專利名稱：一種ttu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(shí)用新型涉及電力通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
TTU (distribution Transformer supervisory Terminal Unit,配電變壓器監(jiān)測終端)是用于配電變壓器的各種運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、測量與控制的遠(yuǎn)方終端設(shè)備。TTU是對(duì)配電變壓器低壓側(cè)線路上的三相電壓和三相電流進(jìn)行交流采樣(通過互感器)，可采集和保存變壓器的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而按照設(shè)定的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器的溫度控制、有載調(diào)壓和無功投切控制功能。TTU產(chǎn)品的通信功能是通過可插拔的通信模塊來實(shí)現(xiàn)的，可與配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)主站對(duì)變壓器的遙測、遙信、遙控功能，當(dāng)前的TTU通信模塊的通信方式及技術(shù)特點(diǎn)如下所述:1、電力載波通信方式:是直接在電力線上傳輸信號(hào)的技術(shù)。不用布線是它最大優(yōu)點(diǎn)，而且電力線為電業(yè)部門所控制，通信安全，又便于管理，能夠連接溝通電力公司所關(guān)心的任何測控點(diǎn)，電力載波終端設(shè)備一般都具有遠(yuǎn)動(dòng)和電話復(fù)用功能，技術(shù)成熟可靠。
2、無線電臺(tái):是借助技術(shù)和無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。這里指的無線電是100 400MHz的特高頻無線電波，它采用了數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)等技術(shù)，具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能，可以傳輸遙測遙控?cái)?shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動(dòng)態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。數(shù)字電臺(tái)的傳輸速率可達(dá)19.2kbps，收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間小于10ms，而且多數(shù)數(shù)字電臺(tái)提供透明接口，便于TTU和外界通信。3、GPRS:通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service, GPRS)是在現(xiàn)有的GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種移動(dòng)分組業(yè)務(wù)，它采用分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接，與GSM的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比，GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。4、RS-485:是一種改進(jìn)的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485最多可支持64 256個(gè)發(fā)送/接收器，其功能和安全性都能滿足基本要求(如輸入輸出隔離、防靜電、防雷擊、微功耗等)。因此，采用RS-485方式也是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的理想選擇之一?，F(xiàn)有TTU通信模塊通信方式的缺點(diǎn)如下:1、電力載波通信方式:數(shù)據(jù)傳輸速率較低，而且容易受到干擾、非線形失真和信道間交叉調(diào)制的影響，實(shí)際運(yùn)用起來通信質(zhì)量相當(dāng)不好，另外配電線載波通信系統(tǒng)采用的電容器和電感器的體積較大、價(jià)格也較高。2、無線電臺(tái):數(shù)據(jù)傳輸速率較低，而且適合于平原地區(qū)，對(duì)于非平原地區(qū)，城市中心，而且有些設(shè)備在地下室，通信效果就會(huì)很差。一般數(shù)字電臺(tái)的標(biāo)稱覆蓋范圍是30 50KM，考慮到城市中建筑物遮蔽和干擾等因素，實(shí)際的覆蓋范圍會(huì)小很多，無線電臺(tái)安裝時(shí)需要考慮天線的位置、方向性和防雷等因素，較為復(fù)雜。[0011]3、GPRS通信方式:數(shù)據(jù)傳輸速率雖比無線電臺(tái)要高些，但不能長時(shí)間傳輸大量的數(shù)據(jù)，在一些信號(hào)不好的地方諸如地下室、大樓內(nèi)部等，通信效果不能充分保證，會(huì)出現(xiàn)不在線的情況。并且GPRS的運(yùn)營成本較高。4、RS-485通信方式:通信速率較低，施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞，線路損壞后，故障點(diǎn)不易查找，易受雷擊和過電壓的影響，傳輸距離短，網(wǎng)線長度不超過1200m。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖通信時(shí)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性差的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種TTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種TTU通信裝置，其特征在于，包括:至少2個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個(gè)光節(jié)點(diǎn)0NU、交換模塊、配電變壓器監(jiān)測終端TTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊；其中一個(gè)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(gè)ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和TTU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TTU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TTU協(xié)議處理模塊。