CN111538303A - 一种电力无线通用通信终端扩展*** - Google Patents
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Abstract
一种电力无线通用通信终端扩展***，包括CPE、CPEL、通信、授时。CPE室外放置于信号良好的地方，实现高速无线接入，从NR网络或卫星对时。通过一根光电复合铠装缆与室内CPEL连接，利用一***立CPEL使用安全电压给CPE供电。CPEL与CPE使用标准通信规约，使用PON网络和光纤以太网连接，通过PON网络等分时隙或IEEE 1588给CPEL对时。除去对时CPEL为独立装置，其他CPEL可作为独立装置也可为二次设备嵌入模块。独立CPEL与二次设备通信，具备不同规约接入能力。CPEL通过B码、IEEE 1588或NTP给二次设备授时。通过CPEL进行CPE与二次设备的转接，填充了通信与电力领域的沟壑。为存量设备改造和新设备接入提供了解决方法，可有效提升电网改造新建的效率，实现二次设备互联。
Description
技术领域
本公开涉及电力通信技术领域，涉及一种电力二次设备与无线接网络接入的技术。
背景技术
智能电网概念新世纪较为明确地提出以来，得到世界范围的广泛认同。发展智能电网成为保障能源安全、应对气候变化、保护自然环境、实现可持续发展的重要共识。电力通信网作为支撑智能电网发展的重要基础设施，保证了各类电力业务的安全性、实时性、准确性和可靠性要求。电力无线通信技术主要用于解决计量自动化、配网自动化接入、无线视频监控、移动巡检、低压抢修、车辆监控、汽车充电桩等业务。
现有技术文件1(王浩等.电力通信专用通信终端[P].CN103812710A,2014-05-21.)公开了一种电力通信主网与配网通信网络组网拓扑及其使用的电力通信专用通信终端，电力通信专用通信终端设于配电房中，用于接入DTU终端(数据终端单元，DataTerminal Unit，简称DTU)的配电自动化业务数据，并传输至配电自动化主站。随着智能电网发展，出现了对于海量数据传输、万物信息互联、电力***可靠性、灵活响应与协同控制、电池寿命保障的需求。以现有技术文件1为代表的现有通信网络组网拓扑及其使用的电力通信专用通信终端难以满足这些需求。
由于5G技术具有深度覆盖、超低功耗、超高可靠性、高安全性、极致用户移动性、较低成本、深度感知、高容量的优势，因此该无线技术适用于输电线路巡检、故障排除、安全稳定控制等低时延、大带宽、高并发的电力数据获取场景。
5G技术电力应用日渐深入，贯穿电力发、输、变、配、用各个环节。通过5G技术连接电力二次设备，实现万物互联成为技术发展方向。同时满足电力通信在加密、设备认证鉴权、授时等方面的要求，解决存量与新增设备上网成为5G研究重点。智能配电房、新能源接入等非生产控制类业务对于5G网络的通信需求不同，CPE与业务层面隔离，需要制定面向全业务泛在接入的CPE演进目标架构，功能列表。
发明内容
本发明的目的在于，构建一套电力无线通用通信终端扩展***，通过CPE与CPEL规范标准化接口，实现CPE的即插即用；通过CPEL与电力二次设备连接规约转接，面向电力终端不同规约。
本发明采用如下的技术方案。
一种电力无线通用通信终端扩展***，包括CPE、CPEL和电力二次设备，CPE安装在室外，通过光电复合铠装缆与安装在室内的CPEL相连接，CPEL通过串口或以太网与电力二次设备相连接，CPE用于无线信号的收发，并通过网络或卫星获得授时，至少一台CPEL内设置有直流电源，经光电复合铠装缆为CPE供电。
优选地，光电复合铠装缆至少包括电源线和PON口光纤，CPEL具有PON口，CPE与CPEL使用分光器构建PON网络连接。
优选地，CPE通过等分时隙及时隙标签向CPEL授时。
优选地，光电复合铠装缆至少包括电源线和以太网光纤，CPEL具有光纤以太网口，CPE与CPEL使用光纤以太网连接。
优选地，CPE通过IEEE 1588或NTP中的至少一种向CPEL授时。
优选地，CPEL包括RS232、RS485、以太网通信接口板、B码或IEEE 1588对时输出板中的至少一种。
优选地，CPEL通过B码、IEEE 1588或NTP中的至少一种向电力二次设备授时。
优选地，至少一台CPEL使用不间断电源经光电复合铠装缆为CPE供电。
优选地，CPEL包括为独立CPEL和嵌入电力二次设备的内嵌CPEL，至少一***立CPEL为CPE供电，至少一***立CPEL向电力二次设备授时。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本公开实施例所提供一种电力无线通用通信终端扩展***。实现无线通用通信终端在电力领域应用，CPEL与CPE使用标准通信规约，通过CPEL进行CPE与电力二次设备的转接，填充了通信领域与电力领域的沟壑，有效提升电网改造新建的效率。CPE外置可有效提升通信带宽及可靠性。CPEL通过光电复合铠装缆与CPE连接，使用标准的以太网或者PON网络，同时为CPE提供UPS电源。CPEL对下接入种类繁多的二次设备规约，对上满足电力通信在加密、设备认证鉴权、授时等方面的要求。建立了一套二次设备与无线通信完整接入模式，简化了工程施工。
