（国网绍兴供电公司 浙江绍兴 312000）
摘要：在我国社会经济飞速发展的时代背景下，老百姓对于电力通信网络技术要求也在不断增加。而无线通信网作为电力综合通信网的重要组成因素，其存在的大规模终端信息采集问题始终是相关部门或企业实现配用电网智能化的首要研究课题。基于此，应该加强对电力无线通讯网接入控制技术的研究探索，采取安全稳定的电力无线通讯网接入控制策略，从而最大限度的满足电力通信网终端信息采集业务的通信要求。
关键词：电力；无线通讯网；接入控制；策略
引言：近年来，随着社会经济的快速发展以及世界各国能源方针政策的改变，使得电力与用户间的关系日趋紧密。传统电网的性能以及供电质量也越来越不能满足当前用户需求，所以，推行和实施智能电网就成为电力产业未来发展的必然趋势。而电力无线通讯网作为与老百姓日常生产生活息息相关的因素，为提高电力无线通信系统的性能，相关企业或部门就要加大对电力无线通讯网接入控制的研究支持力度，从而更好地满足智能电网下广大用户的通信需求。
一、研究电力无线通讯网接入控制的必要性
通过研究实践可以发现，电力无线通信系统的性能在很大程度上取决于它的接入方式，我们可以从以下两方面入手，来对它的研究必要性进行分析：
第一，从电力业务的特点来看。现如今，随着电力系统的发展和不断完善，相关的电力业务种类也在不断增多，所需的电力系统设备覆盖面广且分布点多，再加上电网规模的不断扩大以及电网结构的日益复杂，想要实现实时监控以及远程自动数据采集等功能，就势必需要数量众多的智能终端设备予以支撑。与此同时，大规模通信信息需要采集传输，但是由于电力无线通信网络的通信容量十分有限，以及电力无线通信网络环境和电力业务特点，很难让所有信息采集终端同时接入网络。所以，加强对电力无线通信网接入控制方式的设计研究是很有必要的，这也是新时期提高电力无线通信网性能、保证电力业务可靠实现的重要举措。
第二，从无线通信技术的特点来看。一般情况下，由于无线通信网络资源有限，使得数据信息的传输基本只用一条无线信道实现，但是很多用户会需要同时传输大量数据，受网络通信容量的限制，专门为每个终端都开辟一条信道进行通信是不现实的，因此需要对用户使用信道的方式进行合理控制。这一方面可以防止不同终端在争抢信道时发生碰撞，另一方面也保证了通信的稳定性以及无线信道的资源利用率。
二、电力无线通讯网接入控制技术的分类
无线接入控制技术，是无线局域网通信协议与通信技术的关键，其本质就是有效解决资源分配以及提供高效的多址能力。而随着近年来无线通信网络业务的多元化发展，针对不同通信网业务采取不同接入控制策略，也成为相关领域研究的重点及方向。目前，电力无线通讯网接入控制技术主要分为以下几大类：
1、按需分配接入控制技术
按需分配接入控制技术的工作机理简单来说，就是网络系统在遵循某种循环顺序下，询问各节点是否需要传输数据信息，如果需要就要立即将信道的使用权移交给节点，供其传输数据信息，如不需要就会立即询问下一个节点。也就是说，用户可根据自己对带宽的实际需求来向网络提供明确信息，而网络就会根据用户的数据长度分配相应带宽，每当用户处于空闲期时，分配给该用户的带宽就会被分配给其他用户。这种按需分配的接入控制方式，不仅可以有效避免网络资源浪费现象，同时还可以大大减少因资源竞争而浪费带宽以及由此产生时延现象的发生几率，有效提高网络信息的吞吐率。一种较为简单的按需分配方式，就是由中央控制器轮流询问每个用户，在用户需要传输数据信息时，再向其分配相应带宽。其中，根据询问方式的不同，也可以将其分为分布式控制以及集中式控制：第一，分布式控制。在该控制方式中，网络中的所有站点都需要遵循某种规则，来科学管理和控制轮询控制过程。其中最典型的就是令牌环网的应用。由于网络上各个主机的地位平等，没有专门负责信道分配的主机，而令牌作为环状网络上的特殊锁，它在环网上不断传递循环，只有拥有令牌的主机才可以获得传输数据信息的权利；第二，集中式控制。在该控制方式中，以网络中的一个节点为中心，对其他节点进行轮询控制。这种方式需要按照顺序一一询问各节点是否有数据，并向某个子站发送轮询信息，如果该站没有数据传输或者已完成传输，就会接着向下一站发起轮询，在所有子站处理完毕后，控制又回到主机。
2、随机竞争接入控制技术
随机接入方式作为一种以竞争为基础的多址接入技术，在某些强突发性业务中应用较为普遍。其特点主要体现在：各站点可以随时发送数据信息，抢占信道使用权，容易发生冲突；然而这种基于竞争的随机接入方式却可以灵活适应站点数目以及通信量的变化，网络性能较为优越。其中，常见的随机接入方式主要由以下几种：第一，ALOHA。ALOHA 协议是当今世界最早应用于无线广播信道的通讯网络系统接入控制协议，可以有效解决地面无线电广播信道的争用问题。当分组到达时会立即转发分组，并有效避免与其他站点发生碰撞，而一旦发生碰撞，用户终端就会在等待一段时间后重新发送数据信息。值得注意的是，这种方式一旦遇到业务量较重的情况时，就会大大提高发生业务流碰撞的几率；第二，CSMA。CSMA（即载波监听多址接入协议）会在数据发送前，对信道进行检测，查看其是否正在传输数据，之后再决定能否发送数据，这种方式是ALOHA协议的改进，可大大减少冲突碰撞；第三，BTMA。BTMA（即忙音多址接入协议）额外增加了忙音信号，通过单一的信道传输忙音来处理通信冲突的问题。其中，该接入方式会将信道分为控制信道以及数据信道，控制信道主要用于传输忙音信号，而数据信道则专门用于传输数据信息。在发送数据信息之前，终端会先检测控制信道上的忙音信号，将忙音信号设置在控制信道上；当其他终端想要传输数据信息时，如果数据信道上正在传输数据信息，相应的忙音信号就会发送到控制信道上，从而减小发生碰撞或冲突的概率。但是这种方式还存在很大弊端，由于忙音以及数据分割占用了信道带宽，且忙音发送使传播时延是CSMA方式的两倍，再加上它会在信道空闲时进行传输，所以最大吞吐量会低于CSMA。因此，选择哪种接入控制方式要根据无线通讯网络的实际情况而定。
3、两种无线接入控制的性能比较
上述两种多址接入技术分别适用于不同的无线通信业务，而由于通信业务需求的不同，目前还没有一种能适用于所有通信业务的MAC协议。因此，需要对上述两种方式进行必要的性能对比，从而科学合理的选择无线接入方式，如表（1）所示：
表（1）两种无线接入控制的性能比较
三、结语
综上所述，电力无线通讯网络是随着电力技术以及信息化技术的发展而发展的。为了满足新时期用户对于电力通信的要求，相关企业或部门需要结合电力无线通信技术以及电力业务的特点，将按需分配接入控制技术以及随机竞争接入控制技术等作为研究重点，从而在有效避免碰撞或冲突等问题的基础上，提高电力无线通信网络的性能。
参考文献：
［1］孙毅.电力需求侧无线通信网的关键技术研究[D].华北电力大学（北京），华北电力大学，2009.
［2］刘柱，吴庆.基于移频Wi-Fi的电力无线通信技术研究[J].电力信息与通信技术，2015，13（1）：1-6.
［3］王智东，陈俊威.适用于电力通信接入网的实验装置[J].实验室研究与探索，2014，33（3）：66-71.
［4］唐学文，何春.电力无线网双定时接入控制算法[J].城市建设理论研究：电子版，2015（17）.
［5］陈宋宋.电力无线传感网双模接入终端的研究与设计[D].华北电力大学（北京）华北电力大学，2013.
论文作者:朱航
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/27
标签：信道论文; 电力论文; 数据论文; 通讯网论文; 忙音论文; 方式论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第2期论文;