所述TTU協(xié)議處理模塊與所述連接器模塊之間通過GP10、UART或I2C通信接口連接。所述連接器模塊包括與TTU板卡連接的兩組2X20的雙排針。所述光電轉(zhuǎn)換模塊通過SC接口與PON連接。本實(shí)用新型的另一 個(gè)方面，提供一種電力傳輸系統(tǒng)，包括:配電變壓器監(jiān)測終端TTU、TTU通信裝置、至少兩個(gè)光線路終端OLT和主站，其中，所述主站通過所述至少兩個(gè)OLT與所述TTU通信裝置連接，所述TTU通信裝置與所述TTU連接。所述TTU通信裝置包括至少兩個(gè)0NU，所述OLT分別通過所述ONU與TTU連接。所述OLT與所述ONU之間通過光分路器連接。 所述ONU與所述TTU之間通過FE接口或RS接口連接。所述OLT通過MSTP、IP或PIN與所述主站連接。本實(shí)用新型的TTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)，通過設(shè)置至少兩路光電信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)全光保護(hù)倒換，對(duì)ONU的起到保護(hù)作用。當(dāng)某個(gè)業(yè)務(wù)通道的MAC出現(xiàn)故障時(shí)，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。并且能夠當(dāng)前TTU通信方式的諸如傳輸速率低、通信距離近、易受干擾、維護(hù)成本高等問題，滿足電力系統(tǒng)對(duì)通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、高速率、高可靠性、低維護(hù)成本、易擴(kuò)展等方面的要求。

圖1是本實(shí)用新型TTU通信裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型電力傳輸系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0026]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型TTU通信裝置實(shí)施例包括:至少2個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊11a、11b，至少兩個(gè)光節(jié)點(diǎn)0NU12a、112b，交換模塊13、TTU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 NetworkPON) I連接，另一端與其中一個(gè)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(gè)0NU12b連接。光電轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到光信號(hào)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(shí)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TTU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(gè)5 口的百兆交換芯片及其附屬電路，用于連接兩個(gè)ONU模塊、TTU協(xié)議處理模塊以及連接器模塊，主要作用為實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)口之間的隔離、鏡像以及保護(hù)切換功能，交換模塊在TTU協(xié)議處理模塊的管理下工作，根據(jù)TTU協(xié)議處理模塊的指令完成不同的交換功能。TTU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。TTU協(xié)議處理模塊包括一個(gè)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(gè)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。TTU 協(xié)議處理模塊還負(fù)責(zé)對(duì)交換模塊進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)單IP非主從工作模式切換。TTU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TTU板卡連接的兩組2 X 20的雙排針。連接器模塊上的信號(hào)包括一路網(wǎng)口信號(hào)、GPIO信號(hào)以及多路UART和I2C信號(hào)，TTU板卡提供給TTU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TTU通信裝置中的其他模塊。TTU通信裝置采用UDP與主站連接，模塊上電后啟動(dòng)UDP，UDP固定IP和端口號(hào)，等待主站發(fā)送消息或直接向其發(fā)送消息。TTU支持多種規(guī)約，支持選配及多規(guī)約同時(shí)運(yùn)行，如DL451-91⑶T規(guī)約，同進(jìn)應(yīng)支持POLLING規(guī)約和其他國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(如DNP3.0、SC1801U01規(guī)約)。TTU通信裝置對(duì)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(duì)其進(jìn)行透明傳輸。僅僅把其上的規(guī)約當(dāng)成是一種數(shù)據(jù)來傳輸。這樣可以做到協(xié)議無關(guān)性，增加通信裝置的通用性。本實(shí)用新型的TTU通信裝置中，每一個(gè)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(hào)轉(zhuǎn)換過程中的穩(wěn)定性,采取了 “手拉手”保護(hù)結(jié)構(gòu)，即多個(gè)MAC沒有主從的順序，也就是雙MAC使用一個(gè)IP地址，當(dāng)MACl出現(xiàn)問題時(shí)，TTU通信裝置會(huì)將業(yè)務(wù)通道切換到MAC2上，即使MACl再恢復(fù)正常，也不會(huì)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(shí)用新型的電力傳輸系統(tǒng)實(shí)施例包括:TTU24、TTU通信裝置23、至少兩個(gè)0LT22a、22b和主站21。其中，主站通過至少兩個(gè)OLT與TTU通信裝置連接。OLT通過MSTP、IP或PIN與主站連接。TTU通信裝置與TTU連接。