RU169211U1

RU169211U1 - Абонентский измерительный терминал

Info

Publication number: RU169211U1
Application number: RU2016102071U
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Бекетов; Георгий Александрович Нечаев; Дмитрий Валерьевич Валуев; Александр Николаевич Семенов; Алексей Анатольевич Ересь
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Максет Лайн"
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Техническое решение относится к области связи, к оконечному устройству оптической сети со стороны абонента и к системе оптической связи, такой как пассивная оптическая сеть, для передачи/приема информации на высокой скорости путем осуществления связи с использованием света в качестве передающей среды, предназначена для организации доступа абонентов к услугам оператора фиксированной связи.Основной технический результат от использования данного технического решения заключается в упрощении сбора данных по электропотреблению, экономии электропотребления за счет выявления причин повышенного электропотребления и соответствующего управления технологическим процессом, возможности снижения уровня заявляемого максимума электропотребления в период максимума нагрузки энергосистемы или задолженности абонента.Данное техническое решение может быть выполнено в виде абонентского измерительного терминала оптической сети, содержащего объединенные общей шиной: модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) и связанные с ним Flash память, оперативную память, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер), модуль интерфейсов Ethernet, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, источник питания, отличающегося тем, что содержит электроизмерительный модуль, выполненный с возможностью измерения качественных и количественных показателей электрической сети, связанный с ним процессор, Flash память, оперативную память, клеммную колодку, токоограничивающий элемент и жидкокристаллический индикатор. Все перечисленные элементы находятся в едином конструктивном

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Техническое решение относится к области связи, к оконечному устройству оптической сети со стороны абонента и к системе оптической связи, такой как пассивная оптическая сеть, для передачи/приема информации на высокой скорости путем осуществления связи с использованием света в качестве передающей среды, предназначена для организации доступа абонентов к услугам оператора фиксированной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы вместе с популяризацией мультимедиа служб, прогрессирует внедрение систем оптической связи, которые устанавливают соединение связи с устройством абонента посредством схем FTTH (Fiber to the Home, Оптоволокно до Дома) или тому подобным, используя свет в качестве передающей среды. Операторы связи заинтересованы во внедрении многофункциональных устройств сети широкополосного доступа, которые реализуют расширенные сервисные функции и изначально присутствуют у абонента.

Из уровня техники известно оконечное устройство пассивной оптической сети со стороны абонента (Novel ONU (Optical Network Unit) device based on EPON (Ethernet Passive Optical Network) system, CHONGQING LANGTIAN COMM CO LTD, CN 201120558428, опубликовано 12.09.2012, содержащее:

- модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)),

- Flash память,

- оперативную память,

- диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер),

- модули интерфейсов Ethernet,

- источник питания.

При этом данное абонентское устройство оптической сети со стороны абонента не может применяться операторами связи, которые заинтересованы в предоставлении большего количества услуг своим абонентам при помощи единого устройства доступа. В настоящее время пользователю зачастую требуется подключение абонентского устройства к различным устройствам: преобразования, сопряжения, сбора данных, предоставлении коллективного телевещания, видеонаблюдения, сигнализации, телеметрии, домофонии и т.п. Особенно это касается систем сбора данных с приборов учета энергопотребления абонентов.

Таким образом указанное выше устройство не позволяет подключать пользователя одновременно к множеству устройств и систем, в результате чего - для подключения всех необходимых устройств и систем увеличиваются капитальные и эксплуатационные затраты при эксплуатации как всей сети, так и отдельного оборудования, реализующего соответствующие услуги.

Из уровня техники известно АБОНЕНТСКОЕ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ, ООО «Максет Лайн», RU 137824, опубликовано 27.02.2014, включающее в себя модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) и связанные с ним: Flash память, оперативную память типа DDR3, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер), модуль интерфейсов Ethernet и RF CATV - порт для выделения из оптической среды передачи передаваемого на отдельной частоте телевизионного сигнала, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, включающий M-Bus, Z-Wave, ZigBee или беспроводный модуль proprietary 779-928 МГц, выполненные в виде одной структурной единицы, и источник питания, при этом модули сбора данных и управления по беспроводной сети могут быть выполнены в абонентском устройстве оптической сети единовременно в любой комбинации друг с другом или единично.

Данное устройство взято за прототип.

СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Техническая проблема, решаемая с помощью заявленного устройства, заключается в устранении недостатков, присущих существующим аналогам и доработка устройства-прототипа для реализации новых, улучшенных функций.

