电力营销专业新入职员工培训教程远程抄表系统,电力用户用电信息采集系统,,通信信道介绍,徐富泉,通信信道介绍,,,通信网络链接主站、采集终端、电能表，是信息交互的承载体通信网络的主要方式有光纤通信、,230MHz,无线通信、无线公网通信、载波通信等远程通信是指采集终端和系统主站之间的数据通信本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信通信信道介绍,,,,远程通信,,,本地通信,,,,远程通信,,,远程通信可分为专网信道通信和公网信道通信专网信道是电力系统为满足自身通信需要建设维护的专用信道，可分为,230MHz,无线专网及光纤专网两大类公网信道是相对于电力系统自身建设的专用信道而言的，它指的是使用或租用通信运营商建设的公共通信资源远程通信,,专网通信,,,公网通信,,,,远程通信,,专网通信,,分类及特点,,适用范围,,230MHz,无线专网,,光纤专网,,,分类及特点,,分类,,,特点,230MHz,无线专网,接入方式,直接接入主站,终端直接与主站电台通信，通信环节少，效率高,,,经中继站（分站）接入,终端与中继站（分站）电台通信，中继站（分站）再通过倒频、微波、光纤等与主站通信，通信环节较多，效率低，但覆盖的范围广,,调制方式,FSK,比特速率,1200bps,，调制速率,1200bps,,,MSK,比特速率,2400bps,，调制速率,2400bps,,,PSK,比特速率,4800bps,，调制速率,2400bps,,,GMSK,比特速率,9600bps,，调制速率,9600bps,,频点类型,双工频点,以异频半双工方式工作，收、发使用两个不同频点，两个频点间存在一个保护频段，可防止发射机和接收机之间产生相互干扰,,,单工频点,以单工方式工作，收、发使用同一频点；终端自动转发功能配置较方便,光纤专网,通信方式,Ethernet,通信方式,采集,终端采用光纤通道接入设备提供的网络接口与系统主站通信。
具有实时性强，可靠性高的特点RS232,专线方式,采集,终端采用光纤通道接入设备提供的,RS232,口与系统主站通信具有安全性、可靠性高的特点，但需要占用厂站的通信资源E1,方式,2M,接口,，采用波分复用技术和时分复用技术实现数字通信、数据交换及电话业务的信息传输，具有高速率、长距离以及高稳定性等优点远程通信,,专网通信,,分类及特点,,适用范围,,230MHz,无线专网,,光纤专网,,,适用范围,,专网通信,适用范围,230MHz,无线专网,230MHz,无线专网的组网适用于地势相对平坦的地区，对于丘陵地区及山区，可采用中继组网方式在组网时，主站、中继站（分站）应采用双机双天馈热备模式，并具有切换功能适用于大容量专变用户的电能信息采集和控制光纤专网,根据通信,资源的具体配置情况,选择,通信,方式,远程通信,,专网通信,,分类及特点,,适用范围,,230MHz,无线专网,,光纤专网,,,230MHz,无线专网,,230MHz,无线专网通信模式简称,230,专网，它是利用国家无线电委员会为电力负荷控制批准的专用、在,230,兆频段范围内的十五对双工频点和十个单工频点构建的、承载于模拟式无线通信技术基础上的数据通信资源，目前仍被多数网省公司作为电力大型专变用户用电信息采集和监控所用。
在电力用户用电信息采集系统建设中继续保留,230,专网模式，是当前的技术层面的权宜之计鉴于该模式受容量限制，可限作为大型专变用户的信息采集和监控之用，并积极向光纤专网过渡230MHz,无线专网,,建设实施,,,建网时，要进行市区及各个中继站（分站）供电区域范围内的电磁波传输场强测试，提交场强测试报告及中继站信号覆盖图，并在此基础上设计组网方案230MHz,无线专网组网时，中继传输信道还可选择扩频通信、微波中继、光纤中继、网络中继等多种方式对于一些特殊的应用场合还可以采用终端中继转发的方式230