CN102647018A - 一种单一家庭单元备电监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单一家庭单元备电监控方法及系统，通过单一家庭单元（SFU）上的备电监控接口对SFU备用电源的工作状态进行监控，在备用电源工作状态变化时，向网管告警；其中，备用电源工作工作状态变化，包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位。采用本发明可实现SFU备电监控，避免在主用电源断电的情况下，业务突然中断，从而满足对备用电源的有效管理；且提高了SFU运行的可靠性，增强了系统的稳定性。

Description

一种单一家庭单元备电监控方法及系统
技术领域
本发明涉及无源光网络（Passive Optical Network，简称为PON）技术领域，尤其涉及一种单一家庭单元（Single Family Unit，简称为SFU）备电监控方法及系统。
背景技术
在光接入技术中，PON技术是一种点对多点传送的光接入技术。如图1所示，典型的PON系统主要由位于局端的光线路终端（Optical Line Terminal ，简称为OLT）和若干个位于远端的光网络单元（Optical Network Unit，简称为ONU）组成。OLT和ONU之间由无源光分配网络（Optical Distribute Network，简称为ODN）连接，采用点到多点（Point to Multi Point ，简称为P2MP）的拓扑结构。
目前，随着光进铜退的快速推进，用户对接入宽带的需求也进一步增加。PON技术属于用户末端接入技术，融合了宽带接入、VOIP（Voice over IP , IP语音）、CATV（Community Antenna Television, 有线电视系统）、TDM（Time Division Multiplex，时分复用）等各种技术。因此，PON宽带接入系统将会进入更多的家庭。
现有技术中主要存在如下问题：现有ONU终端的供电方式是以市电适配直流供电，用户希望在主用电源断电的情况下，短时间内用户业务不间断，以保证网络达到电信级可靠性的要求。但目前的ONU终端SFU大多不支持备用电源功能，无法实现备电的告警、管理。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种单一家庭单元备电监控方法及系统，实现SFU支持备电及备电监控功能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种单一家庭单元备电监控方法，
通过单一家庭单元（SFU）上的备电监控接口对所述SFU备用电源的工作状态进行监控，在所述备用电源工作状态变化时，向网管告警。
进一步地，所述备用电源工作工作状态变化，包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位。
进一步地，通过所述备电监控接口采集以下告警信号对所述备用电源的工作状态进行监控：
UPS输入告警信号，监测所述备用电源是否使用市电供电；
UPS输出告警信号，监测电池的电量是否过低；
UPS在线告警信号，监测电池是否在位。
进一步地，根据所述备电监控接口采集的所述告警信号，当所述备用电源不再使用市电供电；或者，当所述备用电源使用电池供电，且电池的电量过低；或者，当所述备用电源使用电池供电，且所述电池不在位时，向所述网管告警。
进一步地，所述备电监控接口还用于：电压或者电流采样、电量显示、温度告警。
进一步地，通过扩展运营管理和维护（OAM）消息向所述网管告警。
本发明还提供了一种单一家庭单元备电监控系统，其特征在于，所述系统包括SFU上的备电监控接口，
所述备电监控接口用于，对所述SFU备用电源的工作状态进行监控，在所述备用电源工作状态变化时，向网管告警；
其中，所述备用电源工作工作状态变化，包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位。
进一步地，所述备电监控接口用于，通过采集以下告警信号对所述备用电源的工作状态进行监控：
UPS输入告警信号，监测所述备用电源是否使用市电供电；
UPS输出告警信号，监测电池的电量是否过低；
UPS在线告警信号，监测电池是否在位。
进一步地，所述备电监控接口用于，根据采集的所述告警信号，当所述备用电源不再使用市电供电；或者，当所述备用电源使用电池供电，且电池的电量过低；或者，当所述备用电源使用电池供电，且所述电池不在位时，向所述网管告警。
进一步地，所述备电监控接口还用于：电压或者电流采样、电量显示、温度告警。
本发明提出一种PON终端SFU支持备电时实现备电监控的方法，可实现SFU支持备电监控，避免在主用电源断电的情况下，业务突然中断，从而满足对备用电源的有效管理。且依据不同的SFU设备，至少可支持2小时SFU设备的可用性。采用本发明提供的备电支持和备电监控，提高了SFU运行的可靠性，增强了系统的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为典型的PON系统组网图；
