專利名稱：一種rtu通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種RTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RTU (Remote Terminal Unit,遠程終端裝置)是一種遠端測控裝置，負責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和較大的存儲容量，適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境，提供更多的計算功能。RTU可以通過多種方式與主站進行通訊，將信號和設(shè)備監(jiān)測等信息傳遞給主站，供主站進行分析和處理。目前通訊方式一般分為有線和無線兩類，有線方式采用各個公司專用網(wǎng)絡(luò)或符合國際標準的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)通訊，無線方式則采用遠程撥號通訊、無線電臺、專線通訊等方式。1、S-網(wǎng)絡(luò):遠程測控終端通過S-網(wǎng)絡(luò)相連，S-網(wǎng)絡(luò)是一根總長度可達IOOOm的專用雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為163k，每秒可完成1000個通道的掃描，與主計算機的連接是通過S-網(wǎng)絡(luò)適配器，主機數(shù)只能是I臺。2,893-網(wǎng)絡(luò):遠程控制終端通過893-網(wǎng)絡(luò)相連，893-網(wǎng)絡(luò)是一根總長度可達1200m的普通雙芯雙絞屏蔽電纜，其通訊波特率為187.5k，每秒可完成1600個通道的掃描，與主計算機的連接是通過893-網(wǎng)絡(luò)適配器，為多主機系統(tǒng)，主機數(shù)最多為31臺。3、RS232、RS485方式:多個RTU通過RS232或RS485總線連接到主站上。一個主站可以與多個RTU進行通訊。通訊距離RS232為16m，RS485為1200m。
4、無線電臺通訊:RTU通過多個無線信號基站作為中介，用無線信號的方式進行信息的傳遞。主站與基站之間通過以太網(wǎng)相互連接。一個主站可以與多個RTU進行通訊。無線電臺通訊距離為10km。5、專線通訊:使用專門的無線信道進行通訊。專線通訊的通訊距離也超過10km。目前RTU通常采用專線、無線電臺通訊、以太網(wǎng)通訊等通訊方式與主站通訊。專線采用雙絞線或音頻電纜作為傳輸介質(zhì)，傳播速度1200bit/s，傳播距離10km。無線網(wǎng)絡(luò)傳播速度180k bit/s，傳播距離為GPRS等覆蓋的區(qū)域，但是抗干擾能力有限。傳統(tǒng)的傳輸方式，傳輸距離通訊方式比較單一，傳輸速度和傳輸距離也比較有限。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖通信時光電信號轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性差的技術(shù)問題，本實用新型提出一種RTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。本實用新型的一個方面，提供一種RTU通信裝置，其特征在于，包括:至少2個光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個光節(jié)點0NU、交換模塊、遠程終端裝置RTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊；其中一個光電轉(zhuǎn)換模塊的一端與無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON連接,另一端與其中一個ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊連接；所述交換模塊與所述連接器模塊連接；所述RTU協(xié)議處理模塊分別與交換模塊和所述連接器模塊連接；所述連接器模塊輸出電源到所述電源模塊；所述電源模塊將電壓轉(zhuǎn)換后的電源提供給所述光電轉(zhuǎn)換模塊、ONU、交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊。RTU協(xié)議處理模塊與所述連接器模塊之間通過GPIO、UART或I2C通信接口連接。連接器模塊包括與RTU板卡連接的兩組2X20的雙排針。光電轉(zhuǎn)換模塊通過SC接口與PON連接。本實用新型的另一個方面，提供一種電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:主站、位于通信層的多個光線路終端0LT、位于接入層的RTU通信裝置和RTU ;其中，所述OLT與主站連接；所述RTU通信裝置包括光節(jié)點0NU，所述RTU通過所述ONU與所述通信層的至少兩個OLT連接。