CN207354334U - 一体化配电通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一体化配电通信装置，包括：壳体，设置在壳体内部的电源单元、以太网交换单元、LTE单元和转接单元，以及设置在壳体侧壁上的天线接口和以太网接口；电源单元用于为以太网交换单元和LTE单元供电；以太网交换单元分别连接LTE单元和转接单元连接；LTE单元和天线接口连接，转接单元与以太网口连接。本实用新型提供的一体化配电通信装置集成了配电通信网络中的有线通信方式和LTE无线通信方式，当有线链路发生中断时，可通过无线链路传输数据，实现有线链路和无线链路的备份，使得电力业务终端和电力业务主站之间通信网络的部署和维护变得更加方便，且能提高切换通信网络时的效率。

Description

一体化配电通信装置

技术领域

本实用新型涉及配电通信网络领域，特别是涉及一种一体化配电通信装置。

背景技术

智能电网中的工业以太网交换机在网络侧通信以网线、光纤等有线介质为主，在配电通信网络的规划设计阶段通常利用环形组网模式来提升链路的可靠性。总体而言，220kV/110kV级别的光纤骨干通信网络已较为成熟，且在规划及建设阶段均采用“成环建设”原则，满足“N-1安全准则”。而在10kV级别，随着国家配电网改造计划的实施，需要逐步提高配电通信网光缆的覆盖范围，并将重点加强中心城市(区)10kV配电光纤通信网络，建议同样采用“成环建设”原则，满足“N-1”可靠性要求，以“环状”形态覆盖三遥节点，提升配电网通信支撑能力。同时，随着LTE无线通信技术的普及和发展，LTE无线通信在智能电网中的应用越来越广泛，尤其在配网通信中，由于配网节点数量大、分布广、变动改造频繁，无线通信具有覆盖灵活、部署周期短、施工量小等有线光纤通信无可比拟的优势。目前LTE无线网络在配电通信网中的应用模式主要是作为光纤等有线通信的延伸和补充，或作为部分区域部署光纤通信的过渡技术。

在实际应用中，上述光纤有线链路及LTE无线链路均存在着一定的问题。

一方面，对于光纤有线链路，配网光纤链路/管沟因实施部署条件差，经常涉及路面开挖、施工以及小区物业协调等，难以同步成环建设，一般均存在未成环光纤链路，且已成环的光纤链路也易因市政施工等外力因素遭到破坏，导致配网光纤链路成环困难，未成环的工业以太网交换网络中上游设备的故障将使得下游设备无法正常通信，严重影响配电通信网的可靠性。

另一方面，对于LTE无线链路，由于受到频率申请的制约，其带宽相比光纤链路较窄，当承载三遥控制以及保护类业务时，在实时性、通道在线率等指标方面均与光纤通信存在一定差距，难以完全替代光纤通信链路。因此，在已有光纤链路与LTE无线链路重叠覆盖区域，通常均使用光纤链路，LTE无线链路资源未能够充分利用，存在一定程度的浪费。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种一体化配电通信装置，能将配电通信网络中的有线通信和无线通信融为一体，以克服传统配电通信网络中存在的有线未成环链路可靠性差、无线链路利用率低的缺陷。

本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种一体化配电通信装置，包括壳体，设置在壳体内部的电源单元、以太网交换单元、LTE单元和转接单元，以及设置在壳体侧壁上的天线接口和以太网接口；

所述电源单元用于为所述以太网交换单元和所述LTE单元供电；

所述以太网交换单元分别连接所述LTE单元和所述转接单元连接；

所述LTE单元和所述天线接口连接，所述转接单元与所述以太网口连接。

本实用新型提供的一体化配电通信装置集成了配电通信网络中的有线通信方式和LTE无线通信方式，当有线链路发生中断时，可通过无线链路传输数据，实现有线链路和无线链路的备份，使得电力业务终端和电力业务主站之间通信网络的部署和维护变得更加方便，且能提高切换通信网络时的效率，因此，本实用新型能广泛应用在配电通信网络领域。

