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1問題的提出
隨著城市電網的快速發展，自然而然的麵臨兩個方麵的問題，其一：配電網的自動化水平，涉及到故障的檢測、故障的隔離、轉移供電等。其二：用(yong)電(dian)的(de)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)，涉(she)及(ji)到(dao)用(yong)電(dian)量(liang)的(de)計(ji)費(fei)等(deng)。這(zhe)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian)都(dou)涉(she)及(ji)到(dao)通(tong)訊(xun)問(wen)題(ti)，通(tong)信(xin)經(jing)常(chang)成(cheng)為(wei)這(zhe)類(lei)係(xi)統(tong)的(de)瓶(ping)頸(jing)，總(zong)是(shi)存(cun)在(zai)著(zhe)可(ke)靠(kao)性(xing)與(yu)經(jing)濟(ji)性(xing)兩(liang)者(zhe)不(bu)可(ke)調(tiao)和(he)的(de)矛(mao)盾(dun)。隨(sui)著(zhe)GSM和GPRS的發展，使得配電網的通訊問題有了新的契機，本文提出利用移動互聯網來進行實時數據傳輸，並介紹GPRS的通信技術以及基於GPRS技術的智能配電通訊設備和它們在故障定位、配變監測及抄表係統上的應用。
2GPRS技術簡介
2.1GPRS的定義
GPRS的英文全稱為General Packet Radio Service，中文含義為通用分組無線服務，它是利用"包交換"（Packet－Switched）的概念所發展出的一套無線傳輸方式。所謂的包交換就是將Datefengzhuangchengxuduodulidefengbao，zaijiangzhexiefengbaoyigeyigechuansongchuqu，xingshishangyoudianleisijibaoguo，caiyongbaojiaohuandehaochushizhiyouzaiyouziliaoxuyaochuansongshicaihuizhanyongpinkuan，erqiekeyiyichuanshudeziliaoliangjijia，zheduiyonghulaishuoshibijiaohelidejifeifangshi，yinweixiangInternet這類的數據傳輸大多數的時間頻寬是閑置的。此外，在GSM phase 2+的標準裏，GPRS可以提供4種不同的編碼方式，這些編碼方式也分別提供不同的錯誤保護（Error Protection）能力。
GPRS是一種新的GSM數據業務，它在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。GPRS采用分組交換技術，它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源。如果把空中接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，那麼數據速率最高可達164kbps。GSM空中接口的信道資源既可以被話音占用，也可以被GPRS數據業務占用。當然在信道充足的條件下，可以把一些信道定義為GPRS專用信道。
2.2GPRS優勢
相對原來GSM的撥號方式的電路交換數據傳送方式，GPRS是分組交換技術。由於使用了"分組"的技術，用戶上網可以免受斷線的痛苦(情形大概就跟使用了下載軟件Net Ants差不多)。此外，使用GPRS上網的方法與WAP並不同，用WAP上網就如在家中上網，先"撥號連接"，而上網後便不能同時使用該電話線，但GPRS就較為優越，下載資料和通話是可以同時進行的。從技術上來說，聲音的傳送(即通話)繼續使用GSM，而數據的傳送便可使用GPRS，這樣的話，就把移動電話的應用提升到一個更高的層次。而且發展GPRS技術也十分"經濟"，因為隻須沿用現有的GSM網絡來發展即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發送及接收電子郵件，在互聯網上瀏覽等。
而GPRS的最大優勢在於：它的數據傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動通信網的傳輸速度為每秒9.6k字節，GPRS手機在今年年初推出時已達到56kbps的傳輸速度，到現在更是達到了115kbps(此速度是常用56kmodem理想速率的兩倍)。除了速度上的優勢，GPRS還有"永遠在線"的特點，即用戶隨時與網絡保持聯係。
2.3GPRS網絡的實現
GPRS網絡是基於現有的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需要增加一些節點，如GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，GPRS網關支持節點）和SGSN（Serving GSN，GPRS服務支持節點）。GSN是GPRS網絡中最重要的網絡節點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數據網絡，並可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動終端和各種數據網絡之間的數據傳送和格式轉換。GSN可以是一種類似於路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。
2.4GPRS的工作原理
GPRS工作時，是通過路由管理來進行尋址和建立數據連接的，而GPRS的路由管理表現在以下3個方麵：移動終端發送數據的路由建立；移動終端接收數據的路由建立；以及移動終端處於漫遊時數據路由的建立。第一種情況，當移動終端產生了一個PDU（分組數據單元），這個PDU經過SNDC層處理，稱為SNDC數據單元。然後經過LLC層處理為LLC層通過空中接口送到GSM網絡中移動終端所處的SGSN。第二種情況，一個公用數據網用戶傳送數據到移動終端時，首先通過數據網的標準協議建立數據網和GGSN之間的路由。數據網用戶發出的數據單元（如PSPDN中的PDU），通過建立好的路由把數據單元PDU送給GGSN。而GGSN再把PDU送給移動終端所在的SGSN上，SGSN把PDU封裝成SNDC數據單元，再經過LLC層處理為LLC幀(zhen)單(dan)元(yuan)，最(zui)終(zhong)通(tong)過(guo)空(kong)中(zhong)接(jie)口(kou)送(song)給(gei)移(yi)動(dong)終(zhong)端(duan)。第(di)三(san)種(zhong)情(qing)況(kuang)是(shi)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)網(wang)用(yong)戶(hu)傳(chuan)送(song)數(shu)據(ju)給(gei)一(yi)個(ge)正(zheng)在(zai)漫(man)遊(you)的(de)移(yi)動(dong)用(yong)戶(hu)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)必(bi)須(xu)要(yao)經(jing)過(guo)歸(gui)屬(shu)地(di)的(de)GGSN，然後送到移動用戶A。