附图说明
图1示出电力无线通用通信终端扩展***图；
图2示出CPE及CPE连接信号示意图；
图3示出CPEL的插件布局示意图；
图4示出光电复合铠装光纤、电源复合缆截面图。
附图标记为：1：CPE、2：CPEL、3：电力二次设备、4：光电复合铠装缆、5：分光器、6：电源线、7：PON口光纤、8：以太网光纤、9：填充材料。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，电力无线通用通信终端扩展***包括：CPE1、CPEL2和电力二次设备3。值得注意的是，除非另行说明，对CPE1，CPEL2和电力二次设备3的数量均不作限制，所属领域技术人员根据需求，采用任意数量CPE1，任意数量CPEL2和任意数量电力二次设备3均可实施本发明。
CPE1放置在室外信号良好的地方，用于高速无线信号收发，CPE1外置可有效提升通信带宽及可靠性。通过NR网络或者卫星信号获得授时，对时精度不超过第一阈值，优选地，第一阈值可以是1μs。
图2示出了CPE1和CPEL2连接信号示意图，CPEL2放置在室内，CPEL2与放置在室外的CPE1相连接，优选但不限于，使用光电复合铠装缆4连接CPE1和CPEL2。光电复合铠装缆4至少包括电源线6和PON口光纤7或以太网光纤8，CPEL2具有PON口或光纤以太网口。通过CPEL2进行CPE1与电力二次设备3的转接，填充了通信领域与电力领域的沟壑。为存量设备改造和新设备接入提供了解决方法，可有效提升电网改造新建的效率，实现二次设备互联。
值得注意的是，本发明的CPEL2可以以交换机的形式来实现，也可以以自定义插件的形式进行实现。
CPEL2包括独立CPEL2和内嵌CPEL2，至少一***立CPEL2中设置有直流电源，用于为CPE1供电，直流电源可以选用任意类型，优选地但不限于，使用UPS电源为CPE1提供安全工作电压，例如安全24V直流电压。设置在室内的至少一***立CPEL2经光电复合铠装缆4为设置在室外的CPE1供电，有效解决了电线裸露风险。内嵌CPEL2嵌入电力二次设备3，作为二次设备嵌入模块。
所属领域的技术人员可以清楚地认识到，至少一***立CPEL2中设置有直流电源仅是一种示例性的实施方式，在多***立CPEL2中设置直流电源，设置供电冗余、提升安全性同样涵盖在本发明的范围之内。
CPE1与CPEL2可以使用分光器5构建PON网络连接，或者通过光纤以太网直连，PON网络光纤信号可靠性较高，工程施部署简单，挂载CPEL2数量多。PON网络波分复用，上行下行波长不同。CPE1通过等分时隙及时隙标签向CPEL2授时。
CPE1与CPEL2之间还可以使用标准光纤以太网连接，可通过IEEE 1588获取精确授时，或者NTP对时，该CPEL2也为一台普通的交换机。
图3示出了CPEL2的插件布局示意图。在本发明的优选实施例中使用了独立的插件实现不同功能模块，所属领域技术人员可以清楚地知道，本实施例中的模块仅作为独立插件说明，实际使用模块和插件并不具有耦合性。CPEL2接口为PON口或者光纤以太网口，当CPE1与CPEL2之间为PON网络连接时，CPEL2使用PON口，当CPE1与CPEL2之间为标准光纤以太网连接时，使用光纤以太网口。优选地但不限于，CPEL2经光纤以太网口采用100M光纤以太网与CPE1相连接。
对外接口为与电力二次设备3相连的插件，优选地但不限于，RS232、RS485，以太网通信接口板，B码或IEEE 1588对时输出板。独立CPEL2与二次设备通过RS232、RS485、以太网等通信，具备了不同规约接入能力。同时通过B码、IEEE 1588或NTP给二次设备授时。
CPEL2对下接入种类繁多的二次设备规约，对上满足电力通信在加密、设备认证鉴权、授时等方面的要求。建立了一套二次设备与无线通信完整接入模式，简化了工程施工。
图4示出了光电复合铠装光纤、电源复合缆截面图。本实施例非限制性地使用1平方铜线作为电源线6，光纤分为PON口单模纤和以太网多模纤，复合缆具备防雷隔离功能。
所属领域的技术人员可以清楚地知道，本发明中的电力二次设备3是指二次***中的设备，至少包括但不限于，电力***中量测、保护、控制、通信及调度自动化等设备。
本发明的优选实施例还提供了一种电力无线通用通信终端扩展***的通信方法，包括以下步骤：
步骤1，电力二次设备3使用RS232、RS485、以太网中的至少一种与CPEL2进行通信，将电力二次设备3的数据传输至CPEL2；
步骤2，CPEL2使用PON网络或标准光纤以太网中的至少一种与CPE1进行通信，将电力二次设备3的数据传输至CPE1；
步骤3，CPE1通过NR网络或卫星网络中的至少一种将电力二次设备3的数据发送至控制中心。
