專利名稱：基于epon分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力行業(yè)配電網(wǎng)智能自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及配電網(wǎng)光纖通信組網(wǎng)中基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)自動化必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一是建立堅(jiān)強(qiáng)可靠、適用于配電網(wǎng)特點(diǎn)和環(huán)境應(yīng)用的通信系統(tǒng)。目前常用的配電網(wǎng)自動化通信技術(shù)，通過查閱國內(nèi)相關(guān)資料及工程調(diào)研可知，在智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程以及其它已有工程應(yīng)用中包括國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司，配電網(wǎng)通信主要采用了如下幾種通信技術(shù)組網(wǎng)方式(I)電力光纖通信組網(wǎng)；·(2)電力無線專網(wǎng)通信組網(wǎng)；(3)電力線(載波)通信組網(wǎng)；( 4 )公網(wǎng)無線通信組網(wǎng)；(5)其它?？梢允嵌喾N方式的混合組網(wǎng)，比如光纖和載波混合等等。目前全國規(guī)劃設(shè)計(jì)和投運(yùn)配電自動化工程(系統(tǒng))中大多數(shù)采用以電力光纖通信方式組網(wǎng)為主。配電網(wǎng)光纖通信主要組網(wǎng)模式(方案)及其應(yīng)用可以分為如下幾種實(shí)現(xiàn)方式I)電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式I ;2)電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式2 ；3)全EPON技術(shù)組網(wǎng)；4)全以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)。上述各個組網(wǎng)模式中，目前各個城市開展的配電自動化工程建設(shè)以及已經(jīng)運(yùn)行的系統(tǒng)，主要側(cè)重設(shè)計(jì)和建設(shè)變電站(220kV/110kV/35kV)及以下直至配電站房站點(diǎn)(10kV/20kV)之間通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)，稱之為配電網(wǎng)接入通信層，這張接入通信層網(wǎng)絡(luò)主要研究組網(wǎng)方案和結(jié)構(gòu)形式的有效性可靠性，例如環(huán)網(wǎng)、單輻射、自愈等方案。而對于從變電站(220kV/110kV/35kV)向上直到局端的上聯(lián)通信結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)在方案設(shè)計(jì)上顯得比較單一，都是直接依靠電力骨干通信網(wǎng)支撐配電通信骨干通信層上聯(lián)局端(其中包括了采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入主網(wǎng)骨干通信網(wǎng)的方案或模式)。參見圖I、圖2。直接依靠電力骨干通信網(wǎng)支撐上聯(lián)局端組網(wǎng)模式設(shè)計(jì)和應(yīng)用存在明顯的缺點(diǎn)是SDH/MSTP的資源被配電通信占用，直接對電網(wǎng)輸變電層的通信帶寬、效率以及已有的骨干網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整造成后期壓力；因電力通信存在數(shù)據(jù)向調(diào)度中心(局端)匯聚的特殊情況，所以越靠近調(diào)度中心(局端)的通信設(shè)備帶寬占用越大?？紤]到配電通信數(shù)據(jù)也是向調(diào)度中心(局端)主站系統(tǒng)所在位置匯聚的情況，采用SDH/MSTP方式匯聚數(shù)據(jù)的方式，局端主站系統(tǒng)所在位置及其附近通信站點(diǎn)SDH設(shè)備帶寬會被大量占用。以某地區(qū)為例，43臺OLT設(shè)備，與SDH設(shè)備采用百兆以太網(wǎng)接入，配電通信主站系統(tǒng)所在處SDH設(shè)備需占用43X100約4. 3G的帶寬，考慮冗余保護(hù)鏈路則為8. 6G，設(shè)備帶寬被大量占用，影響其它通信業(yè)務(wù)。
配電自動化應(yīng)用通信資源在過去的通信規(guī)劃中沒有充分考慮，“九五”、“十五”和“十一五”期間的電力(主網(wǎng))骨干通信規(guī)劃或電網(wǎng)規(guī)劃中基本沒有配電自動化應(yīng)用需求?，F(xiàn)在配電自動化通信要在原有規(guī)劃的骨干通信電路上加載配電自動化業(yè)務(wù)，搭載配電通信網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)匯聚層業(yè)務(wù)，這在管理上存在骨干通信增加承載與配電自動化通信業(yè)務(wù)的矛盾。大多數(shù)供電公司一旦骨干通信網(wǎng)建成投運(yùn)，要擴(kuò)容非常困難，骨干通信的平臺帶寬比如2. 5G平臺或622M平臺，光傳輸設(shè)備資源有限，且今后擴(kuò)容光傳輸設(shè)備幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，投資價格非常高。而擴(kuò)一張接入設(shè)備通常也在10萬-30萬之間。因此骨干通信與配電通信天然存在一定的帶寬和應(yīng)用維護(hù)管理的矛盾。尤其是骨干通信運(yùn)維與配電通信運(yùn)維可能分屬不同專業(yè)管理單位，矛盾更加突出。