多個OLT位于IP/MSTP傳輸環(huán)上，所述OLT通過IP/MSTP傳輸環(huán)與所述主站連接。ONU與所述OLT通過非均勻分光器連接。RTU通過FE接口或RS接口與所述ONU連接。本實用新型的RTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)，通過設(shè)置多路互為備份的光電信號轉(zhuǎn)換通路，能夠在不改變原有光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下提高光電信號轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性，實現(xiàn)全光保護倒換，對ONU的起到保護作用。當某個業(yè)務(wù)通道的MAC出現(xiàn)故障時，可以有備份路徑繼續(xù)支持業(yè)務(wù)傳 輸，不至于使業(yè)務(wù)中斷。

圖1是本實用新型RTU通信裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型電力傳輸系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型電力傳輸系統(tǒng)具體組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型RTU通信裝置實施例包括:至少2個光電轉(zhuǎn)換模塊11a、11b，至少兩個光節(jié)點0NU12a、112b，交換模塊13、RTU協(xié)議處理模塊14、連接器模塊15和電源模塊16。其中，光電轉(zhuǎn)換模塊Ila的一端與無源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,PON) I連接，另一端與其中一個0NU12a連接；光電轉(zhuǎn)換模塊Ilb的一端與P0N2連接，另一端與其中一個0NU12b連接。光電轉(zhuǎn)換模塊用于實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換模塊通過SC接口與PON連接。ONU模塊與交換模塊和光電轉(zhuǎn)換模塊相連，用于實現(xiàn)EPON協(xié)議中所規(guī)定的ONU設(shè)備功能，與外接的OLT設(shè)備共同構(gòu)成完整的EPON通信系統(tǒng)。ONU12a, 12b分別與交換模塊13和RTU協(xié)議處理模塊14連接。交換模塊13與連接器15模塊連接。交換模塊包括一個5 口的百兆交換芯片及其附屬電路，用于連接兩個ONU模塊、RTU協(xié)議處理模塊以及連接器模塊，主要作用為實現(xiàn)不同網(wǎng)口之間的隔離、鏡像以及保護切換功能，交換模塊在RTU協(xié)議處理模塊的管理下工作，根據(jù)RTU協(xié)議處理模塊的指令完成不同的交換功能。[0029]RTU協(xié)議處理模塊14分別與交換模塊13和連接器模塊15連接。RTU協(xié)議處理模塊包括一個ARM處理器及其附屬電路，主要用于完成網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及電力通信協(xié)議的處理，其中支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP client (支持2個連接)，支持的電力通信協(xié)議包括DL/T634.5101-2002,DL/T634.5104_2002、DNP3、SC1801、M0DBUS。RTU 協(xié)議處理模塊還負責(zé)對交換模塊進行配置，從而實現(xiàn)單IP非主從工作模式切換。RTU協(xié)議處理模塊與連接器模塊之間通過GP10、UART或I2C通信接口連接。連接器模塊包括與RTU板卡連接的兩組2 X 20的雙排針。連接器模塊上的信號包括一路網(wǎng)口信號、GPIO信號以及多路UART和I2C信號，RTU板卡提供給RTU通信裝置的5V電源也從該雙排針引出。連接器模塊15輸出5V電源到電源模塊16，電源模塊16將5V電壓轉(zhuǎn)換成IV、
2.5V、3V的工作電壓提供給RTU通信裝置中的其他模塊。本實用新型的RTU通信裝置中，每一個光電轉(zhuǎn)換模塊和ONU的連接形成一路介質(zhì)訪問控制(Media Access Control, MAC)通道。為確保在光信號轉(zhuǎn)換過程中的穩(wěn)定性,采取了 “手拉手”保護結(jié)構(gòu)，即多個MAC沒有主從的順序，也就是雙MAC使用一個IP地址，當MACl出現(xiàn)問題時，RTU通信裝置會將業(yè)務(wù)通道切換到MAC2上，即使MACl再恢復(fù)正常，也不會將業(yè)務(wù)通道切換到MACl上，除非MACl恢復(fù)正常 后MAC2出現(xiàn)問題。如圖2所示，本實用新型的電力傳輸系統(tǒng)實施例包括:主站21、位于通信層的多個光線路終端(optical line terminal, 0LT)22a、22b...