于输电线路现场抢险抢修及电力现场施工可视化管控的需求，尤其是在发生重大自然灾害（如：特大台风或强烈地震等）、输电线路出现紧急突发情况下，迫切需要把现场的视频实时传输到指挥调度中心，便于及时了解现场实情、决策调度指挥，但是现有的传统的通信手段包括公网覆盖及带宽均不能满足输电线路抢险及可视化管控对于传输实时高清视频的需求。
IPSTAR宽带卫星通信系统具备世界领先的技术水平，采用KA+KU复合传输技术及频率多重覆用技术与完全基于IP的传输技术的有机结合，作为数据通信传输手段，具有建设成本低、安装使用快速方便、宽带化、安全性好的优势，而且不受地理位置和环境的限制，能够随时随地的实现宽带数据的接入，可以提供包括因特网宽带接入、话音、数据、视频和多媒体在内的双向互动通信，可以有效解决地面网络覆盖不到的盲点地区的宽带业务需求，这一优势特别适合于输电线路现场抢险、抢修应急通信及电力可视化管控的应用需求。
2.集成通信方案
2.1一体化通信架构
一体化通信设计方案总体架构采用三层的集成结构，第一层是无线接入层，采用先进的无线传输技术，实现2-5Km的非视距的远距离视频接入；第二层是基带层，采用MODEM技术实现，实现数字视频信号的调制；第三层是射频传输层，采用卫星射频传输技术发送到IPSTAR卫星上进行转发和远程传输。
现场视频数据接入方案采用无线方式，采用领先的TDMA技术，可以实现远距离的基站覆盖，实现远端视频采集终端的视频数据宽带接入。
系统通过IPSTAR卫星终端实现对输电线路现场的视频和数据的远程传输，从而可以不受时间和地理环境及现场条件的限制，将现场数据远程接入到INTERNET公网，IPSTAR的带宽上下行可以达到2Mbps，指挥调度中心可以通过INTERNET网与电力现场实现视频语音的双向互动通信。
一体化通信终端装置部署了TDMA无线基站设备，使本系统不仅具有现场视频数据接入功能，同时，也能够为应急抢险、抢修人员提供现场移动作业终端的数据接入功能，为抢险抢修人员提供实时的现场资料调阅、语音、视频通信服务及实时定位功能。可以实现现场监测数据及移动作业终端的数据接入，再通过INTERNET网络将数据上传至指挥调度中心。
在需要移动作业终端业务支持的区域，部署一体化卫星通信装置可以在该区域形成2～5km半径的无线覆盖，可以直接接入移动终端设备，移动作业终端可在该无线覆盖区域内通过TDMA无线方式，接入到IPSTAR卫星终端，从而远程接入INTERNET网与远端指挥调度中心主站建立通信连接。
IPSTAR卫星通信的网络配置为基于网关的星形拓扑结构，IPSTAR的调制和编码技术可有效使用射频功率和带宽，允许灵活的高数字传输率，上下行带宽分别可达2Mbps，适合于经压缩编码的720P的高清视频信号传输，IPSTAR用户终端小型化和可便携性的特点，采用小型天线和发射器，适合携带、野外和环境恶劣地区使用。
IPSTAR终端和网关含有专利调制和编码技术，以及对IPSTAR卫星系统进行优化了的传输结构；与任何设备或网络的终端及网关接口都将基于产业标准的IP互联网接口，从而确保与现有系统、软件、硬件、应用、服务和网络的无缝集成。
2.2一体化通信终端硬件结构
3、技术特点
一体化卫星通信终端具有下列特点：
智能无线接入覆盖：采用先进的TDMA无线技术，具备数据安全性高，覆盖距离远，数据速率最高可达40Mbps以上，达到领先的技术水平。
模块化设计：可灵活选择IPSTAR卫星通信、无线接入覆盖等多种通信方式。
远程传输：采用先进的IPSTAR卫星技术，不受地理环境的限制，保证上传数据的安全稳定可靠。
模块设计均满足工业级技术要求，工业级设计，确保设备在恶劣环境下具备良好运行可靠性。
具备优良的抗室外电磁干扰的能力，采用航天军工级的外壳和接头设计，采用密闭的金属外壳，在各项特高压线路工程使用中，验证了具有优良的屏蔽外部电磁干扰的特性。在恶劣环境下可以达到很高的可靠性。
四、结语