MHz,无线专网,,组网方式,,单信道无线组网,,,拥有一组双工频点的单信道无线组网技术，采用一点多址的应答式通信方式，是无线电力负荷管理系统最常见的组网方式之一一般主站电台采用双机双天馈热备模式，并能自动及手动切换主站电台直接与各终端通信，如下图所示：,,,,,,单信道双机双天馈热备组网方式示意图,230MHz,无线专网,,组网方式,,双信道或多信道无线电组网,,,系统规模达到一定数量时需要采用双信道或多信道同时工作，从而缩短巡测时间，满足实际使用要求在多信道系统中频率的选用必须解决系统的互调干扰和同频干扰的问题。
多信道系统可以采用双工、单工频点实现混合组网多信道组网如下图所示：,,,,,,230MHz,无线专网,,组网方式,,,,多信道组网示意图,230MHz,无线专网,,组网方式,,中继组网,,,主要有倒频中继、光纤中继、微波中继、网络中继、扩频中继组网等组网方式，可依据实际情况加以选择典型的二组频点无线中继组网如下图所示：,,,,,,,远程通信,,专网通信,,分类及特点,,适用范围,,230MHz,无线专网,,光纤专网,,,光纤专网,,,光纤专网是指依据电力用户用电信息采集系统建设总体规划而建设的以光纤为信道介质的一种电力公司内部通信网络，覆盖全网的配电线路目前国网公司所辖电网内,35kV,及以上变电站基本具备骨干光纤通信网络，具备了向下延伸的网络基础配电线路的光纤专网建设只需在配电线路敷设电力特种光缆，将低压侧全部业务流进行汇集，在上述变电站节点与骨干光纤网对接，形成全覆盖的光纤专网业务流向为将配电线路和低压侧业务，即专变大用户、工商业用户和居民用户的用电信息统一接入，由上级变电站通信节点上传至系统主站光纤网络完整地覆盖整个配电线路，在每一个专变大用户和公用台变提供以太接口方式的网络接口。
光纤专网,,基本条件与建设范围,,光纤组网示意图,光纤专网,,基本条件与建设范围,,分为以太无源光网络（,xPON,），传统,SDH/PDH,混合组网和光调制解调器组网三种类型光纤专网,,光纤组网方案,,（,1,）以太无源光网络（,xPON,）：,xPON,是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务它在物理层采用了,PON,（无源光网络）技术，光线路终端（,OLT,）与光网络单元（,ONU,）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本，尤其适应于配网线路配网结构，具备通信保护能力xPON,在链路层使用以太网协议，使用标准以太网（,I,）利用,PON,的拓扑结构实现了以太网的接入因此，它综合了,PON,技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等光纤专网,,光纤组网方案,,基于,xPON,技术的两种组网方式的无源光网络系统示意图如下：,,,,以太无源光网络组网方式一,光纤专网,,光纤组网方案,,多级分光方式。
此种方式采用单纤波分复用技术（下行,1490nm,，上行,1310nm,），仅需一根主干光纤和一个,OLT,（光线路终端），传输距离可达,20,公里在,ONU,（光网络单元）侧通过多级光分路分送给最多,64,个用户，因此可大大降低,OLT,（光线路终端）和主干光纤的成本压力成本较低此方案适合呈带状或链状分布的配网线路光纤专网,,光纤组网方案,,以太无源光网络组网方式二,光纤专网,,光纤组网方案,,在,OLT,（光线路终端）侧配置多路分光器，直接输出至多路终端进行通信此种方式组网方式灵活，覆盖半径大，布放多芯光缆时仅需放置分纤器而不使用分光器，传输距离较远此方案适合业务需求密集的城镇地区光纤专网,,光纤组网方案,,（,2,）,SDH/PDH,混合组网方式是电力通信专网比较传统的通信方式，在骨干网络上应用广泛，即需要在每个站点配置光端机，技术成熟，运行稳定，但对运行环境要求较高成本较无源光网络亦高光纤专网,,光纤组网方案,,SDH/PDH,网络组网方式,光纤专网,,光纤组网方案,,此种组网方式每一级都需要进行一次光电转换，通信网节点较多，维护量大但在已建成的网络中扩展非常方便，只需布放较短距离的光缆即可对网络进行延伸，适用于对通信速度要求不高的场合。