、位于接入層的RTU通信裝置23a、23b,23c...和 RTU24a、24b、24c...。其中，OLT與主站連接。OLT位于IP/MSTP傳輸環(huán)上，OLT通過IP/MSTP傳輸環(huán)與主站連接。如圖1所示，RTU通信裝置包括ONU，RTU通過ONU與通信層的至少兩個OLT連接。ONU與所述OLT通過非均勻分光器連接。在本實用新型的電力傳輸系統(tǒng)中，主站與RTU通信裝置之間通過多個OLT連接，多個OLT之間可以互為備份，在其中一個OLT出現(xiàn)故障時，可以有備份OLT繼續(xù)支持業(yè)務(wù)傳輸，不至于使業(yè)務(wù)中斷。如圖3所示，本實施例電力傳輸系統(tǒng)的具體實施組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，主站包括:位于主站控制層的主站管理系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)和匯集交換機。OLT放置在變電站。各個變電站位于IP/MSTP傳輸環(huán)上，變電站所在的子站通信層完成通信終端的匯聚并通過IP/MSTP與主站系統(tǒng)進行通信。每個OLT有一個PON 口，組成2條鏈路互為備份，各ONU可以通過雙PON 口分別連接到這2條鏈上。每條鏈上的分光器均采用非均勻分光器。ONU歸屬到互為主備的兩個OLT上。RTU通過FE接口或RS接口與ONU連接。在這種組網(wǎng)方式下，在PON 口、OLT或光纖中任何單點故障時，業(yè)務(wù)不受影響。RTU通信裝置采用TCP Server方式與主站進行通訊，RTU通信裝置上電后啟動TCPServer, TCP Server固定IP和端口號，監(jiān)聽并等待主站上的TCP Client對其進行連接。在收到TCP Client的連接請求后，建立連接。通過建立的TCP連接與主站進行通訊。每個RTU通信裝置會啟動一個TCPServer。不同的RTU通信裝置之間通過IP來進行區(qū)分。由于TCP支持丟包重傳，所以在切換的過程中使用TCP作為傳輸方式，可以最大程度的保證數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量，減少丟包的幾率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和穩(wěn)定性。[0040]同時，RTU通信裝置內(nèi)部還支持一個調(diào)試的TCP socket，可以通過此調(diào)試TCPsocket對RTU通信裝置進行信息的查詢，也可以通過調(diào)試TCPsocket對RTU通信裝置進行參數(shù)的配置和升級。RTU通信裝置支持2種IP配置模式，一種是單IP主從模式，另外一種是單IP非主從模式，以下對這兩種IP配置模式分別進行說明。(一)單IP主從模式RTU通信裝置采用單獨的一個IP地址，2個光口分別與兩路OLT的光纖連接。其中一條為主線路，另一條為備用線路。當2條線路均無問題的時候，數(shù)據(jù)只通過主線路進行傳遞。當主線路發(fā)生問題的時候，RTU通信裝置自動切換到備用線路上。當主線路恢復(fù)正常后，業(yè)務(wù)將由備用線路切換會主線路。(二)單IP非主從模式RTU通信裝置采用單獨的一個IP地址，2個光口分別與兩路OLT的光纖連接。兩條光纖線路不分主從。當2條線路均無問題的時候，數(shù)據(jù)將通過先上線的ONU所在的線路進行傳遞。當其中一條線路故障的時候，RTU通信裝置將主動切換到另外一條路上去進行數(shù)據(jù)的傳遞。當故障線路恢復(fù)正常后，業(yè)務(wù)不進行切換，還是在原來的線路上進行數(shù)據(jù)的傳遞。RTU通信裝置支持以上2種IP配置模式，可以通過參數(shù)配置對其進行配置，在實際應(yīng)用中，可以適應(yīng)不同的需求。RTU通信裝置支持多種規(guī)約，支持選配及多規(guī)約同時運行，如DL451-91⑶T規(guī)約，同進應(yīng)支持POLLING規(guī)約和其他國際標準規(guī)約(如DNP3.0、SC1801U01規(guī)約)。RTU通信裝置對于其上傳輸?shù)囊?guī)約采取透傳的形式，不論規(guī)約的版本均可以對其進行透明傳輸。僅僅把其上的規(guī)約當成是一種數(shù)據(jù)來傳輸。這樣可以做到協(xié)議無關(guān)性，增加RTU通信裝置的通用性。本實用新型的RTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)，通過設(shè)置多路互為備份的光電信號轉(zhuǎn)換通路，能夠在不改變原有光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下提高光電信號轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性，實現(xiàn)全光保護倒換，對ONU的起到保護作用。當某個業(yè)務(wù)通道的MAC出現(xiàn)故障時，可以有備份路徑繼續(xù)支持業(yè)務(wù)傳輸，不至于使業(yè)務(wù)中斷。應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型而非限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要 求范圍中。