本发明的优选实施例还提供了一种电力无线通用通信终端扩展***的授时方法，包括以下步骤：
步骤1，CPE1通过NR网络或者卫星信号获得授时，对时精度不超过第一阈值，优选地，第一阈值可以是1μs；
步骤2，CPE1与CPEL2经PON网络连接，通过等分时隙及时隙标签向CPEL2授时，或
CPE1与CPEL2经标准光纤以太网连接，通过IEEE 1588或者NTP向CPEL2授时；
步骤3，CPEL2通过B码、IEEE 1588或NTP向电力二次设备3授时。
CPE：通用通信终端，Customer Premise Equipment；
CPEL：通用通信终端扩展节点，Customer Premise Equipment Leaf；
UPS：不间断电源，Uninterruptible Power System；
NR：新空口，New Radio；
PON：无源光网络，Passive Optical Network；
NTP：网络时间协议，Network Time Protocol；
IEEE 1588：精确时钟同步协议，Precision Time Protocol，简称PTP；
DTU：数据终端单元，Data Terminal Unit；
B码：B时间码，参见GJB 2991A-2008《B时间码接口终端通用规范》；
RS-232、RS-485：由美国电子工业协会(Electronic Industries Association，EIA)制定的串行数据通信的接口标准。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本公开实施例所提供一种电力无线通用通信终端扩展***。实现无线通用通信终端在电力领域应用，CPEL2与CPE1使用标准通信规约，通过CPEL2进行CPE1与电力二次设备3的转接，填充了通信领域与电力领域的沟壑，有效提升电网改造新建的效率。CPE1外置可有效提升通信带宽及可靠性。CPEL2通过光电复合铠装缆4与CPE1连接，使用标准的以太网或者PON网络，同时为CPE1提供UPS电源。CPEL2对下接入种类繁多的二次设备规约，对上满足电力通信在加密、设备认证鉴权、授时等方面的要求。建立一套二次设备与无线通信完整接入模式，简化工程施工。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电力无线通用通信终端扩展***，包括CPE、CPEL和电力二次设备，其特征在于，
CPE安装在室外，通过光电复合铠装缆与安装在室内的CPEL相连接，CPEL通过串口或以太网与电力二次设备相连接，
CPE用于无线信号的收发，并通过网络或卫星获得授时，至少一台CPEL内设置有直流电源，经光电复合铠装缆为CPE供电。
2.根据权利要求1所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
光电复合铠装缆至少包括电源线和PON口光纤，CPEL具有PON口，CPE与CPEL使用分光器构建PON网络连接。
3.根据权利要求2所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
CPE通过等分时隙及时隙标签向CPEL授时。
4.根据权利要求1所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
光电复合铠装缆至少包括电源线和以太网光纤，CPEL具有光纤以太网口，CPE与CPEL使用光纤以太网连接。
5.根据权利要求4所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
CPE通过IEEE 1588或NTP中的至少一种向CPEL授时。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
CPEL包括RS232、RS485、以太网通信接口板、B码或IEEE 1588对时输出板中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
CPEL通过B码、IEEE 1588或NTP中的至少一种向电力二次设备授时。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
至少一台CPEL使用不间断电源经光电复合铠装缆为CPE供电。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的一种电力无线通用通信终端扩展***，其特征在于，
CPEL包括为独立CPEL和嵌入电力二次设备的内嵌CPEL，至少一***立CPEL为CPE供电，至少一***立CPEL向电力二次设备授时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200814 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |