6月6日國內四張5G牌照提前發放，令各界對以5G為支撐的商用場景探索按下加速鍵，而物聯網正是被視作5G能夠施展技藝的關鍵戰場。

技術演進催生需求升級。物聯網浪潮之下，旨在連接電力用戶及其相應設備的泛在電力物聯網戰略，自然離不開與之相適配的通信技術的支持，同樣也繞不開基于5G技術解決方案的前瞻性研究。

藍圖中電力物聯網的打造，到底在多大程度必須用到5G網絡？

這是近期業界時常談及并有所爭議的話題?！拔矣X得以當前的數據量，對5G沒有那么大的需求?！辈簧匐娏I內人士持此保留意見，現有4G網絡已經能滿足不少電力物聯網功能，5G不是必要條件。一位通信界人士則干脆公開表示，“只有1%-5%的物聯網應用是基于5G或者依賴于5G。”

另一邊在公網之外，國家電網公司早已醞釀多年針對配用電環節終端通信接入的230Mhz電力無線專網——基于由4G向5G過渡的通信技術(又稱為4.5G)，并于去年8月從工信部獲批適用于電網企業及能源互聯網建設的無線網絡專用頻率資源。這也為半年后泛在電力物聯網的正式開機啟動，打下了通信基礎。

布局“終端通信接入網”對國家電網公司來說，有多重要？國網信息通信產業集團副總經理孫德棟在3月份華北電力大學的公開演講中曾提到，“我們沒有泛在接入的最大瓶頸，就是在接入網上。”

自建“電力通信網”于電網而言，是另一張“有形的”的實體網絡資產。在歷經堅強智能電網建設階段后，采用光纖鋪設的電力專用骨干通信網已基本接近全覆蓋。然而在配用電側10kV和0.4kV的終端通信接入網環節，如同所有的“最后一公里”一樣，遭遇著海量終端點多面廣、投資額巨大的難題，從而進展緩慢。

如今成熟普及的4G和測試階段的5G公網，以及基于4.5G的230Mhz電力無線專網，均是電網建設末端接入網的可選項。以無線網絡替代有線光纖布局接入網已是共識，但無線公網與無線專網兼有利弊。

在國家層面推動5G超預期提速的背景下，無線公、專網絡具體如何組合布局，專網帶寬是否需要超前投入以滿足物聯網數據量爆發等問題上，“現在的確存在不少困惑，國網還沒有最后定案?！?/p>

外界的擔憂在于，一是為打造電力物聯網所產生的新建、改造、租賃及運維等成本，是否會伴隨計入輸配電定價成本而加重購電用戶的負擔；二是是否存在“為了5G而5G”的情況發生。

泛在電力物聯網架構中的第二層即“網絡層”中“接入網”的搭建，該如何找到“數據安全與投入成本”的平衡點與有效邊界，是國家電網正在思量求解的問題。

5G公網下電力應用初探

泛在電力物聯網的概念，是在2019年3月兩會期間首度引發大范圍熱議的。由此促發的通信領域的響應步伐也極為快速。

兩個月后，在福州舉行的第二屆“數字中國”建設成果展覽會以及在天津舉辦的第三屆“世界智能大會”上，電信運營商和通信設備商紛紛布置了單獨屏幕，講述基于5G通信技術在“泛在電力物聯網”領域的應用場景構想。

華為、中興推出了針對“泛在電力物聯網”的通信網解決方案，并打出“5G是海量配用電末端設備泛在連接的重要選項”的標語。盡管5G的大規模商用尚需時日，相關技術也有待驗證和測試，而且由于處在起步階段，5G的相關費用仍未有明確標準。不過現場工作人員向eo表示，愿與電網共同探索5G商業場景的落地。

電力界與通信界的聯合研究工作早已啟動。國家電網公司與中國電信、華為共同編寫了《5G網絡切片使能智能電網》的報告，并于2018年1月發布。去年6月，南方電網公司與中國移動、華為又聯合發布了《5G助力智能電網應用白皮書》。

