CN209250644U - Epon与lte双模切换配网通信系统 - Google Patents

Abstract

一种EPON与LTE双模切换配网通信系统，包括ONU主板和CPE主板，ONU主板与CPE主板通信连接，在CPE主板上焊接与第一通信处理器信号连接的WAN端口，通过WAN端口连接有路由器，通过路由器无线通信连接有无线信号收发基站，与无线信号收发基站连接有无线核心网，ONU主板通过其上设置的第二通信端口连接有通信光纤，通过通信光纤连接有OLT设备，与无线核心网以及OLT设备连接有交换机，与交换机连接有配网主站。本实用新型能够实现有线通信以及无线通信的双模结合，这种有线与无线相结合的复合式通信方案中，两种通信模式互为备份，极大的提高了配电通信网络的稳定性，同时极大的方便了偏远地区配电网络的建设。

Description

EPON与LTE双模切换配网通信系统

技术领域

本实用新型涉及电网通信技术领域，更具体地说，特别涉及一种EPON与LTE双模切换配网通信系统。

背景技术

在我国国网通信具有无线通信以及有线通信两种通信方式，其中，有线通信通常是采用OLT设备或ONU设备，无线通信通常是租用公网GPRS无线信道实现。

现有的国网通信方式存在如下问题：

1、现有的EPO光链路采用“手拉手式”方式实现网络构建，由于网络建设工程量大、系统维护难度等问题，在我国未能实现终端全覆盖。

另外，由于配电网情况复杂，光缆架设存在诸多局限性，部分配网终端无法实现双路由光纤覆盖，导致无法形成“手拉手式”保护，导致配网通信终端可靠性降低。

2、光纤通信方式面临外破威胁严重，在我国二三线城市，城市基础建设处于大发展时期，特别是由于城建改造，经常出现配网光缆被挖断、锯断的情况，这样就会导致大批ONU失连，造成终端设备采集信息中断。

3、无线专网建设后，无线与光纤通信方式没有办法有效融合。在没有有效的方式使无线专网与光纤通信方式融合的前提下，实现的单光纤通信配网“三遥”终端仍然是单通道，新建的A+、A类区域中的重要配网终端只能选择无线专网或者光纤通信其中一种通信方式，单线通信的通信可靠性较低。

4、无线专网、无线公网、光纤通信、LTE1.8G和LTE230Mhz通信方式没有实现深度融合应用。现阶段的通信方式融合即依据不同区域划分(A+、A、B、C、D等)、依据现在是否具备光纤施工条件、是否能够实现无线专网信号覆盖等因素，一个终端只能选取一种通信方式，无法实现一个终端多种通信方式覆盖且具备自由切换的功能，资源利用率低，终端可靠性低。

实用新型内容

(一)技术问题

综上所述，如何提供一种能够将有线通信以及无线通信有效融合的国网通信系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种EPON与LTE双模切换配网通信系统，包括有用于进行光纤通信的ONU主板以及用于实现无线通信的CPE主板，所述CPE主板上设置有第一通信处理器以及第一通信端口，所述ONU主板上设置有第二通信处理器以及第二通信端口。

在所述ONU主板与所述CPE主板之间设置通信排线实现所述ONU主板与所述CPE主板之间的通信连接；

在所述CPE主板上焊接与所述第一通信处理器信号连接的WAN端口，通过所述WAN端口连接有路由器，通过所述路由器无线通信连接有无线信号收发基站，与所述无线信号收发基站连接有无线核心网，由所述路由器、所述无线信号收发基站以及所述无线核心网构成第一信道；

所述ONU主板通过其上设置的所述第二通信端口连接有通信光纤，通过所述通信光纤连接有OLT设备，由所述通信光纤以及所述OLT设备构成第二信道；

还设置有配网主站，所述配网主站通过传输承载网连接有交换机，所述第一信道上的所述无线核心网与所述交换机通信连接，所述第二信道上的所述OLT设备与所述交换机通信连接。

优选地，所述第一信道上的所述无线核心网通过网线与所述交换机通信连接。

优选地，所述第二信道上的所述OLT设备通过光线与所述交换机通信连接。

优选地，所述ONU主板与所述CPE主板之间的通信连接形成双模通信切换终端主板，于所述双模通信切换终端主板的外侧设置有机壳，所述第一通信端口、所述第一通信端口以及所述WAN端口嵌入式设置于所述机壳上。

优选地，所述CPE主板上设置有第一电源线路，所述ONU主板上设置有第二电源线路；所述第一电源线路以及所述第二电源线路连接有电源总线，在所述电源总线上设置有电源控制开关，所述电源控制开关设置于所述机壳上。

优选地，所述交换机为多级交换机，包括有与所述配网主站连接的三层交换机以及与所述三层交换机连接的二层交换机；所述第一信道上的所述无线核心网与所述二层交换机通信连接，所述第二信道上的所述OLT设备与所述二层交换机通信连接。

(三)有益效果

本实用新型公开了一种EPON与LTE双模切换配网通信系统，包括ONU主板和CPE主板，ONU主板与CPE主板通信连接，在CPE主板上焊接与第一通信处理器信号连接的WAN端口，通过WAN端口连接有路由器，通过路由器无线通信连接有无线信号收发基站，与无线信号收发基站连接有无线核心网，ONU主板通过其上设置的第二通信端口连接有通信光纤，通过通信光纤连接有OLT设备，与无线核心网以及OLT设备连接有交换机，与交换机连接有配网主站。

通过上述结构设计，本实用新型能够实现有线通信以及无线通信的双模结合，以有线为主，无线为辅，并可实现有线控制数据与无线控制数据的相互共享。通过基于光纤EPON技术的有线光通信技术，和LTE1.8GMHz无线通信技术，在充分利用现有电力通信资源的条件下，本实用新型构建出了一个兼备光纤通信容量大、安全、稳定可靠特性，和无线专网频段带宽大、传输距离远、通道安全的全新配电通信方式。多模型相互转换模型灵活组网更适用于多场景的组合应用，这种有线与无线相结合的复合式通信方案中，两种通信模式互为备份，极大的提高了配电通信网络的稳定性，同时极大的方便了偏远地区配电网络的建设。

附图说明

图1为本实用新型实施例中EPON与LTE双模切换配网通信系统的结构示意方框图；

在图1中，部件名称与附图编号的对应关系为：

ONU主板1、CPE主板2、第一通信处理器3、

第二通信处理器4、通信排线5、WAN端口6、路由器7、

无线信号收发基站8、无线核心网9、通信光纤10、OLT设备11、

配网主站12、传输承载网13、交换机14、机壳15。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，图1为本实用新型实施例中EPON与LTE双模切换配网通信系统的结构示意方框图。

本实用新型的目的为：提供一种LTE1.8G无线专网通信+光纤通信双模切换配网自动化终端，替代现有的配网通信终端(ONU和无线专网CPE)，实现配网通信终端通信方式的灵活接入，适应10kV通信网络的改建、扩建，同时在具备条件的配网终端，实现无线+有线双模切换功能，提高配网通信的可靠性。

为此，本实用新型提供了一种EPON与LTE双模切换配网通信系统，用于实现双模式配电通信。

在现有技术中，配电网络通信终端分为用于进行光纤通信的ONU主板1以及用于实现无线通信的CPE主板2。其中，CPE主板2上设置有第一通信处理器3以及第一通信端口，由第一通信端口连接光纤，由第一通信处理器3对接收到的信息进行处理，或者发出反馈信号。ONU主板1上设置有第二通信处理器4以及第二通信端口，由第二通信端口连接无线通信设备，由第二通信处理器4对接收到的信息进行处理，或者发出反馈信号。

本实用新型的典型应用场景需求分析

(1)对于已建的单通道配网终端区域

目前，现有配网通信有线通信主要采用EPON和工业以太网交换机14光纤组网方式，通过增加无线接入方式，有线无线互相结合、适用侧重不同场景。在工程建设应用中，仍以光纤有线通信方式为主，无线通信方式作为有效补充。在这个有线与无线相结合的复合式通信系统中，两种通信模式互为备份，极大的提高了配电通信网络的稳定性。

(2)对于新建配网自动化区域

选取重要客户、大型小区和重要保障场所相关配网线路的配网终端，实现双无线通信、双光纤通信、一光纤一无线通信等方式，将配网自动化通信保障能力提升到极致。

本实用新型能够分别应用在有线光纤和无线通信技术下，通过硬件的结构设计，使其在功能实现上实现ONU与CPE终端的结合。

ONU(OpticalNetworkUnit，光网络单元)，其是一种GEPON(千兆无源光网络)系统的用户侧设备，通过EPON(无源光纤网络)用于终结从OLT(光线路终端)传送来的业务。与OLT配合，ONU可向相连的用户提供各种宽带服务。

CPE是一种接收wifi信号的无线终端接入设备，该无线终端接入设备的核心就是CPE主板2。CPE可取代无线网卡等无线客户端设备，可以接收无线路由器7，无线AP，无线基站等的无线信号，是一种新型的无线终端接入设备。同时，它也是一种将高速4G信号转换成WiFi信号的设备，通过外接电源供电，提供无线WIFI网络信号。CPE可大量应用于农村，城镇，医院，单位，工厂，小区等无线网络接入，能节省铺设有线网络的费用。

在本实用新型中，同时使用的ONU主板1以及CPE主板2，用于实现无线通信功能以及有线通信功能。

在设置有ONU主板1以及CPE主板2的前提下，本实用新型在ONU主板1与CPE主板2之间设置通信排线5实现ONU主板1与CPE主板2之间的通信连接。在本实用新型的一个实施方式中，用于实现两个主板之间通信连接的通信排线5为CAN通信排线。

在CPE主板2上焊接与第一通信处理器3信号连接的WAN端口6，通过WAN端口6连接有路由器7，通过路由器7无线通信连接有无线信号收发基站8。

由于本实用新型的目的为实现双模通信，在此限定：与无线信号收发基站8连接有无线核心网9，由路由器7、无线信号收发基站8以及无线核心网9构成第一信道；ONU主板1通过其上设置的第二通信端口连接有通信光纤10，通过通信光纤10连接有OLT设备11，由通信光纤10以及OLT设备11构成第二信道。上述的第一信道为无线通信信道，第二信道为有线通信信道。

基于上述结构设计，本实用新型还设置有配网主站12，配网主站12通过传输承载网13连接有交换机14，第一信道上的无线核心网9与交换机14通信连接，第二信道上的OLT设备11与交换机14通信连接。

本实用新型的双模系统组网方案为：基于LTE1.8G技术、EPON技术的双模终端，是通过融合ONU、CPE终端，增加计算模块对性能质量、LLDP协议进行分析，达成传输通道链路切换的解决方案。因此系统主要由两部分组成：有线OLT光纤传输链路和无线LTE链路。以OLT有线光纤链路下挂ONU终端接入设备进行信号传输，本实用新型通过改造ONU终端增加了无线信号接收模块实现一个终端两种传输模式，在保持原有光纤链路不变的情况下通过增加无线传输链路实现，该无线传输链路的构建方法如下：通过在中心机房部署一套无线核心网9，利用现有SDH/MSTP承载网达到各变电站内，在变电站内安装无线基站BBU单元、变电站外杆塔上安装RRU及天线射频单元实现无线信号的发送，在信号覆盖范围内有配网、环网柜增加双模终端完成无线信号接入从而实现无线传输功能。

在本实用新型中，主要的技术难点为：双模ONU设备作为双模通信系统的核心组成部分，主要负责业务数据的汇聚、转发以及信道的评估、切换。双模ONU设备内部包含光纤通信单元和无线通信单元，因此，如何让两个通信单元完美结合，实现数据业务在两个通信单元之间平滑切换，成为了双模切换的主要技术难点。ONU作为EPON系统的终端，属于物理层接入设备，内部数据链路均承载以太网数据包。而LTE1.8G无线通信单元，由于其系统特点，主要承载工业控制信息，因此其数据链路接口为串口模式。如何让配电终端设备上行的以太网业务能顺利切换到LTE1.8G无线通信单元中，就成为亟待解决的问题。为了解决上述问题，本实用新型中ONU与LTE1.8G通信单元之间通过PPPOE协议进行交互。PPPoE即为以太网线路上的点对点通信协议，它利用以太网将大量主机组成网络，通过一个远端接入设备接入网络。PPPOE协议因其技术成熟、实现便捷的特点，广泛应用于接入网系统当中，完全可以满足配网业务数据接入的需求，确保数据链路稳定、可靠。

具体地，第一信道上的无线核心网9通过网线与交换机14通信连接。

具体地，第二信道上的OLT设备11通过光线与交换机14通信连接。

在本实用新型中，ONU主板1与CPE主板2之间的通信连接形成双模通信切换终端主板，于双模通信切换终端主板的外侧设置有机壳15，第一通信端口、第一通信端口以及WAN端口6嵌入式设置于机壳15上。

在本实用新型中，ONU主板1以及CPE主板2独立供电，具体地，CPE主板2上设置有第一电源线路，ONU主板1上设置有第二电源线路；第一电源线路以及第二电源线路连接有电源总线，在电源总线上设置有电源控制开关，电源控制开关设置于机壳15上。

交换机14为多级交换机14，包括有与配网主站12连接的三层交换机14以及与三层交换机14连接的二层交换机14；第一信道上的无线核心网9与二层交换机14通信连接，第二信道上的OLT设备11与二层交换机14通信连接。