图2为本发明实施例的SFU内部增加的接口电路图（适配基本型UPS）；
图3为本发明实施例的SFU内部增加的接口电路图（适配增强型UPS）；
图4为本发明的应用场景1；
图5为本发明的应用场景2；
图6为本发明的应用场景3；
图7为本发明的应用场景4；
图8为本发明的应用场景5。
具体实施方式
本发明的主要目的在于，提出一种PON终端SFU备电监控的实现方法，避免在主用电源断电的情况下，业务突然终断，从而合理的实现备电监控，满足对备用电源的有效管理。
为实现上述目的，本发明提出一种单一家庭单元备电监控方法，通过SFU上的备电监控接口对所述SFU备用电源的工作状态进行监控，在所述备用电源工作状态变化时，向网管告警。
其中，所述备用电源工作工作状态变化，主要包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位，等。
进一步地，本发明提供了两种具体实现的技术方案：SFU的升级方案，SFU备电兼容方案，其中，
具体的SFU升级方案主要包括：在原有SFU后面板上增加一个备电监控接口，该备电监控接口具体可以是一个RJ45形式的数据采集接口，SFU的CPU提供5个GPIO管脚提供采集告警数据，用于与前述的RJ45形式的数据采集接口相配。在SFU内部增加适用于基本型UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）和增强型UPS（现有的SFU中不包含UPS监控），前面板增加一个备电LED指示灯，用于显示备用电源是否接通及电量大小。
其中，SFU备电兼容方案，与SFU升级方案不同点是SFU侧采用8芯的APC圆形接口。需要说明的是，本发明所指的升级方案是指新一代的产品，主要是监控功能；兼容方案则主要是为了兼容老方案的UPS（供电和监控信号是在同一个接口上的）。
为了便于阐述本发明，以下将结合附图及具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例中，在SFU后面板市电电源输入部分接口保持不变，在原有SFU后面板增加1个RJ45形式的接口实现告警信号的采集，通过采集到的告警信号对备用电源的工作状态进行监控，该RJ45插座方向与该产品以太网接口相反，使其具有基本的防错插能力，从安全角度讲，该接口即使插错了，也不会造成硬件上的损伤。SFU CPU提供5个GPIO脚供采集告警数据。
另外，可在面板增加一个备电LED指示灯，用于直观的反映备用电源当前工作状态。其中，备电LED指示灯的状态熄灭：表示系统无备用电池或者备用电池失效；常亮：表示ONU有备用电池且电池状态正常；闪烁：表示ONU有备用电池，但备用电池状态异常，如电压过低，不同的闪烁频率标识电压过低还是正在充电。
如图2所示，基本型UPS接口的SFU支持三种备用电源工作状态告警信号的采集、检测和上报，包括：
UPS输入告警（如图2中的ALM220V），用于监测备用电源是否使用市电供电；
UPS输出告警（如图2中的ALMLOW），用于监测电池的电量是否过低（例如剩余电量低于设定的报警阈值）；
UPS在线告警（如图2中的ALMLOW），用于监测电池是否在位，如电池失效、损坏、或者剩余电量为零或者低于临界值时，则电池不在位。
SFU按照电路图设计，输出信号需要RC滤波，二极管IN4148钳位电路，再入244整形，最后入CPU的GPIO管脚。其中，RC滤波用于滤掉一些毛刺；钳位电路就是做端口防护，防止外部干扰信号直接损坏单板内部；244是整形。CPU提供5个GPIO脚供采集告警数据，如图2所示。
增强型UPS接口的SFU支持全部的备用电源工作状态和告警信号的采集和上报，即除了基本型UPS支持的三种之外，还可以支持电量显示、温度告警、电压或者电流采样等。增强型接口也采用RJ45形式，与基本型保持兼容。电缆通用。RS-232C接口选用15KV的ESD保护器件。如图3所示
本发明所述的PON终端SFU升级方案中，RJ45接口共包括8个引脚，下面详细介绍各管脚的定义：
（1）PIN1管脚和PIN2管脚
PIIN1（Ain1，A路开关输入端子1）、PIN2（Ain2，A路开关量输入端子2）
其中， Ain1和Ain 2代表开关的两种状态：开和关，这两个状态待定义。
状态：“告警＝1”或者“告警＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。建议正常态时：UPS光耦发光或者传感器继电器触电闭合。CPU检测到：GPIOn＝＝”1”，表示告警（此时光耦二极管不发光或者传感器继电器触电打开）
备注：基本/增强型UPS通用管脚定义。干节点输入，无极性要求
（2）PIN3管脚, PIN3管脚有两类：
（A）VSS，告警信号公共端子
状态：湿接点输入公共端子
备注：基本型UPS管脚定义。一般接GND
（B）GND，RS-232C公共端子
状态： RS232C 接收GND
备注：增强型UPS管脚定义。
（3）PIN4管脚, PIN4管脚有两类：
（A）ALM220V，220VAC交流电掉电告警
状态：“告警＝1”或者“告警＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。建议正常态时：UPS光耦发光或者继电器触电闭合。CPU检测到：GPIOn＝＝”1”,表示告警（此时UPS光耦二极管不发光）