通常認為，高寬帶、低延時和海量連接是5G通信技術的三大特點，與此同時5G網絡切片技術(Network Slicing)在垂直領域的應用同樣頗受關注。今年4月，國網南京供電公司與中國電信江蘇公司、華為共同完成了以真實電網為環境的電力切片測試，這也是全球范圍內第一次實現基于最新標準5G SA網絡的測試。

一位中興人士向eo介紹，“投資建一張(5G)網絡投資太大了，”可以利用5G網絡切片技術租賃使用網絡。租用一個切片，意味著從終端到網絡的整個資源都可以切出一塊給用戶專享，“相當于一個隧道?！?/p>

“這是虛擬的專網?！鄙鲜鲋信d人士說，對于類似于電力對安全保障格外嚴格的行業，通過5G的切片技術，無需與其他用戶共享網絡就可以享受5G的服務，而且比起自建專用通信網絡成本更低。

據其介紹，將光纖有線網絡無線化的作用，“一是節約成本，二是縮短工期?！辈贿^他也表示，要根據不同區域的業務需求和投資預算，做不同的網絡布局組合，偏遠地區可能提供語音服務即可。“5G到底比4G好多少，還待評估，但是未來是有場景需求的?！?/p>

配電自動化、精準負荷控制、大數據信息采集、分布式電源控制等等功能是電力界公認的幾個5G應用潛在場景。輸變電線路的無人機巡檢、AR/VR在電力領域的應用也被視作5G下的典型應用，不過在5G牌照正式下發之前，這兩項業務已經有所開展。換句話說，通信技術并不直接影響前述兩項業務的存在，但對業務今后的迭代方向會起到引導作用。

例如在輸變電線路無人機巡檢方面，目前已有案例主要采用先內存存儲，后期工作人員再讀取數據的方式工作，因而對于通信網絡并沒有嚴格要求，普通的wifi即可滿足。一家無人機巡檢公司研發人員向eo表示，他們現階段提供的服務甚至只需使用1.4G網絡，就可以實現照片的實時傳輸。如果未來無人機檢業務對實時的視頻傳輸有需求，才有可能需要用到5G。

一位服務于電力行業的AR/VR技術開發人員告訴eo，在現有局域網之下，AR/VR基本可以在本地實現無延遲，但這并不意味著5G技術成熟后不會衍生出更高級的需求?！澳壳笆芗夹g限制發展不快，一是遠程控制有延遲，二是識別率不夠。如果有更好更成熟的技術，功能拓展肯定會有跟進。”

他提到5G對于AR/VR在“異地多人”場景下的意義，例如兩個省級電力公司需要實時共享操作，由于涉及遠程傳輸對時延要求敏感，“延遲太長，異地傳輸就沒有意義了?！比绻腔?G的傳輸速度，時延理論上可以從零點幾秒縮短到零點零幾秒。

“多站融合”模式當中也涉及5G基站的應用設想。相關人士表示，比起4G基站間隔較遠，5G基站布點密集，可以和變電站做一個數據交互。如果設備有故障數據就可以傳到5G基站旁邊的數據中心，包括變電站周邊的數據都可以就近先發到那里，而不是所有數據都要傳回總部。

當然在不少業內人士看來，“5G沒辦法這么快就跑起來，每個用戶獨享寬帶可能還需要等個幾年?！迸c此同時，也有業內人士提示，部分電力設備不能完全暴露在高頻段環境下，可能會受到電磁干擾而影響使用。

“主要還是看電網的業務訴求，從寬帶、時延、接入用戶數幾個維度看有沒有一定需要5G技術?！币晃蝗A為的無線通信專家告訴eo，“夠用就好，不用過涉及。過涉及的話，反而有點為了5G而5G?！?/p>

對方舉例提到，中國商飛就明確了十大5G應用場景，“(中國商飛)想得非常清楚。電網有哪些業務必須要用5G專網承載，是需要研究的。”

