CN103987071A - 电力td-lte无线业务系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力TD-LTE无线业务系统，在一张TD-LTE网络中，UE终端增加业务类别的Tag标识，LTE基站和EPC通过区分出不同Tag标识的业务数据类型和UE终端，需要物理分区的业务接入统一的基站，不同的分区、不同类型的业务数据选择不同的物理资源，由于需要物理分区的业务接入不同的无线侧，通过物理频率隔离，不同的业务汇聚不同的核心网，两者物理完全独立，子网间无法访问，实现了网络接入、数据处理、数据传输的隔离，保证分区业务以及关键业务的无线资源接入；全网配置QoS为安全I区业务数据具有物理资源的优先配置权限，保证高优先级业务数据接入的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及电力通信技术领域，特别是涉及一种电力TD-LTE无线业务系统。
背景技术
当今电力通信的研究和成功实践已经证明，电力无线专网是智能电网的发展的必然选择。TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）是我国自主知识产权的国际4G标准，具有技术成熟、产业链发展、有清晰的技术发展演进路线，是电力无线专网的首选。电力TD-LTE无线专网的发展需要得到国家政策的大力支持，为电力无线专网分配5MHz的专用频率。电力TD-LTE无线专网的发展将为智能电网的发展奠定基础，并可促进TD-LTE技术在行业应用的产业化发展，具有重要的经济效益和社会效益。
因此，当前电力TD-LTE无线专网的技术研究及发展成为当前智能电网电力通信发展的重点内容之一。
我国电监会于2006年发布的5号令和34号文，规范和统一了我国电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规划、实施和监管，即二次系统实行“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则。配电自动化系统作为电力二次系统的组成部分，其安全防护方案也必须符合《全国电力二次系统安全防护总体方案》中《配电二次系统安全防护方案》的各项规定和要求。
电力TD-LTE专用网络在中、低压配电网业务的应用，一般可承载的业务包括配网自动化、大客户负荷管理、配变监测、低压集抄、远程办公、巡检无线网络接入等，包含安全I区的业务（如配网自动化、大客户负荷管理）、安全II区的业务（如配变监测）的业务，也包含管理信息大区的业务（如低压集抄、远程办公、巡检无线网络接入）。
当前的TD-LTE无线网络虽然有对不同的业务进行QoS（Quality of Service，服务质量）分类的功能，但并没有对不同终端的业务进行有效的隔离，在网络接入、数据处理、数据传输等方面都是混在一起，无法满足电监会的5号令“横向隔离”的要求。因此，如何在一张无线网络中承载以上不同的业务，又能满足电监会5号令“横向隔离”的要求，是当前电力无线专网发展需要解决的难点问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种电力TD-LTE无线业务系统
一种电力TD-LTE无线业务系统，包括：生产控制子网、管理信息子网和LTE基站；
所述生产控制子网包括第一UE终端、第一业务终端、第一交换机、安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC、第一操作维护中心；
所述第一业务终端连接第一UE终端；
所述第一UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-1接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC以及第一操作维护中心分别与第一交换机连接；
所述管理信息子网包括第二UE终端、第二业务终端、第二交换机、管理信息大区业务主站、第二EPC、第二操作维护中心；
所述第二业务终端连接第二UE终端；
所述第二UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-2接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述管理信息大区业务主站、第二EPC以及第二操作维护中心分别与第二交换机连接；
所述第一业务终端获取安全I区的业务数据和安全II区的业务数据并传输至第一UE终端，第二业务终端获取管理信息大区业务数据并传输至第二UE终端；
所述第一UE终端和第二UE终端在数据包中设置Tag标签，分别通过LTE基站分配的不同的子载波资源发送至LTE基站；其中，第一UE终端在安全I区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T1的Tag标签，在安全II区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T2的Tag标签，第二UE终端在管理信息大区业务数据的数据包中设置Tag信息值为T3的Tag标签；
所述LTE基站接收数据包并从数据包中解调出Tag信息，根据数据来自于不同分区及业务数据的类型，进行相应数据处理，再根据Tag信息值对处理后的数据包加入VLAN标签；其中，Tag信息值为T1的数据包放入VLAN1标签，Tag信息值为T2的数据包放入VLAN2标签，Tag信息值为T3的数据包放入VLAN3标签，放入VLAN1标签和VLAN2标签的数据包通过S1-1接口传输至第一交换机，放入VLAN3标签的数据包通过S1-2接口传输至第二交换机；
所述第一交换机将数据包接入至安全I区业务主站、安全II区业务主站，或者传输至第一EPC进行处理，所述第二交换机将数据包接入至管理信息大区业务主站，或者发送至第二EPC进行处理；