备注：基本型UPS管脚定义。湿接点输入
（B）TXD，RS-232C数据线
状态： SFU发送数据
备注：增强型UPS管脚定义。
（4）PIN5管脚，PIN5管脚有两类：
（A）ALMLOW，UPS输出电压低告警
状态： “告警＝1”或者“告警＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。建议正常态时：UPS光耦发光或者传感器继电器触电闭合。CPU检测到：GPIOn＝＝“1”，表示告警（此时UPS光耦二极管不发光）
备注：基本型UPS管脚定义。湿接点输入
（B）RXD，RS-232C数据线
状态： SFU接收数据
备注：增强型UPS管脚定义。
（5）PIN6管脚, PIN6管脚有两类：
（A）ONLINE ，SFU UPS在线提示
状态： “告警＝1”或者“告警＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。建议正常态时：UPS光耦发光或者传感器继电器触电闭合。CPU检测到：GPIOn＝＝”1”,表示告警（此时UPS光耦二极管不发光）
备注：基本型UPS管脚定义。湿接点输入
（B）NC，不使用
状态：悬空
备注：增强型UPS管脚定义。
（6）PIN7管脚和PIN8管脚
PIIN7（Bin1，B路开关量输入端子1）、PIN8（Bin2，B路开关量输入端子1）
状态：“告警＝1”或者“告警＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。建议正常态时：UPS光耦发光或者传感器继电器触电闭合。CPU检测到：GPIOn＝＝“1”,表示告警（此时光耦二极管不发光或者传感器继电器触电打开）
备注：基本/增强型UPS通用管脚定义。干节点输入，无极性要求
SFU内部增加相应接口，输出信号经过RC滤波，进入二极管IN4148钳位电路，再入244整形，最后进入CPU的GPIO管脚。需要CPU提供5个GPIO脚供采集告警数据。
本发明所述的PON终端SFU备电兼容方案中，SFU侧采用8芯的APC圆形接口，包括8个引脚；PIN1管脚为：220VAC交流电告警，当市电供电时信号为低；电池供电时为开路。PIN2管脚为：UPS在位告警，当电池在位时信号为低；电池不在位时为开路。PIN3管脚为：接地。PIN4管脚为：A路开关量输入端子1，“开＝1”或者“闭合＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。PIN5管脚为：电源输入，需要通过SFU给备用电源充电时，也可做VOUT对蓄电池充电。PIN6管脚为：信号回流地。PIN7管脚为：电压低告警，电池满则为低电位；<30%,开路。镍氢电池时增加电量>80%,30%<电量<80%,电量<30%三种状态，用以实现POWER SHEDDING功能。PIN8管脚为：A路开关量输入端子2，“开＝1”或者“闭合＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。
备用电池可以选择铅酸电池，镍氢电池，铁锂电池。其中选用前两种电池，电源的输入采用单相三芯电源插座，定义了7个管脚：PIN1管脚为电源输出，PIN2管脚为接地，PIN3管脚为信号回流地，PIN4管脚为220VAC交流电告警，其状态为：当市电供电时信号为低；电池供电时为开路。PIN6为电池在位信号，其状态为：当电池在位时信号为低；电池不在位时为开路。PIN7为电压低告警，其状态为：电池满低电位；电量<30%为开路。当使用铁锂电池时，电池供电接口走电源插头给SFU供电，APC插座不走供电信号，管脚定义如下：PIN1管脚为220VAC交流电告警，其状态为：当市电供电时信号为低；电池供电时为开路。PIN2管脚为SFU UPS 在线提示，其状态为：当电池在位时信号为低；电池不在位时为开路。PIN4为A路开关量输入端子1，其状态为：“开＝1”或者“闭合＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。PIN6管脚为信号回流地，PIN7管脚为UPS输出电压低告警，其状态为：电池满为低电位；<30%为开路。PIN8为A路开关量输入端子2，其状态为：“开＝1”或者“闭合＝0”对应的告警状态信息可以通过网管调整。
所述的EMS（Equipment Management System，设备管理系统）网管/OAM（Operation Administration and Maintenance，运营管理和维护）配合要求部分，为了配合UPS和开关量告警信号状态的采集、上报，网管需要配合此方案增加：扩展OAM消息，具体格式参考CTC标准或者公司内部的补充定义标准。
针对配合基本型UPS的SFU，EMS网管和本地维护台增加告警电平选项：每路可选电平“0”或“1”作为告警电平上报。
SFU配合基本型UPS提供的消息清单：
序号     操作        消息
1      查询/上报     SFU备电能力（SFU支持或不支持此功能）