從另一個方面來看，電力骨干層通信上組建的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)理論上可以提供給配電通信應(yīng)用。但是，因?yàn)檎{(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是由電力骨干通信傳輸網(wǎng)SDH/MSTP承載的，因此應(yīng)用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的缺陷與上述占用骨干通信資源本質(zhì)上是一樣的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種配電網(wǎng)光纖通信組網(wǎng)中基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通 信組網(wǎng)模式，以解決配電通信組網(wǎng)關(guān)于接入層與骨干層組網(wǎng)模式及其技術(shù)應(yīng)用問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之技術(shù)解決方案是這樣一種基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，包括骨干通信層I、通信接入層4，所述骨干通信層I包括局端節(jié)點(diǎn)至變電站節(jié)點(diǎn)，接入通信層4包括變電站節(jié)點(diǎn)B至配電站房節(jié)點(diǎn)C或用戶側(cè)站點(diǎn)；在骨干通信層局端節(jié)點(diǎn)A至變電站節(jié)點(diǎn)B之間設(shè)置了通信匯聚層2，所述的通信匯聚層2包括通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))節(jié)點(diǎn)b ;通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))利用變電站節(jié)點(diǎn)B至局端節(jié)點(diǎn)A骨干通信網(wǎng)富裕光纖纖芯上行匯聚并與局端節(jié)點(diǎn)的配電通信核心路由器連接，配電通信核心路由器與配電自動化主站系統(tǒng)連接；下行通過變電站節(jié)點(diǎn)B進(jìn)通信接入層4，利用EPON系統(tǒng)組成EPON通信接入層4_1 ;光線路終端OLT配置在變電站節(jié)點(diǎn)
B,光線路終端OLT通過光分配網(wǎng)絡(luò)ODN與配置在配電站房節(jié)點(diǎn)C或用戶側(cè)站點(diǎn)的用戶側(cè)光網(wǎng)路單元ONU連接。進(jìn)一步地，所述的通信匯聚層2中通信匯聚交換機(jī)(或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))的設(shè)置個數(shù)限定為從I臺開始直至與N臺光線路終端OLT數(shù)量相等為止的I至N臺(N=城市配電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)各電壓等級變電站總數(shù)M)中任何一種或多種數(shù)量的組合。進(jìn)一步地，所述通信匯聚交換機(jī)(或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))利用骨干通信富裕光纖纖芯或?qū)Ｓ霉饫w(纜)與光線路終端OLT連接并且?guī)拸?0兆直至IGbps范圍。更進(jìn)一步地，所述通信匯聚交換機(jī)(或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))利用骨干通信富裕光纖纖芯或?qū)Ｓ霉饫w(纜)與局端節(jié)點(diǎn)A配置的核心路由器相連接并且接口帶寬是從10兆直至IGbps范圍。更進(jìn)一步地，所述通信匯聚交換機(jī)(或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))至局端節(jié)點(diǎn)A配置的核心路由器的接口類型是10兆至千兆網(wǎng)口?；贓PON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式的應(yīng)用，所述的配電通信核心路由器上聯(lián)與配電自動化主站系統(tǒng)連接。進(jìn)一步地，所述的配電通信核心路由器上聯(lián)與配電自動化主站系統(tǒng)或其它電力主站系統(tǒng)計(jì)算機(jī)相連接。
與現(xiàn)有方式比較，本發(fā)明具有突出的優(yōu)點(diǎn)與顯著效果，表現(xiàn)在I、發(fā)明了 EPON通信技術(shù)/路由/交換技術(shù)結(jié)合的一種高可靠、高帶寬、高速率的配電通信網(wǎng)分層組網(wǎng)模式。2、解決配電通信網(wǎng)關(guān)于接入層與骨干層組網(wǎng)模式和應(yīng)用問題，達(dá)到既解決工程問題，也解決主、配電網(wǎng)通信不同業(yè)務(wù)應(yīng)用和維護(hù)矛盾的目的。3、本發(fā)明充分利用電力骨干通信光纖纖芯資源、不占用骨干通信網(wǎng)的光傳輸設(shè)備資源，實(shí)際上降低了配電通信骨干通信網(wǎng)絡(luò)的資源成本、提高配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信骨干層可靠性、獨(dú)立組網(wǎng)便于維護(hù)、具有很好的可擴(kuò)性等。4、本發(fā)明在應(yīng)用實(shí)施方面，獲得了很好的效果與高度評價。如在《某某市配電自動化試點(diǎn)工程項(xiàng)目》中取得國網(wǎng)公司組織工程驗(yàn)收專家組“高水平通過驗(yàn)收”的高度評價，成 為目前國內(nèi)一次性建設(shè)規(guī)模最大，范圍最廣、實(shí)際投運(yùn)的著名示范工程。