在本实用新型中，双模切换的方法分为LLDP协议分析法和链路性能检测法。LLDP协议是根据EPON系统发送的不同的下行MIB信息进行判断，它的处理过程是在EPON系统中的PCS完成。首先，双模终端解析物理链路及无线LTE链路状态，EP0N0NU解析出下行信号，一旦搜索到MIB链路信息为断开状态，ONU就进行接口切换；另外对链路状态的接收延迟进行检测；如果在性能检测中下ONU连续收到4个包组延迟较大，则0NU进入切换判断状态，当判断LTE链路性能优于有线链路时，此时物理链路切换至CPE模块通过无线LTE传输数据包。

通过上述结构设计，本实用新型的创新点如下：

1、EPON与LTE1.8G互为备份：在EPON通信方式中，以ONU主板上设置的第二通信端口为主通信端口，在LTE通信方式中，以CPE主板上设置的第一通信端口为辅助通信端口，从而实现以有线为主、无线为辅，有线控制数据与无线控制数据的相互共享；

2、EPON与LTE1.8G双模通信倒换：有线与无线方式的相互切换，系统根据信道质量做出判断，选择合理的切换方式快速完成切换，保证业务的无缝衔接，切换时间控制在秒级。EPON与LTE1.8GMHz双模ONU终端，通过基于光纤EPON技术的有线光通信技术，和LTE1.8GMHz无线通信技术，在充分利用现有电力通信资源的条件下，本实用新型构建出了一个兼备光纤通信容量大、安全、稳定可靠特性，和无线专网频段带宽大、传输距离远、通道安全的全新配电通信方式；

3、多模型相互转换模型灵活组网更适用于多场景的组合应用，这种有线与无线相结合的复合式通信方案中，两种通信模式互为备份，极大的提高了配电通信网络的稳定性，同时极大的方便了偏远地区配电网络的建设。

在本实用新型的其他实施方式中，还可以根据具体的使用环境，对主次通信方式进行互换，即实现在EPON通信方式中，以ONU主板上设置的第二通信端口为辅助通信端口，在LTE通信方式中，以CPE主板上设置的第一通信端口为主通信端口，从而实现以无线为主、有线为辅的通信模式。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种EPON与LTE双模切换配网通信系统，包括有用于进行光纤通信的ONU主板(1)以及用于实现无线通信的CPE主板(2)，所述CPE主板上设置有第一通信处理器(3)以及第一通信端口，所述ONU主板上设置有第二通信处理器(4)以及第二通信端口，其特征在于，

在所述ONU主板与所述CPE主板之间设置通信排线(5)实现所述ONU主板与所述CPE主板之间的通信连接；

在所述CPE主板上焊接与所述第一通信处理器信号连接的WAN端口(6)，通过所述WAN端口连接有路由器(7)，通过所述路由器无线通信连接有无线信号收发基站(8)，与所述无线信号收发基站连接有无线核心网(9)，由所述路由器、所述无线信号收发基站以及所述无线核心网构成第一信道；

所述ONU主板通过其上设置的所述第二通信端口连接有通信光纤(10)，通过所述通信光纤连接有OLT设备(11)，由所述通信光纤以及所述OLT设备构成第二信道；

还设置有配网主站(12)，所述配网主站通过传输承载网(13)连接有交换机(14)，所述第一信道上的所述无线核心网与所述交换机通信连接，所述第二信道上的所述OLT设备与所述交换机通信连接。

2.根据权利要求1所述的EPON与LTE双模切换配网通信系统，其特征在于，

所述第一信道上的所述无线核心网通过网线与所述交换机通信连接。

3.根据权利要求1所述的EPON与LTE双模切换配网通信系统，其特征在于，

所述第二信道上的所述OLT设备通过光线与所述交换机通信连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的EPON与LTE双模切换配网通信系统，其特征在于，

所述ONU主板与所述CPE主板之间的通信连接形成双模通信切换终端主板，于所述双模通信切换终端主板的外侧设置有机壳(15)，所述第一通信端口、所述第一通信端口以及所述WAN端口嵌入式设置于所述机壳上。

5.根据权利要求4所述的EPON与LTE双模切换配网通信系统，其特征在于，

所述CPE主板上设置有第一电源线路，所述ONU主板上设置有第二电源线路；

所述第一电源线路以及所述第二电源线路连接有电源总线，在所述电源总线上设置有电源控制开关，所述电源控制开关设置于所述机壳上。

6.根据权利要求1所述的EPON与LTE双模切换配网通信系统，其特征在于，

所述交换机为多级交换机，包括有与所述配网主站连接的三层交换机以及与所述三层交换机连接的二层交换机；

所述第一信道上的所述无线核心网与所述二层交换机通信连接，所述第二信道上的所述OLT设备与所述二层交换机通信连接。