Основной технический результат от использования данного технического решения заключается в упрощении сбора данных по электропотреблению, экономии электропотребления за счет выявления причин повышенного электропотребления и соответствующего управления технологическим процессом, возможности снижения уровня заявляемого максимума электропотребления в период максимума нагрузки энергосистемы или задолженности абонента

Также присутствует дополнительный технический результат в виде повышения скорости процесса организации сети широкополосного доступа, повышении скорости пользования абонентским терминалом оптической сети и подключенными к нему по проводным и беспроводным интерфейсам устройствами.

Данные основной и дополнительный технический результат достигается за счет включения в состав устройства электроизмерительного модуля для измерения качественных и количественных показателей электрической сети и связанных с ним клеммной колодки и токоограничивающего элемента, интеграции информационной и измерительной составляющей в составе одного устройства, путем применения единого процессорного блока и коммуникационных интерфейсов типа GPON, USB, FXS, LAN, интерфейсов беспроводных сетей, а также тем, что абонентский измерительный терминал имеет возможность удаленного управления с помощью протокола OMCI, TR-069, ХМРР.

Данное техническое решение может быть выполнено в виде абонентского измерительного терминала оптической сети, содержащего объединенные общей шиной: модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) и связанные с ним Flash память, оперативную память, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер), модуль интерфейсов Ethernet, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, источник питания, отличающийся тем, что содержит электроизмерительный модуль, выполненный с возможностью измерения качественных и количественных показателей электрической сети, связанный с ним процессор, Flash память, оперативную память, клеммную колодку, токоограничивающий элемент, и жидкокристаллический индикатор.

Все перечисленные элементы находятся в едином конструктивном исполнении, связанные по общей шине.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - блок-схема устройства;

Фиг. 2 - изображение устройства.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

Ниже будут рассмотрены некоторые термины, которые в дальнейшем будут использоваться при описании технического решения.

GPON (Gigabit PON) - один из стандартов PON (аббр. от англ. Passive optical network, пассивная оптическая сеть) - распределительной сети доступа PON основанной на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

USB (Universal Serial Bus - «универсальная последовательная шина») - последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств к вычислительной технике. Получил широчайшее распространение и фактически стал основным интерфейсом подключения периферии к бытовой цифровой технике.

FXS (Foreign Exchange Station или Subscriber) - голосовой интерфейс или порт, эмулирующий расширение интерфейса АТС (РВХ), для подключения обычного аналогового телефона к мультиплексору. Аббревиатура FXS применима к любому оборудованию, которое, с точки зрения телефона, является АТС. Например: шлюз VoIP, компьютер с платой подключения телефона и установленным ПО Asterisk.

LAN - локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть; англ. Local Area Network, LAN).

В данном техническом решении основной технический результат от использования данного технического решения заключается в упрощении сбора данных по электропотреблению, экономии электропотребления за счет выявления причин повышенного электропотребления и соответствующего управления технологическим процессом, возможности снижения уровня заявляемого максимума электропотребления в период максимума нагрузки энергосистемы или задолженности абонента, повышении скорости процесса организации сети широкополосного доступа, повышении скорости пользования абонентским терминалом оптической сети и подключенными к нему по проводным и беспроводным интерфейсам устройствами, достигается за счет включения в состав устройства электроизмерительного модуля для измерения качественных и количественных показателей электрической сети и связанных с ним клеммной колодки и токоограничивающего элемента, интеграции информационной и измерительной составляющей в составе одного устройства, путем применения единого процессорного блока и коммуникационных интерфейсов типа GPON, USB, FXS, LAN, интерфейсов беспроводных сетей, а также тем, что абонентский измерительный терминал имеет возможность удаленного управления с помощью протокола OMCI, TR-069, ХМРР.

Данное техническое решение может быть выполнено в виде абонентского измерительного терминала оптической сети, содержащего объединенные общей шиной: модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) и связанные с ним Flash память, оперативную память, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер), модуль интерфейсов Ethernet, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, источник питания, отличающегося тем, что содержит электроизмерительный модуль, выполненный с возможностью измерения качественных и количественных показателей электрической сети, связанный с ним процессор, Flash память, оперативную память, клеммную колодку, токоограничивающий элемент и жидкокристаллический индикатор. Все перечисленные элементы находятся в едином конструктивном исполнении, связанные по общей шине.

Предлагаемое устройство позволяет оператору сети фиксированной связи предоставлять дополнительные услуги, не связанные только с доступом в сеть Интернет или передачей голоса, и тарифицировать эти услуги, выполнять управление ими в соответствие с технической спецификацией управления абонентским оборудованием через глобальную сеть с использованием протокола TR-069 и интерфейсом контроля и управления абонентским оборудованием OMCI, т.е. реализуется возможность конфигурирования предлагаемого устройства со стороны оператора и независимость процесса эксплуатации от объема управляемой и контролируемой аппаратуры абонентов, а также обеспечивается возможность верификации данных на соответствие стандартам Internet Engineering Task Force до 7 уровня модели OSI для наборов команд протокола с использованием правил на основе сигнатурного сравнения, эвристических и статистических технологий при использовании технологии оптического доступа в соответствие со спецификациями ITU-T G.984.

При помощи предполагаемого устройства оператором сети могут быть предоставлены следующие сервисы и услуги:

1) медиасервисы:

i. Triple Play (Интернет, IPTV/Video-on-Demand, Voice-over-IP) с возможностью предоставления любого сервиса на любом Ethernet-порту и контролем QoS (Quality of Service);

ii. Домашняя IP-АТС с поддержкой HD-голоса и телефонных сервисов;

iii. DECT-телефония;

2) сбор данных электропотребления абонента, а также удаленное ограничение электропотребления по технологическому, временному, финансовому признаку;

3) телеметрия с приборов учета энергетических ресурсов (воды, тепловой энергии, газа) по беспроводной сети (сбор показаний и передача в адрес любых заинтересованных сторон);

4) охранно-пожарная сигнализация по беспроводной сети;

5) управление оконечными беспроводными устройствами (выключатели, розетки, электроприводы), поддерживающими беспроводные интерфейсы.

Передача программных команд для реализации групп сервисов по пп. 1-5 осуществляется с разграничением прав доступа путем аутентификации пользователя с шифрованием AES128, при этом обеспечивается поддержка широкого диапазона битовых скоростей как в симметричном, так и в ассимметричном соотношении, на которых осуществляется передача данных в восходящем (со скоростями 155,52; 622,08; 1244,16; 2488,32 Мб/с) и нисходящем (со скоростями 1244,16 и 2488,32 Мб/с) потоках данных, встроенные механизмы, обеспечивающие QoS (quality of service) в процессе передачи трафика, а полоса пропускания распределяется динамически с помощью специализированного «общего протокола кадров GFP (generic framing protocol)» стандарта ITU-T G.704.1 в восходящем потоке при помощи маркеров в нисходящем потоке для каждого канала при сохранении структуры кадра SDH, а также с помощью технологии фрагментации кадров GEM (GTC Encapsulation Method). Реализация групп сервисов по пп. 2-5 осуществляется с помощью программных команд с использованием текстового или графического интерфейса вышестоящей информационной системы, передача которых в абонентский информационный терминал выполняется по сети широкополосного доступа, к которой подключен абонентский измерительный терминал посредством диплексора/триплексора GPON (оптического трансивера) или модуля интерфейсов Ethernet, которые преобразуются им, передаются в процессор и обрабатываются им с задействованием Flash и оперативной памяти, а модуль беспроводной сети, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети или Wi-Fi, а также электроизмерительный модуль отрабатывают соответствующие команды, изменяя режимы своего функционирования, либо формируя команды для подключенных к абонентскому измерительному терминалу внешних устройств (счетчиков, датчиков, приборов).

Описываемое техническое решение реализовано в виде устройства, которое содержит: основание, верхнюю крышку, плату в сборе, клеммную колодку с крышкой, детали корпуса имеют элементы крепления для соединения их друг с другом, а также для установки внутри корпуса основных компонентов, при этом в корпусе возможна установка одной или нескольких плат АИТ (абонентский измерительный терминал) различных типоразмеров как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, а клеммная крышка крепится пломбировочным винтом.

Оптический интерфейс предлагаемого устройства реализован с помощью 10 pin SFF трансивера, при этом обеспечиваются функции приемника и передатчика цифрового сигнала, приемника аналогового видеосигнала возможность управления трансивером со стороны модуля GPON по интерфейсу I2C.

Предлагаемое устройство содержит не менее одного интерфейса RJ-12 (он же FXS) для подключения к себе аналогового телефона (данные интерфейсы выполнены на чипе).

Также предлагаемое устройство располагает не менее двумя независимыми Gigabit Ethernet-портами и выполняет все функции для 1000 Base-T, 100 BaseTX и 10 Base-T Ethernet на физическом уровне (PHY).

