CN203119899U - 一种rtu通信装置及电力传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种RTU通信装置及电力传输系统。其中RTU通信装置包括：至少2个光电转换模块、至少两个光节点ONU、交换模块、配电变压器监测终端RTU协议处理模块、连接器模块和电源模块；其中，其中一个光电转换模块的一端与无源光纤网络PON连接，另一端与其中一个ONU连接；所述ONU分别与交换模块和RTU协议处理模块连接；所述交换模块与所述连接器模块连接；所述RTU协议处理模块分别与交换模块和所述连接器模块连接；所述连接器模块输出电源到所述电源模块；所述电源模块将电压转换后的电源提供给所述光电转换模块、ONU、交换模块和RTU协议处理模块。本实用新型提高光电信号转换的稳定度。

Description

一种RTU通信装置及电力传输系统

技术领域

本实用新型涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种RTU通信装置及电力传输系统。

背景技术

RTU(Remote Terminal Unit，远程终端装置)是一种远端测控装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU通常要具有优良的通讯能力和较大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。RTU可以通过多种方式与主站进行通讯，将信号和设备监测等信息传递给主站，供主站进行分析和处理。

目前通讯方式一般分为有线和无线两类，有线方式采用各个公司专用网络或符合国际标准的现场总线网络通讯，无线方式则采用远程拨号通讯、无线电台、专线通讯等方式。

1、S-网络：远程测控终端通过S-网络相连，S-网络是一根总长度可达1000m的专用双芯双绞屏蔽电缆，其通讯波特率为163k，每秒可完成1000个通道的扫描，与主计算机的连接是通过S-网络适配器，主机数只能是1台。

2、893-网络：远程控制终端通过893-网络相连，893-网络是一根总长度可达1200m的普通双芯双绞屏蔽电缆，其通讯波特率为187.5k，每秒可完成1600个通道的扫描，与主计算机的连接是通过893-网络适配器，为多主机系统，主机数最多为31台。

3、RS232、RS485方式：多个RTU通过RS232或RS485总线连接到主站上。一个主站可以与多个RTU进行通讯。通讯距离RS232为16m，RS485为1200m。

4、无线电台通讯：RTU通过多个无线信号基站作为中介，用无线信号的方式进行信息的传递。主站与基站之间通过以太网相互连接。一个主站可以与多个RTU进行通讯。无线电台通讯距离为10km。

5、专线通讯：使用专门的无线信道进行通讯。专线通讯的通讯距离也超过10km。

目前RTU通常采用专线、无线电台通讯、以太网通讯等通讯方式与主站通讯。专线采用双绞线或音频电缆作为传输介质，传播速度1200bit/s，传播距离10km。无线网络传播速度180k bit/s，传播距离为GPRS等覆盖的区域，但是抗干扰能力有限。传统的传输方式，传输距离通讯方式比较单一，传输速度和传输距离也比较有限。

实用新型内容

为了解决现有技术中光纤通信时光电信号转换稳定性差的技术问题，本实用新型提出一种RTU通信装置及电力传输系统。

本实用新型的一个方面，提供一种RTU通信装置，其特征在于，包括：至少2个光电转换模块、至少两个光节点ONU、交换模块、远程终端装置RTU协议处理模块、连接器模块和电源模块；其中一个光电转换模块的一端与无源光纤网络PON连接，另一端与其中一个ONU连接；所述ONU分别与交换模块和RTU协议处理模块连接；所述交换模块与所述连接器模块连接；所述RTU协议处理模块分别与交换模块和所述连接器模块连接；所述连接器模块输出电源到所述电源模块；所述电源模块将电压转换后的电源提供给所述光电转换模块、ONU、交换模块和RTU协议处理模块。

RTU协议处理模块与所述连接器模块之间通过GPIO、UART或I2C通信接口连接。

连接器模块包括与RTU板卡连接的两组2×20的双排针。

光电转换模块通过SC接口与PON连接。

本实用新型的另一个方面，提供一种电力传输系统，其特征在于，包括：主站、位于通信层的多个光线路终端OLT、位于接入层的RTU通信装置和RTU；其中，所述OLT与主站连接；所述RTU通信装置包括光节点ONU，所述RTU通过所述ONU与所述通信层的至少两个OLT连接。

多个OLT位于IP/MSTP传输环上，所述OLT通过IP/MSTP传输环与所述主站连接。

ONU与所述OLT通过非均匀分光器连接。

RTU通过FE接口或RS接口与所述ONU连接。

本实用新型的RTU通信装置及电力传输系统，通过设置多路互为备份的光电信号转换通路，能够在不改变原有光纤网络结构的情况下提高光电信号转换稳定性，实现全光保护倒换，对ONU的起到保护作用。当某个业务通道的MAC出现故障时，可以有备份路径继续支持业务传输，不至于使业务中断。

