多协议融合的智能光纤网络监控RTU设计与实现

Telecom Power Technology通信网络技术 2023年10月25日第40卷第20期181 Telecom Power TechnologyOct. 25, 2023, Vol.40 No.20王成帅，等：智能ODN 在光纤通信中的价值能ODN 的智能化管理和控制技术使网络故障识别和修复更加迅速且精确，有效提高了网络的可靠性和弹性。

2.2　关键技术智能ODN 的关键技术包括光纤交叉连接技术、光纤传感技术以及智能化管理和控制技术。

2.2.1　光纤交叉连接技术在智能ODN 中，光纤交叉连接技术扮演着至关重要的角色。

相较于传统的机械式光开关，现代智能ODN 采用了更先进的光学式交叉连接技术。

这种技术利用光学开关和光学跳纤等器件，使光纤之间的连接和信号路由变得极为灵活和高效。

光纤交叉连接技术具有诸多优势，包括高速、低插损以及低串扰等，能够满足现代通信对于高带宽和低延迟的需求[1]。

此外，光纤交叉连接技术还能实现光纤资源的动态配置，根据实际需求实时灵活调整，从而为网络提供更加灵活和高效的资源分配方式。

2.2.2　光纤传感技术光纤传感技术是智能ODN 中的关键技术，能够利用在光纤网络中布置的传感器实时监测和感知光纤网络中的物理参数，如温度、应力以及振动等。

通过对这些物理参数的监测和分析，可以实现对光纤网络状态和性能的实时监控与诊断。

这项技术提供了对光纤网络的细粒度监测，能够及时发现潜在问题并采取相应的修复措施，从而大幅提高网络的可靠性和稳定性[2]。

光纤传感技术具有较好的实时性和高精度检测能力，在保障网络运行稳定性方面起到重要作用。

2.2.3　智能化管理和控制技术通过智能化管理和控制技术，可以对智能ODN 中的光纤连接、信号路由以及资源配置进行动态调度和优化。

这些技术基于实时的网络状态和需求信息，通过智能决策和调整，实现网络资源的高效利用和性能优化。

例如，根据网络负载和服务要求，智能化管理和控制技术能够自动调整光纤连接和信号路由，实现负载均衡和优先级调度，从而显著提高网络的吞吐量和传输效率。

ECM-FOMS光纤光缆自动监测和管理系统全面实现针对光缆网络的自动监测和资源管理，提高电力通信网的维护和运行水平，优化资源配置。

系统概述光缆网络的故障自动监测、自动定位，光缆、线路等物理资源和用户电路等逻辑资源的管理是ECM－FOMS系统的重点。

系统结合地理信息系统技术（GIS），实现故障管理的自动化，网络资源的配置优化，通过与各专业网管系统的互联，系统变非实时静态资源管理为实时动态的网络资源综合管理。

应用领域系统主要用于电力通信系统光缆网络的管理，同时也可为电信、联通、网通、铁通和移动等电信运营企业以及所有使用光缆作为传输线路的企业提供针对光缆网络的监测、维护、管理等各项功能。

技术优势南瑞通信公司（电自院通信所）与国外业界著名的大公司合作开发了电力通信光缆光纤监测系统。

南瑞通信公司在电力系统通信网监测管理系统的设计、开发、工程各方面有丰富的经验。

合作公司都是在光缆光纤监测方面的国内外业界著名企业，拥有领先的技术。

特点：监测的关键设备全部进口，并且选用知名厂家的产品，保证系统的性能和可靠性。

RTU台湾或美国生产；关键部件OTDR选用日本安藤或美国安捷伦的产品。

自主知识产权的软件系统保证系统的功能、性能和优良的服务，并具有较好的性价比，自主开发的软件包括：自动监测。

网管集成服务。

光缆网络资源管理。

软件符合国内、国际有关标准，适应各种不同用户的要求。

符合信息产业有关光缆监测的技术条件。

充分利用南瑞通信公司开发电力通信监控管理系统的经验，满足电力通信行业的特殊要求。

依托南瑞通信公司在电力通信网管系统、光缆网络监测管理和系统集成方面的先进技术，实现电力系统光通信网络从底层光缆到高层通信业务的一统管理。

综合解决方案建立光缆网络综合管理思想的基础之上，由若干个具有相对独立功能的平台组成，方案的组成框图见图，各部分如下：光缆自动监测系统：负责整个光缆网络通信状态的实时监测，监测光缆中断情况，光通路的运行情况。