2.5GPRS應用
GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業務，在有GPRS承載業務支持的標準化網絡協議的基礎上，GPRS可以提供一係列交互式業務：點對點麵向連接的數據業務－該業務是為兩個用戶或者多個用戶之間發送多分組的業務，該業務要求有建立連接、數據傳送以及連接釋放等工作程序。
單點對多點業務－該業務可以根據某個業務請求者的要求，把單一信息傳送給多個用戶。該業務又可以分為點對多點多信道廣播業務、點對多點群呼業務和IP多點傳播業務。點對點無連接型網絡業務－gaiyewuzhongdegegeshujufenzubicihuxiangduli，yonghuzhijiandexinxichuanshubuxuyaoduandaoduandehujiaojianlichengxu，fenzudechuansongmeiyouluojilianjie，fenzudejiaofumeiyouquerenbaohu，shiyouIP協議支持的業務。
2.6GPRS與WAP
WAP是無線Internet的標準，由多家大廠商合作開發，它定義了一個分層的、可擴展的體係結構，為無線Internet提供了全麵的解決方案。WAP協議開發的原則之一是要獨立於空中接口，所謂獨立於空中接口是指WAP應用能夠運行於各種無線承載網絡之上，如TDMA、CDMA、GSM、GPRS、SMS等等。
GPRS對應於GSM中的9.6kbps的數據業務，與之不同的是GPRS是通過分組交換來實現高速率的數據傳輸，換句話說，GPRS是對GSM數據業務的改進,是在GSM中實現高速數據傳輸的手段。
可見，WAP是高層應用，而GPRS是底層傳輸。可以引用著名的郵遞信件的例子來說明WAP與GPRS的關係：如果說WAP是平信或賀卡或明信片，那麼GPRS和GSM的CSD（9.6kbps電路交換的數據業務）就是運送信件的交通工具，隻不過後者是汽車，前者則是飛機罷了。
3GPRS在故障定位、配變監測和抄表係統中應用
3.1故障定位
配電網中使用大量的故障指示器，用來檢測故障位置定位故障點。它簡單可靠，在檢測到故障時通過翻牌或輸出節點的形式指示故障。GPRS通信設備設有3路開關量輸入，可采集本條線路的故障指示器的開關量輸出狀態。當線路發生故障時，故障指示器動作，GPRS通訊設備把故障信息通過INTERNET傳(chuan)輸(shu)至(zhi)前(qian)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)，監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)在(zai)接(jie)收(shou)到(dao)這(zhe)些(xie)動(dong)作(zuo)信(xin)息(xi)後(hou)，經(jing)過(guo)網(wang)絡(luo)拓(tuo)撲(pu)計(ji)算(suan)分(fen)析(xi)，與(yu)地(di)理(li)信(xin)息(xi)係(xi)統(tong)相(xiang)結(jie)合(he)，可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)顯(xian)示(shi)出(chu)故(gu)障(zhang)點(dian)地(di)理(li)位(wei)置(zhi)信(xin)息(xi)。
3.2配變監測
在配電網上的變壓器上都裝有配變監測儀－TTU，它的主要功能有對配變的工況的數據采集、對線路的自動無功補償等。TTU的無功補償功能在就地可實現，無需網絡通訊的支持，但是配變的運行數據過去一般采用RS485等通訊方式傳輸，可靠性差，距離短，受地理環境的因素影響較大。
3.3電能計量
電能計量是現代電力營銷係統中的一個重要環節，而傳統的電量結算是依靠人工定期到現場抄取數據，在實時性、準確性和應用性等方麵都存在諸多不足之處。利用現代通信技術和計算機技術以及電能量測量技術結合在一起，便能夠及時、準確、全麵地反映電量使用（即銷售情況）。通過GPRS無線局域網專網，為用電管理提供實時性好、穩wen定ding性xing高gao的de數shu據ju和he事shi件jian記ji錄lu，可ke實shi現xian多duo塊kuai表biao同tong時shi凍dong結jie抄chao表biao功gong能neng。該gai係xi統tong具ju有you設she備bei參can數shu遠yuan程cheng回hui讀du功gong能neng，如ru回hui讀du參can數shu和he後hou台tai係xi統tong保bao存cun的de設she置zhi參can數shu對dui比bi，異yi常chang報bao警jing，可ke以yi發fa現xian非fei法fa修xiu改gai電dian能neng表biao參can數shu行xing竊qie的de非fei法fa行xing為wei。具ju有you失shi壓ya、斷流、錯誤接線報警、顯示、記錄並主動上傳功能，方便管理人員在公司本部就可以發現用戶異常，為反竊電提供了一種先進的、有效的高技術檢測手段。根據實時抄收10kV線(xian)路(lu)總(zong)表(biao)和(he)分(fen)表(biao)的(de)數(shu)據(ju)，自(zi)動(dong)分(fen)析(xi)線(xian)路(lu)電(dian)量(liang)平(ping)衡(heng)情(qing)況(kuang)，為(wei)線(xian)損(sun)考(kao)核(he)提(ti)供(gong)準(zhun)確(que)的(de)依(yi)據(ju)，達(da)到(dao)大(da)麵(mian)積(ji)降(jiang)低(di)線(xian)損(sun)目(mu)的(de)。當(dang)用(yong)戶(hu)電(dian)能(neng)表(biao)所(suo)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)負(fu)荷(he)超(chao)出(chu)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)時(shi)，電(dian)表(biao)報(bao)警(jing)遠(yuan)傳(chuan)給(gei)係(xi)統(tong)並(bing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)智(zhi)能(neng)化(hua)分(fen)析(xi)功(gong)能(neng)的(de)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)，對(dui)用(yong)戶(hu)負(fu)荷(he)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce)控(kong)製(zhi)。
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