可选的，所述以太网交换单元包括中央处理器、交换芯片以及PHY(physicallayer，物理层)芯片；所述中央处理器与所述交换芯片连接，所述交换芯片与所述PHY芯片通过总线连接，所述PHY芯片与所述转接单元连接。

所述中央主处理器负责设备的配置管理、特殊报文处理和路由信息的处理。交换芯片可选用集IP处理及以太网交换为一体的高性能芯片，集成了从Layer 2到Layer 4的包处理引擎，并可实现流量管控及片上OAM(Operation Administration and Maintenance，操作管理维护)引擎。交换芯片通过PHY芯片对外提供以太网接口。

可选的，所述LTE单元包括LCM(LTE Communication Module，LTE通信模块)芯片和RF射频单元；所述LCM芯片与所述交换芯片通过总线连接；所述RF射频单元分别与所述LCM芯片、所述天线接口连接。

可选的，所述总线为QSGMII总线。

可选的，所述交换芯片通过PCI-PCIe接口与所述中央处理器连接，所述RF射频单元通过SPI接口与所述LCM芯片连接。

可选的，所述转接单元包括GE收发器和网口连接器；所述GE收发器与所述PHY芯片通过MDI接口连接；所述网口连接器分别与所述GE收发器和所述以太网接口连接。\

可选的，所述网口连接器为微矩形连接器。

可选的，一体化配电通信装置还包括与所述以太网交换单元连接的指示灯单元，通过该指示灯单元可以指示各个以太网接口的网络状态。

可选的，所述指示灯单元包括设置在所述壳体内部的LED驱动电路和设置在所述壳体侧壁的LED灯；所述LED驱动电路分别与所述以太网交换单元和所述LED灯连接。

可选的，还包括设置在所述壳体侧壁上的配置串口，所述配置串口与所述以太网交换单元连接，该配置串口可作为维护接口，以利于维护人员对一体化配电通信装置进行检修、维护。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的一种外观结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的一种电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的另一电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例中转接单元的电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的另一外观结构示意图；

图6为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的又一电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的一种应用环境示意图；

图8为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的另一应用环境示意图。

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本实用新型的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

本实用新型提供一种一体化配电通信装置，参照图1、图2所示，一体化配电通信装置包括壳体700，设置在壳体内部的电源单元80、以太网交换单元81、LTE单元82和转接单元83，以及设置在壳体侧壁上的天线接口84和以太网接口85。其中，天线接口84和以太网接口85可设置在同一侧壁或不同侧壁上，且个数可以是多个。

电源单元80用于为以太网交换单元81和LTE单元82供电，例如，电源单元80将外接的交流市电转换为符合要求的直流电压输送给以太网交换单元81和LTE单元82。以太网交换单元81分别连接LTE单元82和转接单元83。LTE单元82和天线接口84连接，转接单元83与以太网接口85连接。

以太网交换单元81负责完成所有端口的二层数据包的过滤、交换及转发处理，以及三层路由协议的处理。

可选的，参照图3所示，以太网交换单元81包括中央处理器811、交换芯片812以及PHY芯片813。中央处理器811与交换芯片812连接，交换芯片812与PHY芯片813通过总线连接，PHY芯片813与转接单元83连接。

其中，中央主处理器811负责设备的配置管理、特殊报文处理和路由信息的处理。交换芯片812可选用集IP处理及以太网交换为一体的高性能芯片，集成了从Layer 2到Layer 4的包处理引擎，并可实现流量管控及片上OAM引擎。

交换芯片812通过PHY芯片813对外提供以太网接口，从各业务端口接收进来的数据包，均由交换芯片812进行数据包Layer 2的交换和数据包Layer 2地址的学习。针对报文类型，经过不同的处理过程后，再进行MAC地址的重新封装，然后发送到相应的目的业务端口。对于特殊报文和路由信息的处理，以及一些Layer 3的数据协议，则先交由中央主处理器811处理，中央处理器811处理后，再由交换芯片812发送到相应的端口。