光纤专网,,光纤组网方案,,（,3,）光调制解调器方式组网，在简单点对点通信中应用较广，技术成熟但对于大数量台区组网，会大量占用光纤资源，增加建设成本光调制解调器组网方式,光纤专网,,光纤组网方案,,在变电站内放置光收发池，点对点和业务点进行通信此种方式应用较为广泛，覆盖半径大，设备升级扩展方便，但在原有网络上增加通信节点可能需要重新布放光缆和添置局端设备，成本较高，适合业务数据量较大的城镇地区选用光纤专网,,光纤组网方案,推荐使用方案,,,综合以上组网技术和电力网络的实际情况，推荐采用,xPON,技术进行组网目前的电力骨干网络已满足向配网线路延伸的基本条件，,xPON,技术非常适合于呈带状或链状分布的配网线路，系统建设成本低，易于维护，标准,10/100BASE-T RJ-45,以太网接口输出至终端，方便应用和扩展，也方便原有业务终端的接入光纤专网,,光纤组网方案,远程通信,,专网通信,,,公网通信,,,,远程通信,,公网通信,,分类及特点,,适用范围,,设计要求,,组网方式,,,分类及特点,,,公网信道是相对于电力系统自身建设的专用信道而言的，它指的是使用或租用通信运营商建设的公共通信资源。
公网信道可分为无线、有线两大类，,,,随着通信技术的飞速发展，公网信道（尤其是无线通信，如,3G,技术）能为用电信息采集系统提供传输速率更高、传输数据量更大的数据传输信道常用的公网信道类型见下表,,,分类及特点,,分类,信道类型,特点,无线公网信道,GPRS,GPRS,是一种基于,GSM,系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线,IP,连接特点如下：,,1.,传输速率高，理论最高值,171.2kbps,，实际应用接近,56KModem,的速度；,,2.,支持永久在线；,,3.,与话音业务共用信道，通信链路饱和时数据通信会受话音业务干扰；,,4.,资源相对丰富，覆盖地域广；,,5.,适合大规模应用CDMA,CDMA,是一种基于扩频技术的码分多址通信业务，面向用户可提供移动分组的,IP,连接特点如下：,,1.,传输速率高，理论最高值,307.2kbps,，实际应用峰值速率高达,153.6kbps,，传输速度优于,GPRS,2.,支持远方唤醒；,,3.,专用载频和信道，不与话音共用信道，网络稳定，不易受干扰；,,4.,资源相对较少，覆盖地域逊于,GPRS,；,,5.,适合较大规模应用。
SMS,SMS,是最早的短消息服务标准特点如下：,,1.,必须经过短信中心转发，当短信中心繁忙时，通信延时明显，实时性弱于,GPRS/CDMA,短信中心能判断接收端是否开机，当接收端关机时短信中心会暂时保存信息；,,2.,短信的长度有限制，纯文本为,160,字节，二进制非文本为,140,字节有线公网信道,ADSL,ADSL,（非对称数字用户线环路）是一种利用频分复用技术实现数据高速传输的通信方式，是目前主流的宽带接入方式特点如下：,,1.,传输速率高，上行≤,1Mbps,，下行≤,9Mbps,；,,2.,专用数据通道，能为用户提供动态或静态的,IP,地址，提供安全的数据传输通道；,,3.,安装方便，只要有电话线路的环境都可以方便安装；但有的宽带运营商提供的,ADSL,接入服务需要铺设专用网线或同轴电缆；,,4.,资费相对较高PSTN,拨号,通过公用电话网络，使用调制解调技术完成数据传输，是传统的数据传输方式特点如下：,,1.,传输速率较低，连接速度较慢；,,2.,安装方便，电话线连接,modem,就可使用；,,3.,即用即拨，在使用时随时创建，使用完毕后挂断连接；,,4.,按时间、次数计费。