圖I是目前通用的配電通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是所述的配電網(wǎng)光纖通信主要組網(wǎng)模式之一以太網(wǎng)(或2M)模式示意圖。圖3是電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式I。圖4是電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式2。圖5是本發(fā)明基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式示意圖。圖6是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例的組網(wǎng)模式示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖給出實(shí)施例，并對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要強(qiáng)調(diào)的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明構(gòu)思及其權(quán)利要求之范圍。參見圖I、圖2、圖3、圖4可知，圖I是目前通用的配電通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計(jì)有骨干通信層I、接入通信層4，利用的是SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，在變電站節(jié)點(diǎn)B配置的是載波設(shè)備、EPON設(shè)備、無線設(shè)備。圖2是目前配電網(wǎng)光纖通信組網(wǎng)模式之一以太網(wǎng)(或2M)方式的具體實(shí)現(xiàn)，該方式是圖I光纖通信的具體方案，局端節(jié)點(diǎn)A占用主網(wǎng)骨干通信資源SDH/MSTP(2M或10M/100M以太網(wǎng)口)，變電站節(jié)點(diǎn)B占用SDH/MSTP (2M或10M/100M以太網(wǎng)Π )。圖3和圖4進(jìn)一步對圖I的結(jié)構(gòu)做簡化闡述。闡述目前從變電站向上直到局端的上聯(lián)通信結(jié)構(gòu)的普遍設(shè)計(jì)思想，即直接依靠電力骨干通信網(wǎng)支撐配電通信匯聚層上聯(lián)局端(其中包括采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)并承載于主網(wǎng)骨干通信網(wǎng)的方案或模式)。圖3是電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式I。局端節(jié)點(diǎn)A配置SDH/MSTP設(shè)備，變電站節(jié)點(diǎn)B配置EPON(OLT) +SDH/MSTP設(shè)備，配電站房節(jié)點(diǎn)C配置EPON (ODN+ 0NU)設(shè)備。A和B之間為骨干通信層SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)；B和C之間是EPON接入層網(wǎng)絡(luò)。圖4是電力骨干網(wǎng)通信承載變電站側(cè)至局端配電網(wǎng)通信骨干層方式2，也是一種變電站0LT+SDH/MSTP組網(wǎng)方式；局端節(jié)點(diǎn)A配置SDH/MSTP設(shè)備，變電站節(jié)點(diǎn)B配置SDH/MSTP(2M或IOM/1OOM以太網(wǎng)口)+以太網(wǎng)交換機(jī)(作為調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)專用的交換機(jī))+EPON(OLT)，配電站房節(jié)點(diǎn)C配置EPON (ODN+ ONU), A、B、C之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系仍然與圖3方式I相同。方式2與方式I比較，主要增加了一處調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備。該設(shè)備也是一種配電自動化所希望的專網(wǎng)通信模式。因?yàn)槿匀灰加霉歉赏ㄐ啪W(wǎng)設(shè)備資源，還增加了調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)資源占用，該方案只能在理論上存應(yīng)用的可能性，并不理想。圖5是利用骨干通信富裕光纖纖芯設(shè)計(jì)變電站EPON (OLT) +骨干通信富裕光纖纖芯+區(qū)域聚集交換機(jī)+骨干通信富裕光纖纖芯+局端核心路由器組網(wǎng)方式，即本發(fā)明基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式。從圖5可知在骨干通信層局端節(jié)點(diǎn)A至變電站節(jié)點(diǎn)B之間設(shè)置了通信匯聚層2，所述的通信匯聚層2包括通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))節(jié)點(diǎn)b ;所述骨干通信層I形成了子骨干層3+通信匯聚層2，包括局端節(jié)點(diǎn)至變電站節(jié)點(diǎn)；所述的通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))利用變電站至局端骨干通信網(wǎng)富裕光纖纖芯上行匯聚并與局端節(jié)點(diǎn)A的配電通信核心路由器連接；下行通過變電站節(jié)點(diǎn)進(jìn)入通信接入層4，利用EPON系統(tǒng)組成EPON接入層；光線路終端OLT配置在變電站節(jié)點(diǎn)，光線路終端OLT通過光分配網(wǎng)絡(luò)ODN與配置在配電站房節(jié)點(diǎn)或用戶側(cè)站點(diǎn)的用戶側(cè)光網(wǎng)路單元ONU連接。配電通信核心路由器上行與配電自動化主站系統(tǒng)連接。局端節(jié)點(diǎn)配置局端核心路由器，通信匯聚層2包括通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))，變電站節(jié)點(diǎn)配置EPON (0LT)，配電站房節(jié)點(diǎn)配置EPON (0NU-0DN)，子骨干層3及匯聚層2設(shè)備之間連接的光纜利用骨干通信網(wǎng)富裕光纖纖芯。本發(fā)明與幾種主要的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)方案比較見表I。表I :