2        设置        SFU 打开或者关闭告警
3        上报        SFU 是否装有备电模块（备电存在或不存在）
4        上报        UPS 220V 断电
5       上报        UPS备电电压低。
根据上述消息的描述，比如备电电池的电量低可以通过指示灯提醒用户；输入电压告警上报给运营商统一处理等等。
SFU配合增强型UPS提供的消息清单：
序号     操作       消息
1      查询/上报     SFU备电能力（SFU支持或不支持此功能）
2        设置        SFU 打开或者关闭告警
3        上报        SFU 是否装有备电模块（备电存在或不存在）
4        上报        UPS 220V 断电
5        上报        UPS备电电压低
6        上报        UPS 过温
7        上报        UPS 备电过冲
8        上报        UPS备电老化或失效
9        上报        UPS 备电电量状态（电量小于80％时，需要上报；电量小于30％时，需要上报）
10       上报        UPS备电状态（正在充电、充电完毕、正在放电）
11       设置/上报   备电的告警门限
12       设置/上报   备电的切换门限
13       上报        电池丢失
本发明的应用场景部分包括下列几个场景：
（1）应用场景1：（不需要备电），如图4所示。
（2）应用场景2：（需要UPS，但UPS电源和门禁等都不需要监控），如图5所示。例如UPS不支持监控功能，也没有门禁需求。
（3）应用场景3：（需要UPS，UPS电源和门禁等都需要监控），如图6所示。UPS提供监控接口，如各种告警、电量等信号。也有门禁的需求。
（4）应用场景4：（需要UPS，UPS电源需要监控，但不需要门禁等开关量监控），如图7所示。UPS提供监控接口，如各种告警、电量等信号。但是没有门禁的需求。
（5）应用场景5：（不需要UPS电源，但需要门禁等开关量监控），如图8所示。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

Claims (10)

1.一种单一家庭单元备电监控方法，其特征在于，
通过单一家庭单元（SFU）上的备电监控接口对所述SFU备用电源的工作状态进行监控，在所述备用电源工作状态变化时，向网管告警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述备用电源工作工作状态变化，包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
通过所述备电监控接口采集以下告警信号对所述备用电源的工作状态进行监控：
UPS输入告警信号，监测所述备用电源是否使用市电供电；
UPS输出告警信号，监测电池的电量是否过低；
UPS在线告警信号，监测电池是否在位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
根据所述备电监控接口采集的所述告警信号，当所述备用电源不再使用市电供电；或者，当所述备用电源使用电池供电，且电池的电量过低；或者，当所述备用电源使用电池供电，且所述电池不在位时，向所述网管告警。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述备电监控接口还用于：电压或者电流采样、电量显示、温度告警。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
通过扩展运营管理和维护（OAM）消息向所述网管告警。
7.一种单一家庭单元备电监控系统，其特征在于，所述系统包括SFU上的备电监控接口，
所述备电监控接口用于，对所述SFU备用电源的工作状态进行监控，在所述备用电源工作状态变化时，向网管告警；
其中，所述备用电源工作工作状态变化，包括：是否使用市电供电、电源电量是否过低、备用电源是否在位。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述备电监控接口用于，通过采集以下告警信号对所述备用电源的工作状态进行监控：
UPS输入告警信号，监测所述备用电源是否使用市电供电；
UPS输出告警信号，监测电池的电量是否过低；
UPS在线告警信号，监测电池是否在位。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述备电监控接口用于，根据采集的所述告警信号，当所述备用电源不再使用市电供电；或者，当所述备用电源使用电池供电，且电池的电量过低；或者，当所述备用电源使用电池供电，且所述电池不在位时，向所述网管告警。
10.如权利要求7、8或9所述的系统，其特征在于，
所述备电监控接口还用于：电压或者电流采样、电量显示、温度告警。
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