智电未来 5G时代电力物联网应用实践

电力物联网是建设智能电网和能源互联网的物质基础，具备物联网的网络化、物联化、互联化、感知化等基本特征，充分应用了“云大物移智链边”等现代信息技术和优选通信技术，促进电力系统各个环节万物互联和人机交互，推动智能电网提质增效，构建清洁低碳能源体系，服务产业链现代化建设和助力国家治理现代化。 智电未来 5G时代电力物联网应用实践 由中通服咨询设计研究院有限公司从事移动通信网络及电力无线专网研究的专业团队编写，介绍了电力物联网和5G技术的总体概念，梳理了电力物联网的发展情况及业务需求。并在5G技术及网络能力的基础上，分析了5G对电力物联网业务的适配度，提供了基于电力物联网的5G核心网及端到端解决方案、5G无线网及网络共享解决方案和5G网络安全解决方案。

电力物联网将构建互利共赢的能源互联网生态体系，5G等优选技术在电力物联网中的应用将是大势所趋。本书从物联网的角度，梳理了电力物联网的发展情况及业务需求，介绍了电力物联网的架构及关键技术；其次从5G的角度，在5G技术及网络能力的基础上，分析了5G对电力物联网业务的适配度，并系统地介绍了5G网络规划的方法及流程；提出了基于电力物联网的5G核心网及端到端解决方案、5G无线网及网络共享解决方案和5G网络安全解决方案。本书适合电力和通信行业从事物联网与5G建设的人员阅读。

第1章物联网及电力物联网概述1
1.1物联网概述2
1.1.1物联网的内涵2
1.1.2物联网的特征3
1.1.3物联网的应用类型4
1.1.4物联网的应用模式5
1.1.55G对物联网的影响7
1.2电力物联网概述8
1.2.1电力物联网的概念8
1.2.2电力物联网与物联网和智能电网的关系8
1.2.3电力物联网与传统信息化技术的区别9
1.3电力物联网的背景10
1.3.1物联网在智能电网领域发展迅速10
1.3.2全球能源互联网发展战略的实施11
1.3.3能源互联网生态体系的构建13
1.3.44G电力无线专网建设取得成效15
1.3.55G新技术已成熟和商用17
1.4电力物联网的价值19
1.4.1推动智能电网提质增效19
1.4.2构建清洁低碳能源体系19
1.4.3服务产业链现代化建设20
1.4.4助力国家治理现代化20
第2章电力物联网的发展情况23
2.1智能电网24
2.1.1国外发展情况24
2.1.2国内发展情况27
2.1.3智能电网发展趋势28
2.2物联网的发展30
2.2.1国外发展情况30
2.2.2国内发展情况33
2.3电力物联网的发展34
2.3.1智能电网新要求34
2.3.2智能电网同步发展35
2.3.3电力物联网的应用36
第3章电力物联网的终端通信业务接入需求39
3.1发电环节的通信业务需求40
3.1.1分布式电源监控40
3.1.2智慧发电监控42
3.2输变电环节的通信业务需求43
3.2.1输变电状态监测43
3.2.2移动巡检44
3.3配电环节的通信业务需求46
3.3.1配电自动化46
3.3.2配电所综合监测49
3.3.3开闭所环境监测50
3.3.4差动保护51
3.4用电环节的通信业务需求52
3.4.1精准负荷控制52
3.4.2用电信息采集54
3.4.3电动汽车充电站/桩56
3.4.4电能质量监测58
3.4.5智能家居59
3.5其他环节的通信业务需求61
3.5.1智能营业厅61
3.5.2应急通信61
3.5.3智能仓储管理62
3.5.4视频监控63
第4章电力物联网架构及关键技术65
4.1基于物联网的架构66
4.1.1典型物联网架构66
4.1.2电力物联网架构68
4.2电力物联网关键技术71
4.2.1关键技术总览71
4.2.2感知层技术71
4.2.3网络层技术73
4.2.4其他层技术75
4.3移动通信技术在电力物联网中的应用79
4.3.12G/3G技术的应用79
4.3.24G技术的应用79
4.3.35G技术的应用80
4.3.4其他技术的应用81
4.45G助力电力物联网建设82
4.4.1电力物联网的5G里程碑事件82
4.4.2电力物联网的5G试点应用83
第5章5G网络能力及业务满足电力物联网需求87
5.15G发展概况88
5.1.15G技术研究及标准化进展88
5.1.25G网络商用部署进展90
5.25G网络能力91
5.2.15G基础网络能力91
5.2.25G云网络功能95
5.2.35G网络安全能力96
5.35G网络架构99
5.3.1核心网99
5.3.2无线网105
5.45G典型业务应用案例108
5.4.1智能制造108
5.4.2车联网及无人驾驶111
5.4.3无人机飞控113
5.4.4应急通信115
5.4.5智慧会展117
5.4.6智慧渔业125
5.4.7智慧校园126
5.4.8立体巡防智慧派出所127
5.4.9物联网128
5.4.10智能视频监控130
5.4.11异地全息通信131
5.55G适配电力通信业务场景133
5.5.1电力通信典型业务场景分类133
5.5.2低时延133
5.5.3大连接137
5.5.4大带宽138
5.5.55G适配电力通信业务场景需求140
第6章5G新功能加速电力物联网发展141
6.15GNPN142
6.1.15GNPN标准化142
6.1.25GNPN网络架构142
6.1.3运营商5G专网部署模式145
6.1.4运营商5G专网支撑电力物联网146
6.2IAB146
6.2.1IAB技术及网络架构147
6.2.2IAB拓扑自适应148
6.2.3IAB在电力物联网中的应用150
6.3网络切片153
6.3.1网络切片原理153
6.3.2网络切片在电力物联网中的应用154
6.4MEC156
6.4.1MEC原理156
6.4.2MEC架构157
6.4.3MEC在电力物联网中的应用157
6.5TSN159
6.5.1TSN标准族160
6.5.2TSN性能特征160
6.5.3TSN在电力物联网中的应用161
第7章基于电力物联网的5G核心网及端到端解决方案163
7.15G核心网扁平化IP网络架构164
7.1.15G网络架构需求165
7.1.25G网络架构设计167
7.2端到端网络切片解决方案169
7.2.1网络切片应用需求和业务场景169
7.2.2电力网络切片实现方案173
第8章基于电力物联网的5G无线网及共享解决方案177
8.15G无线网工程建设178
8.1.1无线网络工程勘察设计178
8.1.2无线网络工程建设方案180
8.1.3无线网络工程设备安装183
8.1.4无线网络工程防雷及接地189
8.25G无线网工程共建共享要求193
8.2.1无线网络架构193
8.2.2共建共享要求198
第9章基于电力物联网的5G网络安全解决方案203
9.1电力物联网网络安全概述204
9.2电力物联网5G网络安全风险分析206
9.3电力物联网5G网络安全关键需求208
9.3.1接入安全209
9.3.2网络安全210
9.3.3用户安全211
9.3.4应用安全213
9.3.5可信安全214
9.3.6终端安全214
9.3.7安全管理216
9.4电力物联网5G网络安全解决方案217
9.4.1统一安全认证框架217
9.4.2满足海量终端设备接入的认证方案218
9.4.3基于标识的切片安全隔离219
9.4.4差异化的隐私保护机制220
9.4.5移动边缘计算安全机制221
9.4.6数据完整性和机密性安全机制223
9.4.7开放的安全能力223
9.4.8终端安全体系结构224
9.4.9丰富的密钥层级架构225
9.4.10一体化的安全监测管控平台226
参考文献229
缩略语233