附图说明

图1是本实用新型RTU通信装置实施例的结构示意图；

图2是本实用新型电力传输系统实施例的结构示意图；

图3是本实用新型电力传输系统具体组网的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型RTU通信装置实施例包括：至少2个光电转换模块11a、11b，至少两个光节点ONU12a、112b，交换模块13、RTU协议处理模块14、连接器模块15和电源模块16。

其中，光电转换模块11a的一端与无源光纤网络(Passive OpticalNetwork，PON)1连接，另一端与其中一个ONU12a连接；光电转换模块11b的一端与PON2连接，另一端与其中一个ONU12b连接。光电转换模块用于实现电信号到光信号的转换，光电转换模块通过SC接口与PON连接。

ONU模块与交换模块和光电转换模块相连，用于实现EPON协议中所规定的ONU设备功能，与外接的OLT设备共同构成完整的EPON通信系统。

ONU12a、12b分别与交换模块13和RTU协议处理模块14连接。

交换模块13与连接器15模块连接。交换模块包括一个5口的百兆交换芯片及其附属电路，用于连接两个ONU模块、RTU协议处理模块以及连接器模块，主要作用为实现不同网口之间的隔离、镜像以及保护切换功能，交换模块在RTU协议处理模块的管理下工作，根据RTU协议处理模块的指令完成不同的交换功能。

RTU协议处理模块14分别与交换模块13和连接器模块15连接。RTU协议处理模块包括一个ARM处理器及其附属电路，主要用于完成网络通信协议以及电力通信协议的处理，其中支持的网络协议为TCP client(支持2个连接)，支持的电力通信协议包括DL/T 634.5101-2002、DL/T634.5104-2002、DNP3、SC1801、MODBUS。RTU协议处理模块还负责对交换模块进行配置，从而实现单IP非主从工作模式切换。RTU协议处理模块与连接器模块之间通过GPIO、UART或I2C通信接口连接。

连接器模块包括与RTU板卡连接的两组2×20的双排针。连接器模块上的信号包括一路网口信号、GPIO信号以及多路UART和I2C信号，RTU板卡提供给RTU通信装置的5V电源也从该双排针引出。

连接器模块15输出5V电源到电源模块16，电源模块16将5V电压转换成1V、2.5V、3V的工作电压提供给RTU通信装置中的其他模块。

本实用新型的RTU通信装置中，每一个光电转换模块和ONU的连接形成一路介质访问控制(Media Access Control，MAC)通道。为确保在光信号转换过程中的稳定性，采取了“手拉手”保护结构，即多个MAC没有主从的顺序，也就是双MAC使用一个IP地址，当MAC1出现问题时，RTU通信装置会将业务通道切换到MAC2上，即使MAC1再恢复正常，也不会将业务通道切换到MAC1上，除非MAC1恢复正常后MAC2出现问题。

如图2所示，本实用新型的电力传输系统实施例包括：主站21、位于通信层的多个光线路终端(optical line terminal，OLT)22a、22b...、位于接入层的RTU通信装置23a、23b、23c...和RTU24a、24b、24c...。

其中，OLT与主站连接。OLT位于IP/MSTP传输环上，OLT通过IP/MSTP传输环与主站连接。

如图1所示，RTU通信装置包括ONU，RTU通过ONU与通信层的至少两个OLT连接。ONU与所述OLT通过非均匀分光器连接。

在本实用新型的电力传输系统中，主站与RTU通信装置之间通过多个OLT连接，多个OLT之间可以互为备份，在其中一个OLT出现故障时，可以有备份OLT继续支持业务传输，不至于使业务中断。

如图3所示，本实施例电力传输系统的具体实施组网结构中，主站包括：位于主站控制层的主站管理系统、网管系统和汇集交换机。OLT放置在变电站。各个变电站位于IP/MSTP传输环上，变电站所在的子站通信层完成通信终端的汇聚并通过IP/MSTP与主站系统进行通信。每个OLT有一个PON口，组成2条链路互为备份，各ONU可以通过双PON口分别连接到这2条链上。每条链上的分光器均采用非均匀分光器。ONU归属到互为主备的两个OLT上。RTU通过FE接口或RS接口与ONU连接。