230Mhz無線專網應運而建

終端通信接入網是電力骨干通信網絡在配用電環節的延展。電力無線專網的研發與規劃思路，起于2009年堅強智能電網建設時期。

彼時，國內剛剛步入3G時代，通信技術首次實現從“追隨”到“突破”，距離后來4G時代世界水平“并跑”還差了四年。

一位熟悉通信和電力的業內人士說，“電網不能斷，一旦出現故障必須馬上搶修。電信中斷服務后的維修還可以慢一些。”在其看來，建設專網對電網而言是更可靠的選擇。不過電網也需要面臨對通信不熟悉而產生的運維難度大等問題。

考慮到近用戶側終端的海量連接與分散性，建設無線網絡是比光纖通信更具經濟性和操作性的解決方案。在前述中興人士看來，從安全角度考慮，核心節點的數據要走有線光纖網絡。但是在非核心生產業務的終端，考慮用無線網絡性價比更高。

不過受到早期國內無線通信技術發展滯后的局限，當時電網只能通過租用電信運營商的GPRS和CDMA服務來實現語音等基礎數據采集，更高級對帶寬要求更高的傳輸功能難以滿足。

230Mhz電力無線專網的研發應運而生。2009年，中國普天率先研發了適應于230Mhz頻段的LTE230系統，主要面向電力、石油等行業為其提供無線通信需求。2012年，在工信部無線電管理局組織的“230Mhz頻段管理與技術創新研討會”上，基于230Mhz頻段對于智能配電網的應用創新路線獲得認可。

此后五年，電網范圍內多個省市開展了一系列230Mhz電力無線專網的驗證工作。在浙江嘉興、福建晉江，進行了“230Mhz頻段使用載波聚合技術開展數據監控及配網調度通信試驗”，并最終在2017年6月通過工信部驗收。

2017年，國網信息通信產業集團牽頭組建了中國無線電協會專網產業聯盟，聯盟成員包括華為、普天、中國信通院在內的55家企業。該聯盟旨在進一步制定電力無線專網的企業于技術標準，并聯合研發創新應用。國家電網也正式確定了接入網建設電力無線專網的戰略。

一年后，國家電網公司對于增補230Mhz頻段的申請迎來最終敲定。

2018年8月31日，工信部發布《關于調整223-235Mhz頻段無線數據傳輸系統頻率使用規劃的通知》(以下簡稱《通知》)(223-235Mhz統稱為230Mhz頻段)。工信部明確調整230Mhz頻段使用規劃，以支持和滿足電網加快新一代寬帶無線系統與能源互聯網戰略建設的頻段需求。

為避免過度投資，《通知》對于頻段使用情況提出了約束條件，“系統投運后2兩年內，頻段占用度應不低于70%?！?國家電網公司是目前電力行業唯一獲此頻段的企業。

國家電網公司原信息通信部副主任在2018年9月舉辦的第一屆中國無線電大會演講時就表示，到“十三五”末，國家電網有限公司將初步建成有效覆蓋全網范圍C類及以上供電區域的電力無線專網，并在B/C類供電區域、光纜建設困難的A+/A類供電區域實現電力無線專網全覆蓋。

根據上述人士當時的介紹，僅2019年和2020年，國家電網公司規劃的基站數量為2500座以上，終端接入數量在10萬個以上。

與此同時，2014年舊首推4.5G戰略的華為在2018年10月的“IOT-G 230Mhz使能全業務泛在電力物聯網”產業論壇中，又推出了基于4.5G技術的IOT-G 230Mhz電力無線專網解決方案。今年4月，華為發布基于ASIC芯片的230Mhz商用終端模組eM600，該模組的定位正是為電力行業行業及“泛在電力物聯網”建設量身打造的。

孫德棟在今年3月的公開演講中也談到電力無線專網建設的迫切性，第一，業務需求開始了爆發性增長，擴展業務增長了六倍以上；第二，公網隔離有待加強，難以提供滿足電力業務隔離需求端到端的防護；第三，很多(地區)光纖建設難度大，線路覆蓋難度更大；第四，專業獨立分銷建設網絡的資源利用率不高。

“基于專用頻段進行定制化的設計產品，從配用電環節提供泛在、可靠、高效接入是非常好的。(目前已經在)江蘇、福建做了很多試驗，所有的業務傳輸試驗基本上是可以解決的。”孫德棟說。

