CN209462516U - 一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,包括主环网,主环网包括至少两座变电站和至少两座开关站,变电站能够通过通信光缆上传业务数据信息至骨干通信网;主环网层面,2座变电站同时具备上传业务能力,正常情况下,所有开关站的业务数据经其中一个变电站上传至骨干通信网,当主环网中任何一台设备或者一段光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将自动将数据上传至另一个变电站,通过第二个上联点确保业务不中断,倒换速度达到50ms级。子环网层面,当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一段光缆出现故障时,故障点以下的设备可以从另一方向将数据上传至开关站,保障了通信光缆的运行安全,提高了运行可靠性。
Description
【技术领域】
本实用新型属于通信技术领域,涉及一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统。
【背景技术】
过去配网一次线路通信功能的实现主要依靠无线方式,但无线方式信号的可靠性低,带宽窄,数据传输的速度与质量均很难达到应用要求,无法满足未来智能配网对于通信高可靠,高速率,高安全的标准。随着电网光纤通信的发展,一些地区已经开始应用光纤通信进行业务的传输,但是目前光纤通信网架基本上为链状结构,应用PON技术,虽然解决的数据传输的质量与速度问题,但是系统等的可靠性与传输过程中数据的安全均无法保证,无法达到特级、一级用户的使用要求。
目前国网配网通信的主流通信方案采用光纤通信,配网光纤通信有工业交换机和PON两种主流方案。相较于工业以太网交换机,传统PON技术在可靠性、传输距离、扩展性和标准化程度等方面存在明显不足:
(1)可靠性
PON目前的保护方式有TypeA、TypeB、TypeC、TypeD四种保护方式。目前电网里主要的保护方式为单OLT组网下的TypeB保护和双OLT组网下的TypeC保护。单OLT组网下每个OLT到分光器、分光器到ONU之间均采用双链路保护。这种组网方式未对OLT进行备份,若网络中OLT出现故障则会出现全网中断的风险。
OLT组网下的TypeC保护一般采用“手拉手”的方式进行组网,该保护方式可实现全网双节点保护。OLT进行主备倒换时需通过子站层和主站层间的设备进行VRRP协议倒换,基于VRRP协议的倒换为秒级,若要达到毫秒级需配合开启BFD等其他功能,且基于VRRP的倒换时两个OLT必须在同一个网段并指向同一个网关,该方式对上层网络的要求很高以及终端层到子站层的网络规划要求极高。目前的现实情况是子站和主站间的通信设备网络配置复杂往往难以满足VRRP协议运行的条件;同时由于单个OLT往往下挂上千个ONU,对网络规划要求较高。该方案目前在仅在少数电力公司进行了试验性部署,方案成熟度低。同时改组网由于采用全网双备份的方式,部署过程中需要采购双口ONU,OLT需要成对部署,对光纤资源的消耗较大,造价会成倍增加。
工业交换机采用成熟的环网协议进行保护,环网冗余协议成熟应用与轨道交通、高速、石油等各行各业,可达到50ms以内倒换,各节点均进行了备份,任一单点故障均不会影响其他节点和整网的业务。以太网技术成熟商用多年,期协议标准化早已完成,包括底层协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等,不同厂家产品可混合组网。
(2)传输距离
受限于PON技术的限制,PON接口的传输距离最大为20公里,而工业交换机的光接口可灵活配置不同距离的光接口模块,最大传输距离可达120公里
(3)扩展性
PON方案的扩展性瓶颈在于OLT的性能,若初期规划部合理则后期难于灵活扩展,而工业交换机对等的通信模式下可对任一节点的进行扩展,可扩展性高(4)标准化程度
EPON的标准是2004年才正式发布,工业PON的标准更是近年才逐步完善,很多具体实现细节的标准化有待统一,各厂家的设备混合组网困难大。而以太网技术成熟商用多年,其协议标准化早已完成,包括底层协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等,不同厂商产品互通性好。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统。
为达到上述目的,本实用新型采用以下技术方案予以实现:
一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,包括:
主环网,主环网包括至少两座变电站和至少两座开关站,变电站能够通过通信光缆上传业务数据信息至骨干通信网;
以及子环网,子环网由每个开关站与其所带配电室组成,子环网能够通过通信光缆将数据上传至开关站;
当主环网中任何一台设备或者一端通信光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将数据上传至另一座开关站;
当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一端通信光缆出现故障时,故障点以下的设备能够从另一方向将数据上传至开关站。
本实用新型进一步的改进在于:
主环网的通信光缆均铺设在综合管廊支架最上层的独立通信槽盒内。
子环网的光缆均在两个独立的桥架中进行铺设。
主环网和子环网的光纤纵差保护使用保护光缆,保护光缆在站内熔接在相应开关柜内专用的ODF中。
光缆采用非金属管道光缆;主环网采用48芯光缆子环网采用24芯光缆;保护专用光缆采用8芯光缆。
变电站作为汇聚层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内通信电源DC-48V。
开关站作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内二次电源DC 110V。
配电室作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置4x光口+16x电口,电源取自站内照明配电箱AC 220V。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型在结构上分两个环网,分别为由2座变电站与8座开关站组成的主环网和每个开关站与其所带配电室组成的子环网。主环网层面,2座变电站同时具备上传业务能力,正常情况下,所有开关站的业务数据经其中一个变电站上传至骨干通信网,当主环网中任何一台设备或者一段光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将自动将数据上传至另一个变电站,通过第二个上联点确保业务不中断,倒换速度达到50ms级。子环网层面,当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一段光缆出现故障时,故障点以下的设备可以从另一方向将数据上传至开关站,保障了通信光缆的运行安全,提高了运行可靠性。
进一步的,本实用新型光纤纵差保护使用专用的保护光缆,解决了过去因通信光缆检修有可能影响保护运行的问题,另外,保护光缆在站内熔接在相应开关柜内专用的ODF中,避免了因与通信光缆熔接在同一面光纤配线柜中导致在通信光缆检修中可能误碰的风险。
【附图说明】
图1为本实用新型安全区I、II的全光纤自愈保护通信环网结构图;
图2为本实用新型安全区III、IV的全光纤自愈保护通信环网结构图。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,不是全部的实施例,而并非要限制本实用新型公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。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,都应当属于本实用新型保护的范围。
在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本实用新型公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:
参见图,1-2,本实用新型全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,包括:
主环网,主环网包括至少两座变电站和至少两座开关站,变电站能够通过通信光缆上传业务数据信息至骨干通信网;
以及子环网,子环网由每个开关站与其所带配电室组成,子环网能够通过通信光缆将数据上传至开关站;
当主环网中任何一台设备或者一端通信光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将数据上传至另一座开关站;
当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一端通信光缆出现故障时,故障点以下的设备能够从另一方向将数据上传至开关站。
主环网的通信光缆均铺设在综合管廊支架最上层的独立通信槽盒内。子环网的光缆均在两个独立的桥架中进行铺设。主环网和子环网的光纤纵差保护使用保护光缆,保护光缆在站内熔接在相应开关柜内专用的ODF中。光缆采用非金属管道光缆;主环网采用48芯光缆子环网采用24芯光缆;保护专用光缆采用8芯光缆。变电站作为汇聚层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内通信电源DC-48V。开关站作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内二次电源DC 110V。配电室作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置4x光口+16x电口,电源取自站内照明配电箱AC 220V。
本实用新型的原理如下:
分层保护自愈策略
行政办公区全光纤自愈保护通信环网在结构上分两个环网,分别为由2座变电站与8座开关站组成的主环网和每个开关站与其所带配电室组成的子环网。主环网层面,2座变电站同时具备上传业务能力,正常情况下,所有开关站的业务数据经市府西变电站上传至骨干通信网,当主环网中任何一台设备或者一段光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将自动将数据上传至市府东变电站,通过第二个上联点确保业务不中断,倒换速度达到50ms级。子环网层面,当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一段光缆出现故障时,故障点以下的设备可以从另一方向将数据上传至开关站。
光缆运行安全可靠
主环网的通信光缆均铺设在综合管廊支架最上层的独立通信槽盒内,避免了过去通信光缆因无独立铺设位置与电缆铺设在同一断面的情况,达到了一次与二次线缆在物理上完全隔离的目的。而且综合光缆内配备了自动巡检机器人、自动灭火机器人、灭火弹等设备,可靠保障了通信光缆的运行安全。子环网的光缆均在两个独立的桥架中进行铺设,环出与环入走不同路由,提高了运行可靠性。
光纤纵差保护使用专用的保护光缆,解决了过去因通信光缆检修有可能影响保护运行的问题,另外,保护光缆在站内熔接在相应开关柜内专用的ODF中,避免了因与通信光缆熔接在同一面光纤配线柜中导致在通信光缆检修中可能误碰的风险。
差异化设备选型
1)光缆选型