所述第一操作维护中心对第一业务终端、LTE基站和第一EPC进行设备管理，所述第二操作维护中心对第二业务终端、LTE基站和第二EPC进行设备维护管理和配置操作，其中，全网QoS的配置为安全I区业务主站具有物理资源优先配置权限。
上述电力TD-LTE无线业务系统，在一张TD-LTE网络中，UE终端增加业务类别的Tag标识，LTE基站和EPC通过区分出不同Tag标识的业务数据类型和UE终端，需要物理分区的业务接入统一的基站，不同的分区、不同类型的业务数据选择不同的物理资源，由于需要物理分区的业务接入不同的无线侧，通过物理频率隔离，不同的业务汇聚不同的核心网，两者物理完全独立，子网间无法访问，实现了网络接入、数据处理、数据传输的隔离，保证分区业务以及关键业务的无线资源接入；全网配置QoS为安全I区业务数据具有物理资源的优先配置权限，保证高优先级业务数据接入的实时性。
附图说明
图1为本发明的电力TD-LTE无线业务系统结构示意图；
图2为一个实施例的操作维护中心的结构示意图；
图3为一个实施例的操作维护中心服务器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的电力TD-LTE无线业务系统的具体实施方式作详细描述。
参考图1所示，图1为本发明的电力TD-LTE无线业务系统结构示意图，包括：生产控制子网、管理信息子网和LTE基站（即演进型Node B，LTE中基站的名称）；
所述生产控制子网包括第一UE（User equip，用户设备）终端、第一业务终端、第一交换机、安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC、第一操作维护中心；
所述生产控制子网包括第一UE终端、第一业务终端、第一交换机、安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC（Evolved Packet Core，演进的核心网，即LTE系统中的核心网设备的全称）、第一操作维护中心；
所述第一业务终端连接第一UE终端；
所述第一UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-1接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC以及第一操作维护中心分别与第一交换机连接；
所述管理信息子网包括第二UE终端、第二业务终端、第二交换机、管理信息大区业务主站、第二EPC、第二操作维护中心；
所述第二业务终端连接第二UE终端；
所述第二UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-2接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述管理信息大区业务主站、第二EPC以及第二操作维护中心分别与第二交换机连接；
所述第一业务终端获取安全I区的业务数据和安全II区的业务数据并传输至第一UE终端，第二业务终端获取管理信息大区业务数据并传输至第二UE终端；
所述第一UE终端和第二UE终端在数据包中设置Tag标签，分别通过LTE基站分配的不同的子载波资源发送至LTE基站；其中，第一UE终端在安全I区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T1的Tag标签，在安全II区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T2的Tag标签，第二UE终端在管理信息大区业务数据的数据包中设置Tag信息值为T3的Tag标签；优选的，T1=01，T2=10，T3=11。
所述LTE基站接收数据包并从数据包中解调出Tag信息，根据数据来自于不同分区及业务数据的类型，进行相应数据处理，再根据Tag信息值对处理后的数据包加入VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）标签；其中，Tag信息值为T1的数据包放入VLAN1标签，Tag信息值为T2的数据包放入VLAN2标签，Tag信息值为T3的数据包放入VLAN3标签，放入VLAN1标签和VLAN2标签的数据包通过S1-1接口传输至第一交换机，放入VLAN3标签的数据包通过S1-2接口传输至第二交换机；
所述第一交换机将数据包接入至安全I区业务主站、安全II区业务主站，或者传输至第一EPC进行处理，所述第二交换机将数据包接入至管理信息大区业务主站，或者发送至第二EPC进行处理；
所述第一操作维护中心对第一业务终端、LTE基站和第一EPC进行设备管理，所述第二操作维护中心对第二业务终端、LTE基站和第二EPC进行设备维护管理和配置操作，其中，全网QoS的配置为安全I区业务主站具有物理资源优先配置权限
本发明的电力TD-LTE无线业务系统，需要物理分区的业务接入统一的基站，不同的分区、不同类型的业务数据选择不同的物理资源（即子载波资源）；通过子载波资源实现隔离，能够保证分区业务以及关键业务的无线资源接入。基站分配不同的物理资源对不同的分区业务进行处理，不同业务占用不同的物理资源。基站在处理完毕分区业务后，根据分区不同和业务数据不同，将处理数据通过不同的光纤通道，发送不同子网的EPC中。全网配置QoS为安全I区业务数据具有物理资源的优先配置权限，保证高优先级业务的实时性。需要物理分区的业务接入不同的无线侧，通过物理频率隔离，保证关键业务的无线资源接入。不同的业务汇聚不同的核心网，两者物理完全独立，子网间无法访问。每个子网内部提供不同的优先等级，保证了业务数据的实时性。
上述技术方案，通过业务数据类型识别、子载波隔离、有线传输光纤隔离、EPC、主站的单独物理配置，保证全网隔离性增强，安全性能提升。
对于本发明的技术方案，部署了2套独立的操作维护中心（eOMC），每套操作维护中心包括1个操作维护中心服务器（eOMC Server）和多个操作维护客户端（eOMC Client），每个操作维护客户端具备权限控制功能。