远程通信,,公网通信,,分类及特点,,适用范围,,设计要求,,组网方式,,,适用范围,,分类,信道类型,适用业务,地理环境,使用建议,无线公网信道,GPRS,实时性要求高的业务，如：控制、实时采集等,无线公共网络覆盖完整且无线信号优良的城市、乡镇等,主信道优选,,CDMA,同上,同上,主信道优选,,SMS,1.,实时性要求稍低的业务，如：定时采集；,,2.,文本通知、提示、告警等业务；,同上,备用信道,,建议主站使用短信专线,有线公网信道,ADSL,1.,实时性要求高的业务，如：控制、实时采集等；,,2.,传输速率要求高的业务无线公网无法覆盖的盲点区，如城市高层建筑的地下室,无线公网无法覆盖，传输速率要求高时优选,,PSTN,拨号,1.,传输速率要求稍低的业务；,,2.,不需要一直在线的业务，如：小型厂站采集只要有普通电话线即可，对地理环境无特殊要求,无线公网无法覆盖，传输速率要求低时优选,远程通信,,公网通信,,分类及特点,,适用范围,,设计要求,,组网方式,,,设计要求,,,由于公网信道建设的初衷是为社会公众提供通信资源，用电信息采集系统使用公网信道时必须采用一系列的技术手段以满足自身需求，尤其应该在安全性、可靠性、实时性、可扩展性、经济性等诸方面着重考虑。
建议以省（直辖市）公司为单位，地市（区县）单位参与，统一与通信运营商协商进行技术与商务谈判争取最大的技术支持和最优惠的资费以满足下述各项要求设计要求,,安全性要求,,,必须组建独立的,APN/VPN,私有虚拟专网，从,IP,层予以隔离，隧道外的公网,IP,无法访问隧道内的,IP,，隧道内的,IP,不能访问隧道外的,IP,，隧道内的,IP,互访也仅限于授权的资源通信运营商需采用,IPSec,、,ACL,、信息加密等技术保障公网的通信安全设计要求,,,与通信运营商对接的通信设备必须放置在隔离区，通过防火墙予以隔离必须设置完善的身份认证体系，拦截非授权设备接入应建立终端,IP,绑定机制，身份唯一识别应建立终端,SIM/UIM,卡号认证体系，拦截非法,SIM/UIM,登录应建立终端主叫识别机制，拦截非法指令设计要求,,可靠性要求,,,通信网关必须可靠，硬件设备可采用集群机制保障可靠性，单点设备故障不影响整个通信网关的正常通信通信网关软硬件应具备自诊断、自守护、自恢复功能实时性要求,,,信道接入应尽量缩短通信延时正常情况下，采用,ADSL,、,GPRS,、,CDMA,信道遥控响应时间≤,5s,，,SMS,信道召测响应时间≤,30s,。
设计要求,,可扩展性要求,,,当接入终端规模不断扩大时，公网信道应具备很强的可扩展性，通过增加通信设备或增加通信进程,(,线程,),满足不断增大的系统通信需求设计要求,,经济性要求,,,在使用公网信道时，应充分考虑使用成本，优先选择性价比高的信道公网信道中移动通信网络（,GPRS/CDMA/SMS,）覆盖面广、可靠性高、实时性好（,GPRS/CDMA,）、资费低，应优先采用移动通信网络（,GPRS/CDMA/SMS,）建议使用,GPRS/CDMA,为主信道，,SMS,作为备用信道设计要求,,经济性要求,,,使用移动通信网络需支付每台终端的月通信费用，一般采用包月套餐，包月资费含：主信道,(GPRS/CDMA),流量不低于,xMByte,，外加短信不低于,y,条，包月资费不高于,z,元,/,月（,x,y,z,值依赖于系统的规模及商务谈判）采用省公司（直辖市）统一与通信服务商协商可以获取较低的通信费用，也便于维护对于短信部分，可以采取捆绑一定数量短信的策略，即采用全省（直辖市）捆绑使用，一年结算一次的方式，以降低短信总资费在使用过程中，应建立通信费用监控、预警与评估机制，及时发现通信异常，杜绝终端费用超标现象发生。