可选的，PHY芯片813包含4端口GE收发器，兼容IEEE802.3(10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T、100BASE-FX、1000BASE-X)规范，较佳地，PHY芯片813可提供每端口的串行LED接口。

LTE单元82用于LTE无线通信。可选的，仍参照图3所示，LTE单元82包括LCM芯片821和RF射频单元822。LCM芯片821与交换芯片812通过总线连接，RF射频单元822分别与LCM芯片821、天线接口84连接。

可选的，LCM(LTE Communication Module，LTE通信模块)芯片821可采用三级总线架构的芯片，其中一级总线为高带宽AXI总线，二级总线为高性能AHB总线，三级总线为低速APB外设总线。AXI总线是一个矩阵式结构，采用全联通模式。AXI总线上的模块具有DSP单元。AHB总线的设备主要包括中断控制器DSP INTC、BootROM、SPI Flash控制器，以及其它寄存器配置接口。APB总线上的设备主要包括射频配置接口、以太网接口、定时器、系统控制单元等等。

可选的，RF射频单元822选用低功耗高集成度的无线收发模块，集成发射机、接收机、频率综合器、调制解调器等，提供CRC、FEC检测功能，以及标准的LTE无线接口。

可选的，参照图3所示，上述总线为QSGMII总线。

可选的，参照图3所示，交换芯片812通过PCI-PCIe接口与中央处理器811连接，RF射频单元822通过SPI接口与LCM芯片821连接。

转接单元83用于将各功能单元集中在印制板连接器上输出每一路端口信号，且连接到壳体侧壁上的相应接口。参照图3、图4所示，在一种可选的实施方式中，转接单元83包括GE收发器831和网口连接器832。GE收发器831与PHY芯片813通过MDI接口连接，网口连接器832分别与GE收发器831和以太网接口85连接。可选的，参照图4所示，GE收发器831与以太网接口85的数量相对应，均为4个，而网口连接器832包括多个微矩形连接器。

在一种可选的实施方式中，参照图5所示，一体化配电通信装置还包括与以太网交换单元81连接的指示灯单元86。指示灯单元86用于指示以太网接口85的状态。

可选的，仍参照图4所示，指示灯单元86包括设置在壳体内部的LED驱动电路861和设置在壳体侧壁的LED灯862。LED驱动电路861分别与以太网交换单元81和LED灯862连接。LED驱动电路861用于依据以太网交换单元81输出的信号来驱动相应的LED灯862，以通过LED灯来指示各个以太网接口85的状态。

较佳的，参照图5、图6所示，一体化配电通信装置还包括设置在壳体侧壁上的配置串口87，配置串口87与以太网交换单元81连接。配置串口87可作为维护接口，以利于维护人员对一体化配电通信装置进行检修、维护。

本实用新型提供的一体化配电通信装置集成了配电通信网络中的有线通信方式和LTE无线通信方式，当有线链路发生中断时，可通过无线链路传输数据，实现有线链路和无线链路的备份，使得电力业务终端和电力业务主站之间通信网络的部署和维护变得更加方便，且能提高切换通信网络时的效率，因此，本实用新型能广泛应用在配电通信网络领域。

图7为本实用新型实施例中一体化配电通信装置的一种应用环境示意图。参照图7所示，且一并参照图1至图6，电力业务终端100与一体化配电通信装置200连接，一体化配电通信装置200分别通过无线链路以及有线链路与电力业务主站300连接。

可选的，一体化配电通信装置200通过其中一个以太网接口85有线连接电力业务终端100，通过另一以太网接口85接入光纤通信网络，实现与电力业务主站300的有线链路互通。

一体化配电通信装置200还通过天线接口84接入LTE无线专用通信网络，实现与电力业务主站300的无线链路互通。

在上行链路数据的传输过程中，一体化配电通信装置200探测到与电力业务主站300之间的有线链路不连通时，将通过无线链路发送数据至电力业务主站300。此后若探测到与电力业务主站300之间的有线链路恢复连通状态，则又可以通过有线链路传输数据。