在一个实施例中，参考图2所示，图2为一个实施例的操作维护中心的结构示意图，第一操作维护中心包括：第一操作维护中心服务器，以及分别与第一操作维护中心服务器连接的第一客户端；其中，所述第一客户端包括第一设备管理客户端、第一设备监控客户端、第一终端管理客户端；第一操作维护中心服务器通过第一交换机与LTE基站和第一EPC连接；
第一设备管理客户端：用于对第一业务终端、LTE基站、第一EPC进行配置管理、状态监控、告警处理和/或升级维护操作；
第一设备监控客户端：用于对第一业务终端、LTE基站、第一EPC进行配置信息、状态信息的查看和监控操作；
第一终端管理客户端：用于对第一业务终端进行状态监控、操作控制，对第一业务终端签约信息进行管理。
同理，第二操作维护中心包括：第二操作维护中心服务器，以及分别与第二操作维护中心服务器连接的第二客户端；其中，所述第二客户端包括第二设备管理客户端、第二设备监控客户端、第二终端管理客户端；第二操作维护中心服务器通过第二交换机与LTE基站和第二EPC连接；
第二设备管理客户端：用于对第二业务终端、LTE基站、第二EPC进行配置管理、状态监控、告警处理和/或升级维护操作；
第二设备监控客户端：用于对第二业务终端、LTE基站、第二EPC进行配置信息、状态信息的查看和监控操作；
第二终端管理客户端：用于对第二业务终端进行状态监控、操作控制，对第二业务终端签约信息进行管理。
在一个实施例中，该方案中的LTE基站与操作维护中心的关系，参考图3所示，图3为一个实施例的操作维护中心服务器结构示意图，第一操作维护中心服务器包括：第一网管APP服务器、第一UE终端签约系统服务器、第一网管数据库服务器、第一操作维护FTP服务器、第一LTE基站FTP服务器。所述第一客户端包括第一网管客户端和第一UE签约系统客户端。
同理，第二操作维护中心服务器包括：第二网管APP服务器、第二UE终端签约系统服务器、第二网管数据库服务器、第二操作维护FTP服务器、第二LTE基站FTP服务器。所述第二客户端包括第二网管客户端和第二UE签约系统客户端。
上述实施例中，LTE基站将同时从两套数据库服务器中获取管理信息和配置信息。
本发明的技术方案，在电力UE终端发送的信息中增加Tag标识，LTE基站通过识别UE终端的Tag标识区分用户类型，从而实现不同业务至在不同子网中传输，实现业务的物理隔离；系统配置2套操作维护中心，LTE基站能根据UE终端的Tag信息，将数据包分发给相应的操作维护中心；系统配置2套操作维护中心，LTE基站能同时从两套操作维护中心的数据库中获取管理信息和配置信息，从而接受2套操作维护中心的控制管理。
本发明通过增加Tag标识和VLAN技术，减少非法用户的接入，提高了无线专网的安全性，也可以避免其它非法人员对终端信息的截获和控制。通过创新的业务区分和网络隔离技术，可以帮助电力用户使用电力无线专网时，实现多业务接入一张无线网络，且满足《全国电力二次系统安全防护总体方案》中《配电二次系统安全防护方案》的各项规定和要求，从而实现电力无线专网的资源共享，减少网络投资，实现一网多用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，包括：生产控制子网、管理信息子网和LTE基站；
所述生产控制子网包括第一UE终端、第一业务终端、第一交换机、安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC、第一操作维护中心；
所述第一业务终端连接第一UE终端；
所述第一UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-1接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述安全I区业务主站、安全II区业务主站、第一EPC以及第一操作维护中心分别与第一交换机连接；
所述管理信息子网包括第二UE终端、第二业务终端、第二交换机、管理信息大区业务主站、第二EPC、第二操作维护中心；
所述第二业务终端连接第二UE终端；
所述第二UE终端与LTE基站无线连接；
所述LTE基站的S1-2接口通过光纤通道连接第一交换机；
所述管理信息大区业务主站、第二EPC以及第二操作维护中心分别与第二交换机连接；
所述第一业务终端获取安全I区的业务数据和安全II区的业务数据并传输至第一UE终端，第二业务终端获取管理信息大区业务数据并传输至第二UE终端；
所述第一UE终端和第二UE终端在数据包中设置Tag标签，分别通过LTE基站分配的不同的子载波资源发送至LTE基站；其中，第一UE终端在安全I区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T1的Tag标签，在安全II区的业务数据的数据包中设置Tag信息值为T2的Tag标签，第二UE终端在管理信息大区业务数据的数据包中设置Tag信息值为T3的Tag标签；
所述LTE基站接收数据包并从数据包中解调出Tag信息，根据数据来自于不同分区及业务数据的类型，进行相应数据处理，再根据Tag信息值对处理后的数据包加入VLAN标签；其中，Tag信息值为T1的数据包放入VLAN1标签， Tag信息值为T2的数据包放入VLAN2标签，Tag信息值为T3的数据包放入VLAN3标签，放入VLAN1标签和VLAN2标签的数据包通过S1-1接口传输至第一交换机，放入VLAN3标签的数据包通过S1-2接口传输至第二交换机；
所述第一交换机将数据包接入至安全I区业务主站、安全II区业务主站，或者传输至第一EPC进行处理，所述第二交换机将数据包接入至管理信息大区业务主站，或者发送至第二EPC进行处理；
所述第一操作维护中心对第一业务终端、LTE基站和第一EPC进行设备管理，所述第二操作维护中心对第二业务终端、LTE基站和第二EPC进行设备维护管理和配置操作，其中，全网QoS的配置为安全I区业务主站具有物理资源优先配置权限。