核心区通信网建设所涉及站点光缆路由均为管沟敷设,故光缆型号选择采用非金属管道光缆;根据开关站、用户配电室及保护专用光缆需求,对开关站和变电站组成的主环网采用48芯光缆,开关站和用户配电室组成的子环网采用24芯光缆;保护专用光缆采用8芯光缆。
2)设备选型
根据网络系统结构,变电站作为汇聚层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内通信电源DC-48V;开关站作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内二次电源DC 110V。用户配电室作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置4x光口+16x电口,电源取自站内照明配电箱AC 220V。
智能化运维方式
同步建设通信数据网管平台,主要是用于监视配电通信网中通信终端的各项运行数据,启到辅助通信设备管理、资源分配、故障抢修的作用。
1)可通过通信数据网管平台查看任一台设备的基本信息,包括设备型号、位置、端口占用情况等,方便日常通信设备的管理与通信资源的分配。
2)可实时对设备的运行状态(包括CPU占用率、内存)进行监控,通过该项功能,在故障抢修时,运维人员可第一时间通过网管的设备拓扑图,告警窗初步判断设备故障原因,再通知运维队伍进行处理,缩短了故障处置时间,提高了故障处置效率。
3)通过交换机的端口状态可间接实现对光缆运行状况的监测。如果某项业务中断,可通过观察设备上该项业务端口状态初步判断是否为光缆问题。
4)目前,通信数据网管平台已经覆盖副中心2座变电站、8座开关站、22座配电室共计42台设备,可以通过网管系统对副中心配电通信网进行24小时监控与运维工作。
示范应用量子通信技术
为提高副中心电网生产与管理信息在传递过程中的安全性,行政办公区内配电通信网将采用量子通信方式进行业务数据的上传下达。量子通信在原理上保证了密钥分配的安全性,结合“一次一密”等密钥更新手段极大的提升了密码破解的难度,可有效提高电网生产、管理信息的安全性,量子通信虽不能解决信息的所有安全问题,但能够无条件地保证信息在传输过程中的安全。在行政办公区市府东站至各重要用户节点开展用电信息采集业务示范应用。
目前,高端智能配电网配电通信网部分已经全面应用全光纤双上联可自愈配电通信环网,通过分层保护自愈策略、差异化设备选型以及智能化运维方式,辅以安全可靠的光缆运行环境与量子通信加密技术,确保了配电通信网平稳运行,为电网可靠运行提供保障。
如图1和图2所示,北京市城市副中心行政办公区10千伏配电通信网采用三层工业以太网技术构建,按照安全分区不同组成安全I、II区、安全III、IV区两张网络。安全I、II区网络覆盖变电站、开关站,安全III、IV区网络覆盖变电站、开关站、用户配电室。两张网均通过变电站骨干通信网进行业务和网管信息上传。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是按照本实用新型提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,包括:
主环网,主环网包括至少两座变电站和至少两座开关站,变电站能够通过通信光缆上传业务数据信息至骨干通信网;
以及子环网,子环网由每个开关站与其所带配电室组成,子环网能够通过通信光缆将数据上传至开关站;
当主环网中任何一台设备或者一端通信光缆出现故障时,故障点以下开关站中的以太网交换机将数据上传至另一座开关站;
当子环网中任意一座配电室内的设备或者任意一端通信光缆出现故障时,故障点以下的设备能够从另一方向将数据上传至开关站。
2.根据权利要求1所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,主环网的通信光缆均铺设在综合管廊支架最上层的独立通信槽盒内。
3.根据权利要求1所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,子环网的光缆均在两个独立的桥架中进行铺设。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,主环网和子环网的光纤纵差保护使用保护光缆,保护光缆在站内熔接在相应开关柜内专用的ODF中。
5.根据权利要求4所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,光缆采用非金属管道光缆;主环网采用48芯光缆子环网采用24芯光缆;保护专用光缆采用8芯光缆。
6.根据权利要求1所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,变电站作为汇聚层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内通信电源DC-48V。
7.根据权利要求1所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,开关站作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置8x光口+16x电口,电源取自站内二次电源DC 110V。
8.根据权利要求1所述的全光纤双上联可自愈配电通信环网系统,其特征在于,配电室作为接入层,配置三层工业以太网交换机,设备采用机架式安装,配置4x光口+16x电口,电源取自站内照明配电箱AC 220V。
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GR01 | Patent grant | ||
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