远程通信,,公网通信,,分类及特点,,适用范围,,设计要求,,组网方式,,,,GPRS/CDMA,无线公网组网方式,,组网方式,采集终端接口方式：,,,采集终端以无线,MODEM,的方式和,GSM/CDMA,基站进行数据信号的调制通信，遵循,GPRS/CDMA,无线传输标准GPRS/CDMA,核心网和系统接入设备之间组建独立的,APN/VPN,私有虚拟专网，公网和采集系统之间以专线形式连接终端和通信平台之间建立建立,TCP/IP,协议链接，并一次作为用电信息采集系统通信的物理链接终端地址分配：静态分配方式,MS,号码与,IP,地址进行绑定终端保持,GPRS,永远在线状态组网方式,,通信方式比较,信道类型,,成本因素,,,备注（特点）,,,建设成本,使用成本,维护成本,,专网,230MHz,无线专网,需投入成本建设：主台、中继,(,分,),站等；终端成本高,使用,230MHz,频点需要向当地无委会支付频率资源费，在实际中各地支付的费用差异较大（如按频点或按主电台及终端电台数量定额收费）高,应答式通信，不支持主动上报；,,,光纤专网,由其他相关（调度或通信）部门统一建设，建设成本高,一般不需要支付使用成本,较高,使用场合必须光纤到位,公网,GPRS,信道本身由通信运营商组建，不需投入建设成本；此类终端成本低；,需要支付租用费，按流量计费,较低,无线信号覆盖区域均可开展大规模应用,,CDMA,同上,同上,同上,同上,,SMS,信道本身由通信运营商组建，不需投入建设成本；此类终端成本低；,需要支付租用费，按条数计费,同上,速度慢，数据长度受限,,ADSL,需要电话线，有的需要专门敷设通信线路，需配置专用,modem,包月费用一般较高,同上,资费高,,PSTN,拨号,需要电话线、,modem,有基本费，使用过程中按次数、时间计费,同上,传输速率低，创建连接慢，有基本费,下表是各种不同数传通信方式的比较：,传输方式,建设成本,通讯实时性,运行维护费,容量,可靠性,信息安全,光纤专网,高,满足要求,低,满足要求,满足要求,满足要求,GPRS/CDMA,低,受第三方责任因素限制,高,基本满足要求,差,不满足要求,无线专网,高,低,高,不满足要求,差,基本满足要求,通信方式比较,,确定电力用户用电信息采集系统数据传输通信信道的应用时应按以下优先原则进行：,,首先，市区和城镇首先选择电力营销专用光纤网络；,,其次，可应用公共营运商提供的,GPRS/CDMA,通信网络，构建虚拟专用数传通信网络；,,第三，利用供电企业现有的,230MHz,无线专网资源。
通信方式比较,通信信道介绍,,,,远程通信,,,本地通信,,,,本地通信,,,本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信对于不同电能信息采集应用，本地通信的差异很大专变、公变的电能信息采集的本地通信通常采用,RS 485,总线，相对比较简单；居民电能信息采集的本地通信相对比较复杂，多种通信方式同时共存本地通信分为电力线载波（窄带、宽带）、,RS 485,总线及微功率无线等通信方式，其中电力线载波通信又分为窄带和宽带两类；微功率无线指使用,433MHz/470MHz,频率、发射功率小于等于,20mW,的无线射频通信，也称为小无线本地通信,,分类及特点,,适用范围,,组网方式,,,,分类及特点,分类,,特点,有线通信,电力线载波（窄带）,1.,指载波信号频率范围≤,500kHz,的低压电力线载波通信，占用频带较窄，数据传输速率较宽带,PLC,低；,,2.,数据双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、适应性好；,,3.,电力线存在信号衰减大、噪声源多且干扰强、受负载特性影响大等问题电力线载波（宽带）,1.,指载波信号频率范围＞,500kHz,的电力线载波通信，占用频带宽，数据传输速率高；,,2.,数据双向传输，无需另外铺设通信线路，安装方便、适应性好；,,3.,存在高频信号衰减较快的问题，在长距离通信中需要中继组网解决。