对于下行链路数据传输的过程，电力业务主站300的路由网关设备根据动态路由协议向一体化配电通信装置200发送探测报文，探测有线链路的连通状态，若有线链路不连通，则可以通过无线链路将数据传输至一体化配电通信装置，然后由一体化配电通信装置将电力业务主站300的数据转发至电力业务终端100。此外，若电力业务主站300的路由网关设备探测到有线链路恢复连通状态，则继续通过有线链路传输数据。

此外，对于下行链路数据传输的过程，为了实现有线链路出现故障时，可同样切换至无线链路进行数据传输，还可以在配电通信系统中增加一个一体化配电通信装置，该一体化配电通信装置服务于电力业务主站300。这样在下行链路数据传输时，链路的探测功能不依赖于动态路由协议交互报文，通过新增加的一体化配电通信装置可更加快速地探测到有线链路连通状况，当探测到有线链路故障时，一体化配电通信装置可以通过无线链路传输数据。

基于此，在图7所示的配电通信系统上作进一步改进，得到图8所示的配电通信系统。参照图8所示，在该系统中存在两个一体化配电通信装置，分别记为第一一体化配电通信装置201、第二一体化配电通信装置202。

第一一体化配电通信装置201与电力业务终端100连接，第二一体化配电通信装置202与电力业务主站300连接。第一一体化配电通信装置201与第二一体化配电通信装置202分别通过无线链路以及有线链路连接。第一一体化配电通信装置201探测到与第二一体化配电通信装置202之间的有线链路不连通时，通过无线链路发送电力业务终端100的数据至第二一体化配电通信装置202，第二一体化配电通信装置202再将电力业务终端100的数据转发至电力业务主站300。

第二一体化配电通信装置202在探测到与第一一体化配电通信装置201之间的有线链路不连通时，则通过无线链路发送电力业务主站300的数据至第一一体化配电通信装置201，第一一体化配电通信装置201再将电力业务主站300的数据传输至电力业务终端100.

参照图8所示的配电通信系统，电力业务主站300和电力业务终端100均无需做过多改动，通过配置一体化通信装置转发数据就可以完成配电通信网络的部署。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种一体化配电通信装置，其特征在于，包括壳体，设置在所述壳体内部的电源单元、以太网交换单元、LTE单元和转接单元，以及设置在所述壳体侧壁上的天线接口和以太网接口；

所述电源单元用于为所述以太网交换单元和所述LTE单元供电；

所述以太网交换单元分别连接所述LTE单元和所述转接单元连接；

所述LTE单元和所述天线接口连接，所述转接单元与所述以太网口连接。

2.根据权利要求1所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述以太网交换单元包括中央处理器、交换芯片以及PHY芯片；

所述中央处理器与所述交换芯片连接，所述交换芯片与所述PHY芯片通过总线连接，所述PHY芯片与所述转接单元连接。

3.根据权利要求2所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述LTE单元包括LCM芯片和RF射频单元；

所述LCM芯片与所述交换芯片通过总线连接；

所述RF射频单元分别与所述LCM芯片、所述天线接口连接。

4.根据权利要求2所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述总线为QSGMII总线。

5.根据权利要求3所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述交换芯片通过PCI-PCIe接口与所述中央处理器连接，所述RF射频单元通过SPI接口与所述LCM芯片连接。

6.根据权利要求2所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述转接单元包括GE收发器和网口连接器；

所述GE收发器与所述PHY芯片通过MDI接口连接；所述网口连接器分别与所述GE收发器和所述以太网接口连接。

7.根据权利要求6所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述网口连接器为微矩形连接器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一体化配电通信装置，其特征在于，还包括与所述以太网交换单元连接的指示灯单元。

9.根据权利要求8所述的一体化配电通信装置，其特征在于，所述指示灯单元包括设置在所述壳体内部的LED驱动电路和设置在所述壳体侧壁的LED灯；

所述LED驱动电路分别与所述以太网交换单元和所述LED灯连接。

10.根据权利要求1所述的一体化配电通信装置，其特征在于，还包括设置在所述壳体侧壁上的配置串口，所述配置串口与所述以太网交换单元连接。