光纖采集器模塊及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光纖采集器模塊及其使用方法。該采集器模塊包括依次相連的光模塊、無源光網(wǎng)絡(luò)芯片、千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和以太網(wǎng)插座。該使用方法包括：先將所述的采集器模塊安裝在用戶側(cè)的電表主板上，并通過光模塊與帶網(wǎng)管電腦的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)相連；在使用該模塊的過程中，包括多個業(yè)務(wù)通道：上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道、下行管理業(yè)務(wù)通道和本地調(diào)試業(yè)務(wù)通道。本發(fā)明能利用當(dāng)前已安裝到位的光纖到戶的EPON網(wǎng)絡(luò)，解決電力遠(yuǎn)程抄表的難題。
【專利說明】光纖采集器模塊及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一款EPON (以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))插卡式終端模塊(0NU)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前電力抄表基本由人工完成，費(fèi)時費(fèi)力，且無法滿足實時查詢的需求。如何在節(jié)省成本的同時，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時抄表，成為電力行業(yè)的一個新課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種光纖采集器模塊及其使用方法，本發(fā)明能利用當(dāng)前已安裝到位的光纖到戶的EPON網(wǎng)絡(luò)，解決電力遠(yuǎn)程抄表的難題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):光纖采集器模塊，其包括依次相連的光模塊、無源光網(wǎng)絡(luò)芯片、千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和以太網(wǎng)插座。
[0005]所述的模塊，無源光網(wǎng)絡(luò)芯片還接有串行信號插座。
[0006]所述的模塊，以太網(wǎng)插座采用2X4插座。
[0007]所述的模塊，串行信號插座米用2X5插座。
[0008]所述的模塊，無源光網(wǎng)絡(luò)芯片與串行信號插座之間還接有復(fù)位芯片和電平轉(zhuǎn)換芯片。
[0009]所述的模塊，光模塊的型號為深圳市國揚(yáng)通信股份有限公司FEU3411S-2DT-0A，無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的型號為美國高通公司QCA8829-AL1B。
[0010]光纖采集器模塊的使用方法，包括:
[0011]先將所述的采集器模塊安裝在用戶側(cè)的電表主板上，并通過光模塊與帶網(wǎng)管電腦(電力局端電腦)的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)相連；在使用該模塊的過程中，包括多個業(yè)務(wù)通道:
[0012]上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道:該模塊在用戶側(cè)通過以太網(wǎng)插座提供10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)接口，所采集的電表主板數(shù)據(jù)從該以太網(wǎng)接口接入，經(jīng)本模塊處理后，通過光模塊所帶的光接口，將數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)實時返回給電力局端電腦，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的功能；
[0013]下行管理業(yè)務(wù)通道:電力局端電腦依次通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)和本模塊，將管理報文下發(fā)給電表主板，實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的功能；
[0014]本地調(diào)試業(yè)務(wù)通道:電表主板通過通用異步收發(fā)器串行接口、串行信號插座與本模塊的無源光網(wǎng)絡(luò)芯片通信，實現(xiàn)本地調(diào)試的功能，并給本模塊提供電源和復(fù)位信號。
[0015]所述的方法，電表主板數(shù)據(jù)通過所述采集器模塊的處理方法包括:電表主板數(shù)據(jù)，依次經(jīng)2X4插座和千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器輸入到無源光網(wǎng)絡(luò)芯片，在無源光網(wǎng)絡(luò)芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，接著將轉(zhuǎn)換后的電表數(shù)據(jù)通過串行/解串接口發(fā)送給光模塊，由光模塊實現(xiàn)電/光信號的轉(zhuǎn)換，最后通過光模塊的插拔鎖扣/帶弧度平面接頭把數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)。
[0016]所述的方法，電力局端電腦將管理報文通過所述采集器模塊傳送給電表主板的方法包括:光模塊的插拔鎖扣/帶弧度平面接頭接收以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的管理報文，并由光模塊實現(xiàn)光/電信號的轉(zhuǎn)換，接著通過串行/解串接口把該管理報文下發(fā)給無源光網(wǎng)絡(luò)芯片，在無源光網(wǎng)絡(luò)芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，最后無源光網(wǎng)絡(luò)芯片把轉(zhuǎn)換后的報文數(shù)據(jù)經(jīng)千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和2X4插座發(fā)送給電表主板。
[0017]所述的方法，所述串行接口與所述采集器模塊通信的方法包括:電表主板的串口處理軟件開始運(yùn)行，接著對串行接口初始化；初始化完成后就打開本模塊無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的串行接口，并等待一定的時間間隔，如果時間間隔沒有到就返回等待時間間隔處繼續(xù)等待，如果時間間隔到了就向無源光網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)請求；如果數(shù)據(jù)請求沒有得到無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的應(yīng)答仍然返回等待時間間隔處，如果得到應(yīng)答就讀取所述采集器模塊的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后對該數(shù)據(jù)分析、處理；數(shù)據(jù)處理完后就把結(jié)果保存在電表主板內(nèi)，之后無源光網(wǎng)絡(luò)芯片會詢問是否關(guān)閉串口，如果不關(guān)閉仍返回等待時間間隔處準(zhǔn)備調(diào)試，如果關(guān)閉，串口處理軟件就結(jié)束運(yùn)行。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明既能實現(xiàn)電力遠(yuǎn)程抄表的功能，滿足用戶實時查詢的需求，又可以解決人工成本高的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是光纖采集器模塊原理框圖。