到了2018年12月，參與最早一批試驗的浙江嘉興，成為國家電網范圍內率先實現電力無線專網全覆蓋的地級城市。

230Mhz專網與5G公網如何共存

5G超預期提速，是否會影響原有230Mhz電力無線專網的建設進度，業內有所困惑。

有電力行業人士告訴eo，從今年四月份左右開始，有西北省份暫停新建230Mhz無線專網項目，“本來準備上，可研都做了，估計230Mhz的帶寬不夠用了。”不過在沿海早已先行布點230Mhz的地區，將繼續完善建設。

前述華為人士則認為，這也可能是由于普天LTE230與華為IoT230兩種技術路線不兼容導致的建設搖擺，上述兩種路線共存將帶來相互干擾，現階段電力無線專網的技術標準亟待統一?！安贿^230Mhz和5G在技術上是無法更迭的，使用的模塊不同，如需要只能更替?！边@位人士補充說。

業內對于無線專網與無線公網規劃如何銜接的擔憂仍在?！艾F在的確很矛盾?！币晃粐W人士說，“5G商用化面臨實際性能達不到理論值、價格偏高等問題，運營商難以在短期內大規模鋪設5G網絡?！庇捎诟采w半徑較小，5G基站的布點密度會遠大于4G，相應的同等服務范圍內的建設或租用成本要高得多。

租用5G公網，看起來是順應浪潮的選擇，但需要跟隨電信運營商的步伐被動布點；建設電力無線專網無疑能讓電網擁有更大的主動權，無論是更大程度保障數據安全，還是業務增值的考慮，但230Mhz能在多大程度能滿足今后物聯時代數據傳輸的需求存在不確定性。

孫德棟對此顧慮給出過回應和判斷，“5G建成以后，230MHz專網的建設是不是浪費了？或者5G建成后，230MHz專網就不用建了？”

“沒有淘汰不淘汰，只要網放在這里，就永遠可以用。只不過5G提供了高速率、大接入，滿足了另一種應用場景，解決了電力創新業務上的新場景(的傳輸需求)。”孫德棟說，“未來是一個各種通信方式解決不同業務，共同存在的一張空天地的泛在電力物聯網體系。”

原國家電網公司國家電力調度控中心副主任辛耀中在4月的一次公開演講對此也有思考，他提到“泛在電力物聯網”通信網絡建設的基本原則是，“無線為主、光纖為輔、公專結合、因地制宜。”

電信運營商的規劃與電網規劃無法同步，是無線公、專網并行使用的另一大原因，也是此前堅持鋪設專網的原因。按照國家電網公司的構想，要在2021年完成泛在電力物聯網初步建設，并在2024年全面建成泛在電力物聯網。然而，電信運營商的5G規劃未必能踩點滿足泛在電力物聯網的進度節點需要。

“電網有普遍服務的要求，雖然電信運營商也有這個要求，但在偏遠地方上5G短期內不太現實。從建網角度，一定是先從熱點地區開始建，但廣泛覆蓋的肯定是4G網絡。一般的，運營商的網絡會3G、4G、5G網絡長期并存?！鄙鲜鋈A為人士說，對電網而言，或許也是公網和專網長期并存，偏遠地區用專網(或是北斗定位)補盲覆蓋，城市地區用5G公網承載。

“運營商5G網絡建設進度滯后于泛在電力物聯網建設計劃，4G公網和230MHz電力無線專網仍將是泛在電力物聯網無線接入的主要手段。”孫德棟此前在華北電力大學發表演講時的觀點是，5G面向行業用戶的高可靠、低延時和切片技術標準尚未定稿，能否承載電網末端控制業務，需進一步測試傳輸時延、安全防護等性能。

不同于“堅強智能電網”時期的思路，“泛在電力物聯網”階段更為看重開放、共享和協作，而且配用電終端通信接入數據，到底會按照怎樣的節奏實現幾何級增長仍充滿變數。

那么問題就在于，自建與租賃如何更適時地投入？主動與被動角色、安全與成本要如何權衡與評估？國家電網公司對于230Mhz電力無線專網與5G公網的具體共存思路，又會如何調整？