在这种组网方式下，在PON口、OLT或光纤中任何单点故障时，业务不受影响。

RTU通信装置采用TCP Server方式与主站进行通讯，RTU通信装置上电后启动TCP Server，TCP Server固定IP和端口号，监听并等待主站上的TCP Client对其进行连接。在收到TCP Client的连接请求后，建立连接。通过建立的TCP连接与主站进行通讯。每个RTU通信装置会启动一个TCPServer。不同的RTU通信装置之间通过IP来进行区分。由于TCP支持丢包重传，所以在切换的过程中使用TCP作为传输方式，可以最大程度的保证数据的传输质量，减少丢包的几率，保证数据传输的正确性和稳定性。

同时，RTU通信装置内部还支持一个调试的TCP socket，可以通过此调试TCP socket对RTU通信装置进行信息的查询，也可以通过调试TCPsocket对RTU通信装置进行参数的配置和升级。

RTU通信装置支持2种IP配置模式，一种是单IP主从模式，另外一种是单IP非主从模式，以下对这两种IP配置模式分别进行说明。

(一)单IP主从模式

RTU通信装置采用单独的一个IP地址，2个光口分别与两路OLT的光纤连接。其中一条为主线路，另一条为备用线路。当2条线路均无问题的时候，数据只通过主线路进行传递。当主线路发生问题的时候，RTU通信装置自动切换到备用线路上。当主线路恢复正常后，业务将由备用线路切换会主线路。

(二)单IP非主从模式

RTU通信装置采用单独的一个IP地址，2个光口分别与两路OLT的光纤连接。两条光纤线路不分主从。当2条线路均无问题的时候，数据将通过先上线的ONU所在的线路进行传递。当其中一条线路故障的时候，RTU通信装置将主动切换到另外一条路上去进行数据的传递。当故障线路恢复正常后，业务不进行切换，还是在原来的线路上进行数据的传递。

RTU通信装置支持以上2种IP配置模式，可以通过参数配置对其进行配置，在实际应用中，可以适应不同的需求。

RTU通信装置支持多种规约，支持选配及多规约同时运行，如DL451-91CDT规约，同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约(如DNP3.0、SC1801、101规约)。RTU通信装置对于其上传输的规约采取透传的形式，不论规约的版本均可以对其进行透明传输。仅仅把其上的规约当成是一种数据来传输。这样可以做到协议无关性，增加RTU通信装置的通用性。

本实用新型的RTU通信装置及电力传输系统，通过设置多路互为备份的光电信号转换通路，能够在不改变原有光纤网络结构的情况下提高光电信号转换稳定性，实现全光保护倒换，对ONU的起到保护作用。当某个业务通道的MAC出现故障时，可以有备份路径继续支持业务传输，不至于使业务中断。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种RTU通信装置，其特征在于，包括：至少2个光电转换模块、至少两个光节点ONU、交换模块、远程终端装置RTU协议处理模块、连接器模块和电源模块； 

其中一个光电转换模块的一端与无源光纤网络PON连接，另一端与其中一个ONU连接；所述ONU分别与交换模块和RTU协议处理模块连接；所述交换模块与所述连接器模块连接；所述RTU协议处理模块分别与交换模块和所述连接器模块连接；所述连接器模块输出电源到所述电源模块；所述电源模块将电压转换后的电源提供给所述光电转换模块、ONU、交换模块和RTU协议处理模块。 

2.根据权利要求1所述的RTU通信装置，其特征在于，所述RTU协议处理模块与所述连接器模块之间通过GPIO、UART或I2C通信接口连接。 

3.根据权利要求1所述的RTU通信装置，其特征在于，所述连接器模块包括与RTU板卡连接的两组2×20的双排针。 

4.根据权利要求1-3任一项所述的RTU通信装置，其特征在于，所述光电转换模块通过SC接口与PON连接。 

5.一种电力传输系统，其特征在于，包括：主站、位于通信层的多个光线路终端OLT、位于接入层的权利要求1至4所述的RTU通信装置和RTU； 

其中，所述OLT与主站连接；所述RTU通信装置包括光节点ONU，所述RTU通过所述ONU与所述通信层的至少两个OLT连接。 

6.根据权利要求5所述的电力传输系统，其特征在于，所述多个OLT位于IP/MSTP传输环上，所述OLT通过IP/MSTP传输环与所述主站连接。 

7.根据权利要求5所述的电力传输系统，其特征在于，所述ONU与所述OLT通过非均匀分光器连接。 

8.根据权利要求5-7任一项所述的电力传输系统，其特征在于，所述RTU通过FE接口或RS接口与所述ONU连接。 

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