RS 485,总线,信号传输可靠性高、双向传输，需敷设,RS 485,线路，存在安装调试复杂、容易遭到人为破坏等问题无线通信,微功率无线,双向传输、功耗低、自组网、安装方便，不需单独铺设通信线路，信号易受障碍物阻挡本地通信,,分类及特点,,适用范围,,组网方式,,,,适用范围,分类,适用范围,使用建议,电力线载波（窄带）,电能表位置较分散、布线较困难、用电负载特性变化较小的台区,农村公变台区供电区域、别墅区、城市公寓小区,电力线载波（宽带）,电能表位置集中的台区,城市公寓小区，推荐采用集中器,+,采集器,+RS 485,电能表的模式,RS 485,总线,电能表位置集中、用电负载特性变化较大的台区,城市新建公寓小区,微功率无线,电能表位置集中、用电负载特性变化较大的台区,已建城市公寓小区，也可与,RS 485,或电力线载波组合使用,本地通信,,分类及特点,,适用范围,,组网方式,,,,远程通信,,组网方式,,窄带载波,,宽带载波,,RS-485,,微功率无线,,,窄带载波,,集中器,—,载波表组网方式和集中器－采集器组网方式下图所示集中器,-,载波表组网方式示意图,窄带载波,,,集中器,-,采集器组网示意图,,窄带载波的路由：集中器的路由设定应当是采用自我学习，自动优化设定的方式。
远程通信,,组网方式,,窄带载波,,宽带载波,,RS-485,,微功率无线,,,宽带载波,,,宽带载波组网拓扑图,宽带载波,,,,在每个配电变压器低压出线侧安装集中器（内含宽带电力线载波通信模块并与光网络设备通过,RJ45,接口连接）进行宽带载波信号注入，各计量表箱安装采集器，通过,485,线对表箱内的电表进行采集集中器作为宽带电力线载波的头端设备与宽带载波采集器组成宽带电力线网络，形成以电力线为传输介质的高速,IP,网络采集的数据通过电力线网络传至主站在通信效果欠佳的情况下，可通过安装中继器增强通信效果宽带载波,,,,宽带,PLC,信号耦合方式一般采用,“,相,-,零,”,耦合，在所有小区都能顺利实施在地线完备的小区，可采用地线耦合宽带电力线载波信号进行数据传输，地线上分支少干扰小，信噪比更高，可带来更好和传输效果和稳定性在通信效果欠佳的情况下，可通过安装中继器增强通信效果宽带,PLC,中继技术支持时分和频分方式，用于应对电力线传输阻抗失配较大或延伸通信距离远程通信,,组网方式,,窄带载波,,宽带载波,,RS-485,,微功率无线,,,RS-485,接口,,,,,RS-485,总线方式主要是指集中器和配电总表以及采集器和电能表的通信。
技术要求：,,接收器的输入电阻,R,IN,≥12kΩ,驱动器能输出,±,7V,的共模电压输入端的电容,≤,50pF,在节点数为,32,个，配置了,120Ω,的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压,1.5V,（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关）接收器的输入灵敏度为,200mV,接入容量依据采集对象数量可设计为,8,、,16,、,32,块电能表；传输距离为,1200m,，若增加传输距离及接入容量，应加入中继器远程通信,,组网方式,,窄带载波,,宽带载波,,RS-485,,微功率无线,,,微功率无线,,,,由具有微功率无线模块的集中器、采集器、电能表等组成无线通信网络集中器与采集器通过微功率无线模块通信，采集器放置表箱内，通过,RS 485,与电能表建立通信集中器也可与具有微功率无线模块的电能表直接通信谢谢大家！,,,徐富泉,,电量与营销信息化事业部,,积成电子股份有限公司,,Mobile:13969189538,,E-Mail,：,xufuquan@,。