Предлагаемое устройство содержит интерфейс Wi-Fi, который используется как для организации беспроводной сети, так и для поддержки исполнительных устройств стандарта 802.11 (a, b, g, n, а/с). Это реализуется интегрированным в устройство Wi-Fi-модулем либо путем установки дополнительного Wi-Fi-модуля формата miniPCI-e, который подключается к основному модулю GPON по интерфейсу PCI-Express.

Модуль сбора данных и управления по беспроводной сети предлагаемого устройства выполнен в виде одной структурной единицы (мезонина) и представляет собой микроконтроллер в связке с чипом радиотрансивера, работающем в не лицензируемом диапазоне частот, подключенного по интерфейсу SPI или UART (универсальный асинхронный приемопередатчик) к модулю GPON, при этом с помощью программно-аппаратного коммутатора выполняется разделение одного UART на два канала, а переключение коммутатора на второй канал выполняется по сигналу прерывания от чипа радиотрансивера.

В электроизмерительном модуле преобразование входных сигналов тока и напряжения однофазной сети, поступающих с датчика тока (шунта) и датчика напряжения (резистивный делитель), из аналогового представления в цифровое выполняется с помощью встроенного в процессор (или применяемый опционально сопроцессор) аналого-цифрового преобразователя, по выборкам мгновенных значений напряжений и токов производится вычисление средней за период сети значений активной мощности, а по измеренным значениям формируются данные телеметрии и наращиваются регистры текущих значений накопленной энергии, процессор выполняет, в том числе функции связи с энергонезависимой памятью для записи в нее информации о потребляемой энергии, управлении жидкокристаллическим индикатором и формирование импульсов телеметрии.

Клеммная колодка, соединяющая блок питания и блок напряжения и тока с питающей сетью, обеспечивает подключение входных и выходных разъемов электропитания сетевого однофазного напряжения тока переменной частоты 50 Гц.

Токоограничивающий элемент обеспечивает ограничение электропотребления выходной цепи LoutNout абонента, параметры которого обеспечиваются заданием токовой установки АИТ (абонентский измерительный терминал) по соответствующей удаленной служебной команде, полученной по сети GPON, при этом при функционировании АИТ (абонентский измерительный терминал) в таком режиме работа информационных интерфейсов, как минимум, GPON и FXS сохраняется.

Отображение данных электропотребления АИТ (абонентский измерительный терминал), а также режима функционирования токоограничивающего элемента и другой служебной информации выполняется при помощи алфавитно-цифрового ЖК-индикатора, при этом при отключении сетевого напряжения функционирование ЖК-индикатора сохраняется. Индикация статуса работы информационных интерфейсов АИТ (абонентский измерительный терминал) осуществляется при помощи светодиодных индикаторов, расположенных на корпусе АИТ (абонентский измерительный терминал).

В состав устройства также может входить RF CATV - порт для выделения из оптической среды передачи передаваемого на отдельной частоте телевизионного сигнала.

На Фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства.

На ней представлены:

объединенные общей шиной: модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON (Gigabit Passive Optical Network)) 101 и связанные с ним Flash память 107, оперативную память 108, диплексор/триплексор GPON (оптический трансивер) 102, модуль интерфейсов Ethernet 113, модуль интерфейсов USB 105, SLIC-модули FXO/FXS 103/104, модуль беспроводной сети Wi-Fi 106, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети 112, источник питания 111, электроизмерительный модуль 117, выполненный с возможностью измерения качественных и количественных показателей электрической сети, связанный с ним процессор 110, Flash память 114, оперативную память 118, клеммную колодку 115, токоограничивающий элемент 116, жидкокристаллический индикатор 109.

На Фиг. 2 изображено описываемое устройство, предназначенное для промышленной эксплуатации.

Специалисту в данной области, очевидно, что конкретные варианты осуществления абонентского измерительного терминала были описаны здесь в целях иллюстрации, допустимы различные модификации, не выходящие за рамки и сущности объема технического решения.

Claims

Абонентский измерительный терминал оптической сети, содержащий объединенные общей шиной: модуль гигабитной пассивной оптической сети (GPON - Gigabit Passive Optical Network) и связанные с ним Flash память, оперативную память, диплексор/триплексор GPON-оптический трансивер, модуль интерфейсов Ethernet, модуль интерфейсов USB, SLIC-модули FXO/FXS, модуль беспроводной сети Wi-Fi, модуль сбора данных и управления по беспроводной сети, источник питания, отличающийся тем, что содержит электроизмерительный модуль, выполненный с возможностью измерения качественных и количественных показателей электрической сети, связанный с ним процессор, Flash память, оперативную память, клеммную колодку, токоограничивающий элемент и жидкокристаллический индикатор.