2.根据权利要求1所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，第一操作维护中心包括：第一操作维护中心服务器，以及分别与第一操作维护中心服务器连接的第一客户端；其中，所述第一客户端包括第一设备管理客户端、第一设备监控客户端、第一终端管理客户端；第一操作维护中心服务器通过第一交换机与LTE基站和第一EPC连接；
第一设备管理客户端：用于对第一业务终端、LTE基站、第一EPC进行配置管理、状态监控、告警处理和/或升级维护操作；
第一设备监控客户端：用于对第一业务终端、LTE基站、第一EPC进行配置信息、状态信息的查看和监控操作；
第一终端管理客户端：用于对第一业务终端进行状态监控、操作控制，对第一业务终端签约信息进行管理。
3.根据权利要求2所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，第一操作维护中心服务器包括：第一网管APP服务器、第一UE终端签约系统服务器、第一网管数据库服务器、第一操作维护FTP服务器、第一LTE基站FTP服务器。
4.根据权利要求2所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，所述第一客户端包括第二网管客户端和第一UE签约系统客户端。
5.根据权利要求1所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，第二 操作维护中心包括：第二操作维护中心服务器，以及分别与第二操作维护中心服务器连接的第二客户端，其中，所述第二客户端包括第二设备管理客户端、第二设备监控客户端、第二终端管理客户端；第二操作维护中心服务器通过第二交换机与LTE基站和第二EPC连接；
第二设备管理客户端：用于对第二业务终端、LTE基站、第二EPC进行配置管理、状态监控、告警处理和/或升级维护操作；
第二设备监控客户端：用于对第二业务终端、LTE基站、第二EPC进行配置信息、状态信息的查看和监控操作；
第二终端管理客户端：用于对第二业务终端进行状态监控、操作控制，对第二业务终端签约信息进行管理。
6.根据权利要求5所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，第二操作维护中心服务器包括：第二网管APP服务器、第二UE终端签约系统服务器、第二网管数据库服务器、第二操作维护FTP服务器、第二LTE基站FTP服务器。
7.根据权利要求5所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，所述第二客户端包括第二网管客户端和第二UE签约系统客户端。
8.根据权利要求1所述的电力TD-LTE无线业务系统，其特征在于，T1＝01，T2＝10，T3＝11。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510620 Tianhe District, Guangzhou, Tianhe South Road, No. two, No. 2, No. Applicant after: Guangzhou Power Supply Bureau Applicant after: Company limited of China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Address before: 510620 Tianhe District, Guangzhou, Tianhe South Road, No. two, No. 2, No. Applicant before: Guangzhou Power Supply Bureau Applicant before: Guangdong Electric Power Design Institute of CEEC |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHINA ENERGY ENGINEERING GROUP GUANGDONG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE TO: CHINA ENERGY ENGINEERING GROUP GUANGDONG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE CO., LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210401 Address after: No.2, Tianhe south 2nd Road, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee after: Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.,Ltd. Patentee after: GUANGDONG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE CO., LTD. OF CHINA ENERGY ENGINEERING Group Address before: 510620, No. two, No. 2, Tianhe South Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Patentee before: GUANGZHOU POWER SUPPLY Co.,Ltd. Patentee before: GUANGDONG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE CO., LTD. OF CHINA ENERGY ENGINEERING Group |