[0020]圖2是系統(tǒng)組網(wǎng)原理框圖。
[0021]圖3是串行調(diào)試軟件原理框圖。
[0022]圖4是2 X 5插座針腳位序圖。
[0023]圖5是2 X 4插座針腳位序圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明設(shè)計了一款EPON插卡式終端模塊(0NU)，可以應(yīng)用在電力遠(yuǎn)程抄表上。該模塊網(wǎng)絡(luò)側(cè)提供1.25Gbps EPON光接口，用戶側(cè)提供10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)接口，支持高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和串行調(diào)試功能。該模塊的型號是:B-03201-C。
[0025]本發(fā)明的EPON插卡式終端模塊(ONU)安裝于用戶側(cè)的電表主板上。該模塊在用戶側(cè)提供10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)接口，用于采集電表數(shù)據(jù)，經(jīng)本模塊轉(zhuǎn)換后通過
1.25Gbps EPON光接口，把數(shù)據(jù)實時返回電力局端電腦，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的功能。同時，電力局端電腦也可以通過EPON網(wǎng)絡(luò)和本模塊，把管理報文下發(fā)給電表主板，實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的功能。另外，電表主板還能通過串行接口對本模塊進(jìn)行本地調(diào)試，并給本模塊提供電源和復(fù)位信號。
[0026]所述的模塊，PON (無源光網(wǎng)絡(luò))芯片的高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和報文，經(jīng)千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器轉(zhuǎn)換后，通過2X4插座輸入輸出。
[0027]所述的模塊，PON芯片的串行通信數(shù)據(jù)，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，通過2X5插座輸入輸出。
[0028]所述的模塊，電表主板還通過2X5插座，給本模塊提供電源和復(fù)位信號。
[0029]以下結(jié)合附圖1到5作進(jìn)一步功能詳述。
[0030]如圖1所示，該圖是光纖采集器模塊原理框圖，其功能如下:
[0031]上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道:電表主板采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)2X4插座和千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器輸入到PON芯片，在PON芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換(由802.3z格式轉(zhuǎn)換為802.3ah格式)，接著把轉(zhuǎn)換后的電表數(shù)據(jù)通過SerDes (串行/解串)接口發(fā)送給光模塊，由光模塊實現(xiàn)電/光信號的轉(zhuǎn)換。最后通過光模塊的SC/UPC (插拔鎖扣/帶弧度平面)接頭把數(shù)據(jù)發(fā)送到EPON網(wǎng)絡(luò)。
[0032]下行管理業(yè)務(wù)通道:光模塊通過SC/UPC接頭接收EPON網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的管理報文，并由光模塊實現(xiàn)光/電信號的轉(zhuǎn)換，接著通過SerDes接口把該管理報文下發(fā)給PON芯片，在PON芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換(由802.3ah格式轉(zhuǎn)換為802.3z格式)，最后PON芯片把該管理報文經(jīng)千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和2X4插座發(fā)送給電表主板。
[0033]本地調(diào)試業(yè)務(wù)通道:電表主板通過UART (通用異步收發(fā)器)串行接口與本模塊通信，實現(xiàn)本地調(diào)試的功能。由于電表主板是5V UART信號，而PON芯片是3.3V UART信號，所以二者之間還串聯(lián)了電平轉(zhuǎn)換芯片。
[0034]復(fù)位信號:電表主板提供復(fù)位輸入Rst_in#信號給復(fù)位芯片，復(fù)位芯片接收此信號后即輸出復(fù)位輸出Rst_out#信號,對PON芯片進(jìn)行復(fù)位。
[0035]電源:電表主板給本模塊提供12V和5V的電源電壓。
[0036]如圖2所示，該圖是系統(tǒng)組網(wǎng)原理框圖，其功能如下:
[0037]組成:本系統(tǒng)主要由局端PC網(wǎng)管、EPON網(wǎng)絡(luò)和用戶電表組成。
[0038]作用:局端PC網(wǎng)管是安裝在電力局端電腦上的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，作用是接收用戶電表數(shù)據(jù)和下發(fā)管理報文；ΕΡ0Ν網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)，其主要由局端OLT (光線路終端)、光纖和光分路器組成，作用是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸；用戶電表由電表主板和本模塊組成，主要作用是采集電表數(shù)據(jù)。
[0039]上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道:電表數(shù)據(jù)經(jīng)過電表主板、光纖采集器模塊、光分路器、局端0LT，上傳至電力局端電腦的PC網(wǎng)管，并實時顯示。
[0040]下行管理業(yè)務(wù)通道:電力局端電腦將管理報文通過PC網(wǎng)管、局端0LT、光分路器、光纖采集器模塊，下發(fā)到電表主板。電表主板接收管理命令后執(zhí)行相應(yīng)操作。
[0041]如圖3所示，該圖是串行調(diào)試軟件原理框圖，其流程如下:
[0042]電表主板的串口處理軟件開始運(yùn)行，接著對串行接口初始化；初始化完成后就打開本模塊無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的串行接口，并等待一定的時間間隔，如果時間間隔沒有到就返回等待時間間隔處繼續(xù)等待，如果時間間隔到了就向無源光網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)請求；如果數(shù)據(jù)請求沒有得到無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的應(yīng)答仍然返回等待時間間隔處，如果得到應(yīng)答就讀取所述采集器模塊的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后對該數(shù)據(jù)分析、處理；數(shù)據(jù)處理完后就把結(jié)果保存在電表主板內(nèi)，之后無源光網(wǎng)絡(luò)芯片會詢問是否關(guān)閉串口，如果不關(guān)閉仍返回等待時間間隔處準(zhǔn)備調(diào)試，如果關(guān)閉，串口處理軟件就結(jié)束運(yùn)行。
[0043]如圖4所示，該圖是2X5插座針腳位序圖，其各插針信號定義見下表。
[0044]
【權(quán)利要求】
1.光纖采集器模塊，其特征在于:包括依次相連的光模塊、無源光網(wǎng)絡(luò)芯片、千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和以太網(wǎng)插座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于:無源光網(wǎng)絡(luò)芯片還接有串行信號插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于:以太網(wǎng)插座采用2X4插座。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其特征在于:串行信號插座采用2X5插座。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊，其特征在于:無源光網(wǎng)絡(luò)芯片與串行信號插座之間還接有復(fù)位芯片和電平轉(zhuǎn)換芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于:光模塊的型號為FEU3411S-2DT-0A，無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的型號為QCA8829-AL1B。
7.光纖采集器模塊的使用方法，其特征在于包括: 先將所述的采集器模塊安裝在用戶側(cè)的電表主板上，并通過光模塊與帶電力局端電腦的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)相連；在使用該模塊的過程中，包括多個業(yè)務(wù)通道: 上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道:該模塊在用戶側(cè)通過以太網(wǎng)插座提供10/100/1000BASE-T以太網(wǎng)接口，所采集的電表主板數(shù)據(jù)從該以太網(wǎng)接口接入，經(jīng)本模塊處理后，通過光模塊所帶的光接口，將數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)實時返回給電力局端電腦，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的功能； 下行管理業(yè)務(wù)通道:電力局端電腦依次通過以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)和本模塊，將管理報文下發(fā)給電表主板，實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的功能； 本地調(diào)試業(yè)務(wù)通道:電表主板通過通用異步收發(fā)器串行接口、串行信號插座與本模塊的無源光網(wǎng)絡(luò)芯片通信，實現(xiàn)本地調(diào)試的功能，并給本模塊提供電源和復(fù)位信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，電表主板數(shù)據(jù)通過所述采集器模塊的處理方法包括:電表主板數(shù)據(jù)，依次經(jīng)2X4插座和千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器輸入到無源光網(wǎng)絡(luò)芯片，在無源光網(wǎng)絡(luò)芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，接著將轉(zhuǎn)換后的電表數(shù)據(jù)通過串行/解串接口發(fā)送給光模塊，由光模塊實現(xiàn)電/光信號的轉(zhuǎn)換，最后通過光模塊的插拔鎖扣/帶弧度平面接頭把數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，電力局端電腦將管理報文通過所述采集器模塊傳送給電表主板的方法包括:光模塊的插拔鎖扣/帶弧度平面接頭接收以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的管理報文，并由光模塊實現(xiàn)光/電信號的轉(zhuǎn)換，接著通過串行/解串接口把該管理報文下發(fā)給無源光網(wǎng)絡(luò)芯片，在無源光網(wǎng)絡(luò)芯片內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，最后無源光網(wǎng)絡(luò)芯片把轉(zhuǎn)換后的報文數(shù)據(jù)經(jīng)千兆網(wǎng)絡(luò)變壓器和2X4插座發(fā)送給電表主板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述串行接口與所述采集器模塊通信的方法包括:電表主板的串口處理軟件開始運(yùn)行，接著對串行接口初始化；初始化完成后就打開本模塊無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的串行接口，并等待一定的時間間隔，如果時間間隔沒有到就返回等待時間間隔處繼續(xù)等待，如果時間間隔到了就向無源光網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送數(shù)據(jù)請求；如果數(shù)據(jù)請求沒有得到無源光網(wǎng)絡(luò)芯片的應(yīng)答仍然返回等待時間間隔處，如果得到應(yīng)答就讀取所述采集器模塊的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后對該數(shù)據(jù)分析、處理；數(shù)據(jù)處理完后就把結(jié)果保存在電表主板內(nèi)，之后無源光網(wǎng)絡(luò)芯片會詢問是否關(guān)閉串口，如果不關(guān)閉仍返回等待時間間隔處準(zhǔn)備調(diào)試，如果關(guān)閉，串口處理軟件就結(jié)束運(yùn)行。
【文檔編號】H04B10/40GK103427910SQ201310327165
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】彭有鵬 申請人:廣東東研網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司