權(quán)利要求
1.一種基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，包括骨干通信層(I)、通信接入層(4)，所述骨干通信層(I)包括局端節(jié)點(diǎn)A至變電站節(jié)點(diǎn)B，通信接入層(4)包括變電站節(jié)點(diǎn)B至配電站房節(jié)點(diǎn)C或用戶側(cè)站點(diǎn)；其特征在于，在骨干通信層局端節(jié)點(diǎn)A至變電站節(jié)點(diǎn)B之間設(shè)置了通信匯聚層(2)，所述的通信匯聚層(2)包括通信匯聚交換機(jī)(或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))節(jié)點(diǎn)b ;通信匯聚交換機(jī)或者分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī)利用變電站節(jié)點(diǎn)B至局端節(jié)點(diǎn)A骨干通信網(wǎng)富裕光纖纖芯上行匯聚并與局端節(jié)點(diǎn)A的配電通信核心路由器連接，配電通信核心路由器與配電自動化主站系統(tǒng)連接；下行通過變電站節(jié)點(diǎn)B進(jìn)通信接入層(4)，利用EPON系統(tǒng)組成EPON通信接入層(4-1);光線路終端OLT配置在變電站節(jié)點(diǎn)B，光線路終端OLT通過光分配網(wǎng)絡(luò)ODN與配置在配電站房節(jié)點(diǎn)C或用戶側(cè)站點(diǎn)的用戶側(cè)光網(wǎng)路單元ONU連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，其特征在于，所述通信匯聚層(2)中通信匯聚交換機(jī)或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī)的設(shè)置個數(shù)限定為從I臺開始直至與N臺光線路終端OLT數(shù)量相等為止的I至N臺(注N=城市配電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)各電 壓等級變電站總數(shù)M)中任何一種或多種數(shù)量的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，其特征在于，所述通信匯聚交換機(jī)或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī)利用骨干通信富裕光纖纖芯或?qū)Ｓ霉饫w光纜與光線路終端OLT連接并且?guī)拸?0兆直至IGbps范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，其特征在于，所述通信匯聚交換機(jī)或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī)利用骨干通信富裕光纖纖芯或?qū)Ｓ霉饫w光纜與局端節(jié)點(diǎn)A配置的核心路由器相連接并且接口帶寬是從10兆直至IGbps范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式，其特征在于，所述通信匯聚交換機(jī)或者區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī)至局端節(jié)點(diǎn)A配置的核心路由器的接口類型是10兆至千兆網(wǎng)口。
6.一種基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式的應(yīng)用，其特征在于，所述配電通信核心路由器上聯(lián)與配電自動化主站系統(tǒng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式的應(yīng)用，其特征在于，所述的配電通信核心路由器上聯(lián)與配電自動化主站系統(tǒng)或其它電力主站系統(tǒng)計(jì)算機(jī)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及配電網(wǎng)光纖通信組網(wǎng)中基于EPON分層技術(shù)的配電網(wǎng)通信組網(wǎng)模式及其應(yīng)用，屬電力行業(yè)配電網(wǎng)智能化技術(shù)領(lǐng)域。在骨干通信層局端節(jié)點(diǎn)至變電站節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置了通信匯聚層，通信匯聚層包括通信匯聚交換機(jī)(或分區(qū)域以太網(wǎng)交換機(jī))；利用變電站至局端骨干通信網(wǎng)富裕光纖纖芯上行匯聚與局端節(jié)點(diǎn)的配電通信核心路由器連接，配電通信核心路由器與配電自動化主站系統(tǒng)連接；下行通過變電站節(jié)點(diǎn)并利用EPON層進(jìn)通信接入層。解決了主、配電網(wǎng)通信不同業(yè)務(wù)應(yīng)用和維護(hù)矛盾的問題。充分利用骨干通信光纖纖芯資源、不占用其通信網(wǎng)的光傳輸設(shè)備資源，提高配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信骨干層可靠性，獨(dú)立組網(wǎng)便于維護(hù)，具有很好的可擴(kuò)性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04Q11/00GK102904645SQ20121039673
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者鄭毅, 陳瀲, 甘志洲 申請人:成都電業(yè)局, 國家電網(wǎng)公司