優(yōu)選地，TTU通信裝置包括至少兩個(gè)0NU231a、231b，0LT22a 通過 0NU231a 與 TTU 連接，0LT22b 通過 0NU231b 與 TTU 連接。OLT與ONU之間通過1:N光分路器連接。在通信速率和抗干擾性能上滿足電力行業(yè)的要求，ONU與TTU之間通過FE接口或RS接口連接。ONU出兩個(gè)上行PON 口雙歸屬到互為主備的兩個(gè)0LT，0NU的兩個(gè)PON 口都處于工作狀態(tài)。這種組網(wǎng)方式下，當(dāng)0NU，0LT或者光纖任何單點(diǎn)故障時(shí)都會(huì)觸發(fā)倒換機(jī)制，可以將業(yè)務(wù)通道在模塊內(nèi)部切換到另一個(gè)ONU上，從而保障終端業(yè)務(wù)不受影響。主站泛指供電局的配網(wǎng)系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、MIS等。OLT —般安裝在變電站內(nèi)部，通過MSTP/IP/PIN連接到主站，出一個(gè)PON 口連接到ONU。TTU安裝在變壓器附近。在本實(shí)用新型的電力傳輸系統(tǒng)中，主站與TTU通信裝置之間通過多個(gè)OLT連接，多個(gè)OLT之間可以互為備份，在其中一個(gè)OLT出現(xiàn)故障時(shí)，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。本實(shí)用新型的TTU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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)全光保護(hù)倒換，對(duì)ONU的起到保護(hù)作用。當(dāng)某個(gè)業(yè)務(wù)通道的MAC出現(xiàn)故障時(shí)，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。并且能夠當(dāng)前TTU通信方式的諸如傳輸速率低、通信距離近、易受干擾、維護(hù)成本高等問題，滿足電力系統(tǒng)對(duì)通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、高速率、高可靠性、低維護(hù)成本、易擴(kuò)展等方面的要求。應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而非限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，一切 不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種TTU通信裝置，其特征在于，包括:至少2個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個(gè)光節(jié)點(diǎn)ONU、交換模塊、配電變壓器監(jiān)測終端TTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊； 其中一個(gè)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(gè)ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和TTU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TTU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TTU協(xié)議處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TTU通信裝置，其特征在于，所述TTU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或2所述的TTU通信裝置，其特征在于，所述連接器模塊包括與TTU板卡連接的兩組2X20的雙排針。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TTU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。
5.一種電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:配電變壓器監(jiān)測終端TTU、權(quán)利要求1至4所述的TTU通信裝置、至少兩個(gè)光線路終端OLT和主站，其中，所述主站通過所述至少兩個(gè)OLT與所述TTU通信裝置連接，所述TTU通信裝置與所述TTU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TTU通信裝置包括至少兩個(gè)0NU,所述OLT分別通過所述ONU與TTU連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT與所述ONU之間通過光分路器連接。
8.根據(jù)權(quán)利 要求6所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述ONU與所述TTU之間通過FE接口或RS接口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述OLT通過MSTP、IP或PIN與所述主站連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種TTU通信裝置及電力傳輸系統(tǒng)。其中TTU通信裝置包括至少2個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊、至少兩個(gè)光節(jié)點(diǎn)ONU、交換模塊、配電變壓器監(jiān)測終端TTU協(xié)議處理模塊、連接器模塊和電源模塊；其中，其中一個(gè)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(gè)ONU連接；所述ONU分別與交換模塊和TTU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TTU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TTU協(xié)議處理模塊。本實(shí)用新型提高光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定度。
文檔編號(hào)H04B10/25GK203119901SQ20122056029
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)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(qǐng)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