權(quán)利要求1.一種RTU通信裝置，其特征在于，包括:至少2個光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個光節(jié)點ONU、交換模塊、遠程終端裝置RTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊； 其中一個光電轉(zhuǎn)換模塊的一端與無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON連接，另一端與其中一個ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊連接；所述交換模塊與所述連接器模塊連接；所述RTU協(xié)議處理模塊分別與交換模塊和所述連接器模塊連接；所述連接器模塊輸出電源到所述電源模塊；所述電源模塊將電壓轉(zhuǎn)換后的電源提供給所述光電轉(zhuǎn)換模塊、0NU、交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RTU通信裝置，其特征在于，所述RTU協(xié)議處理模塊與所述連接器模塊之間通過GPIO、UART或I2C通信接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RTU通信裝置，其特征在于，所述連接器模塊包括與RTU板卡連接的兩組2X20的雙排針。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的RTU通信裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊通過SC接口與PON連接。
5.—種電力傳輸系統(tǒng),其特征在于,包括:主站、位于通信層的多個光線路終端0LT、位于接入層的權(quán)利要求1至4所述的RTU通信裝置和RTU ； 其中，所述OLT與主站連接；所述RTU通信裝置包括光節(jié)點0NU，所述RTU通過所述ONU與所述通信層的至少兩個OLT連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述多個OLT位于IP/MSTP傳輸環(huán)上，所述OLT通過IP/MSTP傳輸環(huán)與所述主站連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述ONU與所述OLT通過非均勻分光器連接。
8.根據(jù)權(quán) 利要求5-7任一項所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述RTU通過FE接口或RS接口與所述ONU連接。
專利摘要本實用新型公開了一種RTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。其中RTU通信裝置包括至少2個光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個光節(jié)點ONU、交換模塊、配電變壓器監(jiān)測終端RTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊；其中，其中一個光電轉(zhuǎn)換模塊的一端與無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON連接，另一端與其中一個ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊連接；所述交換模塊與所述連接器模塊連接；所述RTU協(xié)議處理模塊分別與交換模塊和所述連接器模塊連接；所述連接器模塊輸出電源到所述電源模塊；所述電源模塊將電壓轉(zhuǎn)換后的電源提供給所述光電轉(zhuǎn)換模塊、ONU、交換模塊和RTU協(xié)議處理模塊。本實用新型提高光電信號轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定度。
文檔編號H04B10/032GK203119899SQ20122056024
公開日2013年8月7日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者熊曉方, 王凱睿, 周曉芬, 吳國良, 王東山, 周寒冰, 汪波濤, 陳雨新 申請人:江西南昌供電公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司