RTU（远程测控终端），英文全称 Remote Terminal Unit，中文全称为远程终端控制系统，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。

其中包括：开关量输入单元、开关量输出单元、模拟量输入单元、模拟量输出单元、脉冲量输入单元、脉冲量输出单元、数字量输入单元。

开关量输入单元：对现场各种开关信号的采集，现场信号可以是继电器触点开关（无源），也可以是电压信号，还可以是电流信号。

由于采用光隔离器件，可以抵抗现场各种干扰，能够在强电场、强磁场、多尘埃、潮湿环境下正常工作。

开关量输出单元：用于遥控远端设备的开停、声光、告警等。

模拟量输入单元：采用模拟开关及光电隔离技术，将现场各种模拟信号采集进来，既可以是4-20mA、0-10mA标准模拟信号；也可以是非标准模拟信号，如交流220V等，A/D板采用智能A/D变换和利用软件技术，可抗工频50Hz干扰，射频干扰等，A/D变换精度高达14位。

模拟量路路隔离，可以用于不同的地电位设备同时采集。

模拟量输出单元：用于PID调节方式下的各种自控系统。

脉冲量输入单元：采集脉冲信号的频率，带光隔。

采集信号的频率范围为0～20MHz。

数字量输入单元：接收各种串行数据信号。

可以是RS485接口，RS232，RS422接口，或V11，V28等各种波特率下的异步串行数据。

也可以采集64K同步数据。

RUT具有的特点是：1：通讯距离较长 2：用于各种恶劣的工业现场 2：模块结构化设计，便于扩展。

4：在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。

RTU 产品目前与无线设备，工业TCP/IP产品结合使用，正在发挥越来越大的作用。

PLC 一般主要用于工厂车间流水线的控制，而RTU 在国外主要用于室外应用，恶劣环境中，比如在一些无人值守的站点。

RTU具有梯形图和C语言编程，屏幕组态软件编程。

与PLC相比特点1：运算能力强2：可带液晶显示，就地显示和控制3：模拟量采集能力强最多24路4：掉电保护程序不丢失5：多种通讯方式拨号，数传，RS485RTU(Remote Terminal Unit)是构成企业综合自动化系统的核心装臵，通常由信号输入/出模块、微处理器、有线/无线通讯设备、电源及外壳等组成，由微处理器控制，并支持网络系统。

FTU、DTU及TTU介绍馈线终端设备（FTU）FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。

这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。

一般来说，1台FTU 要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。

我公司开发型FTU, 选用国际著名的高质量元器件，电磁兼容性能和抗干扰能力突出。

综合考虑了各种环网柜、柱上开关的监控需求，可以和国内外各型开关接口。

本产品完全按电±力行业标准《DL/T721-2000 配电网自动化系统远方终端》执行，经国家电力质量检测中心检测全部合格。

同时还符合下列国家和行业标准：GB/T 13729-2002远动终端通用技术条件DL/T814-2002 配电网自动化系统功能规范DL/T478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T630-1997 交流采样远动终端技术条件DL/T634.5101-2002（IEC60870-5-101）远动设备及系统DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问GB/T 4208-1993 外壳防护等级（IP代码）GB3047.1面板，架和柜的基本尺寸系列JB 616电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件GB 191 包装储运图示标志2 技术特点FTU采用了先进的DSP数字信号处理技术、多CPU集成技术、高速工业网络通信技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大，是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置。

适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程，完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能。

配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电。