基于IPSTAR的一体化通信终端摆脱了无线公网的束缚，也省去了基于无线公网的数据通信费用，较好的满足输电线路抢修和运检人员在事故现场和施工现场进行应急通信视频传输的需求，也便于电力施工现场可视化管控视频双向通信的应用。同时，在输电线路在线监测及智能巡检的应用，可以实现业务沟通的双向互动性、及时性，增强了支撑决策的现场实时采集数据，提高了工作效率，降低了運维成本，满足智能巡检信息化和互动化的要求，应用具有较强的可复制性和可推广性。
参考文献
[1]曾昭桂，输配电线路运行和检修[M]，北京，中国电力出版社，2007
[2]国标，YDT1771-2008接入网技术要求--EPON互通性[S]，YDT1531-2006-接入网设备测试方法—EPON[S]
[3]黄新波，输电线路在线监测与故障诊断[M]，北京，中国电力出版社，2008
[4]何光宇，智能电网基础[M]，北京，中国电力出版学，2010
[5]（加）EkramHossain，韩竹，（美）H.VincentPoor，智能电网通信及组网技术[M]，电子工业出版学
[6]数字信号处理原理、算法与应用（第四版）？[DigitalSignalProcessing，FourthEdition][M]，[美]？JohnG.Proakis，DimitrisG.Manolakis？著；？方艳梅，刘永清，等译
[7]王柯，彭向阳，陈锐民，陈海涵，郭小龙.无人机电力线路巡视平台选型[J].电力科学与工程，2014，30（6）：46-53.
[8]柯天兵；李永倩.电力系统视频监控中目标检测与跟踪算法研究[J].，2014，30（1）：42-46.
[9]李力，徐勋建，李波，等.架空线路无人机巡线技术探讨[J].湖南电力，2012，32（1）：44-47.
作者简介：郭素梅（1983-），女，硕士研究生，工程师，广东电网有限责任公司江门供电局，主要工作领域：输变电运行，电力系统自动化。
马承志（1985-），男，硕士研究生，工程师，广东电网有限责任公司江门供电局，主要工作领域：输变电运行管理。
关键词：IPSTAR视频传输TDMA无线接入一体化通信可视化管控
1.引言
目前输电线路现场的数据通信较多采用现有无线公网（GPRS/CDMA/3G）作为传输手段，但由于电力高压输电走廊多数处于偏远地区，公网信号覆盖普遍较差，使得很多输电线路电力现场的数据传输很不可靠，受到公网覆盖的较大限制；更为重要的一点是，目前大部分电力输电线路走廊地区无线公网的数据带宽还比较低，视频传输比较困难。基于输电线路现场抢险抢修及电力现场施工可视化管控的需求，尤其是在发生重大自然灾害（如：特大台风或强烈地震等）、输电线路出现紧急突发情况下，迫切需要把现场的视频实时传输到指挥调度中心，便于及时了解现场实情、决策调度指挥，但是现有的传统的通信手段包括公网覆盖及带宽均不能满足输电线路抢险及可视化管控对于传输实时高清视频的需求。
IPSTAR宽带卫星通信系统具备世界领先的技术水平，采用KA+KU复合传输技术及频率多重覆用技术与完全基于IP的传输技术的有机结合，作为数据通信传输手段，具有建设成本低、安装使用快速方便、宽带化、安全性好的优势，而且不受地理位置和环境的限制，能够随时随地的实现宽带数据的接入，可以提供包括因特网宽带接入、话音、数据、视频和多媒体在内的双向互动通信，可以有效解决地面网络覆盖不到的盲点地区的宽带业务需求，这一优势特别适合于输电线路现场抢险、抢修应急通信及电力可视化管控的应用需求。
2.集成通信方案
2.1一体化通信架构
一体化通信设计方案总体架构采用三层的集成结构，第一层是无线接入层，采用先进的无线传输技术，实现2-5Km的非视距的远距离视频接入；第二层是基带层，采用MODEM技术实现，实现数字视频信号的调制；第三层是射频传输层，采用卫星射频传输技术发送到IPSTAR卫星上进行转发和远程传输。
现场视频数据接入方案采用无线方式，采用领先的TDMA技术，可以实现远距离的基站覆盖，实现远端视频采集终端的视频数据宽带接入。
系统通过IPSTAR卫星终端实现对输电线路现场的视频和数据的远程传输，从而可以不受时间和地理环境及现场条件的限制，将现场数据远程接入到INTERNET公网，IPSTAR的带宽上下行可以达到2Mbps，指挥调度中心可以通过INTERNET网与电力现场实现视频语音的双向互动通信。
一体化通信终端装置部署了TDMA无线基站设备，使本系统不仅具有现场视频数据接入功能，同时，也能够为应急抢险、抢修人员提供现场移动作业终端的数据接入功能，为抢险抢修人员提供实时的现场资料调阅、语音、视频通信服务及实时定位功能。可以实现现场监测数据及移动作业终端的数据接入，再通过INTERNET网络将数据上传至指挥调度中心。
在需要移动作业终端业务支持的区域，部署一体化卫星通信装置可以在该区域形成2～5km半径的无线覆盖，可以直接接入移动终端设备，移动作业终端可在该无线覆盖区域内通过TDMA无线方式，接入到IPSTAR卫星终端，从而远程接入INTERNET网与远端指挥调度中心主站建立通信连接。
IPSTAR卫星通信的网络配置为基于网关的星形拓扑结构，IPSTAR的调制和编码技术可有效使用射频功率和带宽，允许灵活的高数字传输率，上下行带宽分别可达2Mbps，适合于经压缩编码的720P的高清视频信号传输，IPSTAR用户终端小型化和可便携性的特点，采用小型天线和发射器，适合携带、野外和环境恶劣地区使用。
IPSTAR终端和网关含有专利调制和编码技术，以及对IPSTAR卫星系统进行优化了的传输结构；与任何设备或网络的终端及网关接口都将基于产业标准的IP互联网接口，从而确保与现有系统、软件、硬件、应用、服务和网络的无缝集成。
2.2一体化通信终端硬件结构
3、技术特点
一体化卫星通信终端具有下列特点：
智能无线接入覆盖：采用先进的TDMA无线技术，具备数据安全性高，覆盖距离远，数据速率最高可达40Mbps以上，达到领先的技术水平。
模块化设计：可灵活选择IPSTAR卫星通信、无线接入覆盖等多种通信方式。
远程传输：采用先进的IPSTAR卫星技术，不受地理环境的限制，保证上传数据的安全稳定可靠。
模块设计均满足工业级技术要求，工业级设计，确保设备在恶劣环境下具备良好运行可靠性。
具备优良的抗室外电磁干扰的能力，采用航天军工级的外壳和接头设计，采用密闭的金属外壳，在各项特高压线路工程使用中，验证了具有优良的屏蔽外部电磁干扰的特性。在恶劣环境下可以达到很高的可靠性。
四、结语
基于IPSTAR的一体化通信终端摆脱了无线公网的束缚，也省去了基于无线公网的数据通信费用，较好的满足输电线路抢修和运检人员在事故现场和施工现场进行应急通信视频传输的需求，也便于电力施工现场可视化管控视频双向通信的应用。同时，在输电线路在线监测及智能巡检的应用，可以实现业务沟通的双向互动性、及时性，增强了支撑决策的现场实时采集数据，提高了工作效率，降低了運维成本，满足智能巡检信息化和互动化的要求，应用具有较强的可复制性和可推广性。
参考文献
[1]曾昭桂，输配电线路运行和检修[M]，北京，中国电力出版社，2007
[2]国标，YDT1771-2008接入网技术要求--EPON互通性[S]，YDT1531-2006-接入网设备测试方法—EPON[S]
[3]黄新波，输电线路在线监测与故障诊断[M]，北京，中国电力出版社，2008
[4]何光宇，智能电网基础[M]，北京，中国电力出版学，2010
[5]（加）EkramHossain，韩竹，（美）H.VincentPoor，智能电网通信及组网技术[M]，电子工业出版学
[6]数字信号处理原理、算法与应用（第四版）？[DigitalSignalProcessing，FourthEdition][M]，[美]？JohnG.Proakis，DimitrisG.Manolakis？著；？方艳梅，刘永清，等译
[7]王柯，彭向阳，陈锐民，陈海涵，郭小龙.无人机电力线路巡视平台选型[J].电力科学与工程，2014，30（6）：46-53.
[8]柯天兵；李永倩.电力系统视频监控中目标检测与跟踪算法研究[J].，2014，30（1）：42-46.
[9]李力，徐勋建，李波，等.架空线路无人机巡线技术探讨[J].湖南电力，2012，32（1）：44-47.
作者简介：郭素梅（1983-），女，硕士研究生，工程师，广东电网有限责任公司江门供电局，主要工作领域：输变电运行，电力系统自动化。
马承志（1985-），男，硕士研究生，工程师，广东电网有限责任公司江门供电局，主要工作领域：输变电运行管理。