本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)通信技術領域，尤其涉及一種電力td-lte230mhz主副配置雙核心網通信系統(tǒng)。

背景技術：

智能電網是當今世界電力控制系統(tǒng)的發(fā)展方向與趨勢，在配用電無線通信方面，我國主要采用公網通信，存在組網能力弱、實時性差、數(shù)據的安全性較差等缺點，隨著建設智能電網時代的到來，建設電力無線專網勢在必行。無線通信技術中，我國擁有td-lte技術體系的知識產權，可以滿足電力系統(tǒng)當前及未來一定時期的業(yè)務發(fā)展需求，未來還可以向5g演進，極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

中國專利公告號cn105871068a，公開日2016年8月17日，公開了一種電力td-lte雙核心組網架構結構及方法，屬于電磁測量中的電流檢測分析技術領域。技術方案是：采用兩個核心網，建設一個1.8ghz頻段td-lte無線網，每一個基站同時歸屬于兩個核心網，通過業(yè)務ip規(guī)劃，規(guī)定不同性質的業(yè)務ip歸屬不同的核心網，從而達到業(yè)務隔離的目的兩個核心網，分別配置不同的核心網標簽，分別是核心網標簽一和核心網標簽二；兩個核心網一共規(guī)劃出兩個大區(qū)、四個小區(qū)域ip地址，不同性質的業(yè)務，通過ip歸屬的方法，達到安全隔離的目的。本發(fā)明專利的有益效果是：用于1.8ghz頻段td-lte無線通信技術建設的電力無線專網，對兩個大區(qū)業(yè)務進行有效業(yè)務隔離，防止安全生產大區(qū)業(yè)務受到邊界串擾或者安全攻擊。但是，該通信系統(tǒng)的可靠性沒有得到重視，當其中一個核心網發(fā)生故障時配電自動化終端服務會受到影響，本發(fā)明基于230mhz頻段td-lte無線網絡設計了一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)，在兼顧系統(tǒng)數(shù)據安全性的基礎上提高整個通信系統(tǒng)的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是如何提供一種在考慮網絡安全性的基礎上兼顧通信系統(tǒng)的可靠性，特別適用于電力通信系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術方案是：一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)，基于230mhz頻段td-lte無線網絡，包括網管單元，核心網單元，基站單元和終端單元，所述的網管單元、核心網單元、基站單元和終端單元依次連接，其特征在于：所述的核心網單元包括：主核心網，作為配電自動化終端數(shù)據的核心網，向上與網管單元通過ip網連接，向下與基站單元通過s1接口連接，與副核心網通過路由器連接；副核心網，作為其它終端數(shù)據的核心網，向上與網管單元通過ip網連接，向下與基站單元通過s1接口連接，與主核心網通過路由器單元。所述的基站單元包括若干基站，負責終端單元數(shù)據的接收和發(fā)送、核心網單元數(shù)據的接收和發(fā)送以及各個基站之間的協(xié)調，該協(xié)調功能是將配電自動化服務與其它服務分開，當主核心網工作正常時，使主核心網服務于配電自動化終端，同時使副核心網服務于其它終端，實現(xiàn)業(yè)務隔離的目的，當主核心網工作異常時，使副核心網服務于所有終端，優(yōu)先滿足配電自動化終端的需求，基站單元向上與核心網單元通過s1接口連接，向下與終端單元通過空中接口uu連接，各個基站之間通過x2接口連接。所述的終端單元包括配電自動化終端、ⅰ型集中器終端、ⅱ型集中器終端、負荷控制終端、配變監(jiān)測終端和故障指示器終端，負責電力系統(tǒng)的核心業(yè)務，向上與基站單元通過空中接口uu連接。終端單元采集數(shù)據后，通過空中接口uu把數(shù)據傳輸?shù)交締卧?，各個基站之間通過x2接口連接，數(shù)據在基站間協(xié)調后通過s1接口傳輸?shù)胶诵木W單元，并通過ip網匯總至網管單元。當需要將數(shù)據從網管單元傳輸?shù)浇K端單元時，數(shù)據先通過ip網傳輸?shù)较鄳暮诵木W單元，再通過s1接口傳輸?shù)交締卧?，最后通過空中接口uu傳輸?shù)浇K端。其中，核心網單元擁有主、副兩套核心網，通過基站間的協(xié)調，配電自動化終端數(shù)據會傳輸?shù)街骱诵木W中，其它終端數(shù)據單元會傳輸?shù)礁焙诵木W中；網管單元中的數(shù)據也會通過分配，把配電自動化數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W中，把其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W中。對于終端單元傳輸?shù)交締卧臄?shù)據，基站單元會通過協(xié)調，將數(shù)據分為配電自動化終端數(shù)據和其它終端數(shù)據分開，并將配電自動化終端數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W中，將其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W中?；締卧獣Ω鱾€基站與核心網單元的s1接口進行檢測，當配電自動化終端數(shù)據傳輸異常時，基站單元會協(xié)調這些數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W中，副核心網中的資源會向配電自動化終端數(shù)據傾斜，優(yōu)先滿足配電自動化終端的需求。各個基站通過x2接口連接，形成了網狀分布，當一個基站無法連接到核心網時，可以通過其它基站進行與核心網的數(shù)據交換，從而避免形成孤點，提高了整個電力td-lte230mhz主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的可靠性。由于配電自動化服務對于用電安全特別重要，基站單元對于這些配電自動化終端數(shù)據會進行特別加密，從而實現(xiàn)配電自動化服務的安全性。

作為優(yōu)選，所述的網管單元包括主站服務器和交換機，主站服務器作為整個主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的控制中心和數(shù)據中心，交換機控制路由，網管單元位于整個td-lte230網絡的最頂層，向下與核心網單元通過ip網連接。從終端單元傳輸過來的數(shù)據會匯總到網管單元的主站服務器中，主站服務器會對這些數(shù)據進行分析存儲，通過網管單元，可以監(jiān)察整個電力td-lte230mhz主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的運行狀態(tài)。需要對終端下達指令時，主站服務器會將指令數(shù)據分為配電自動化終端指令數(shù)據和其它終端指令數(shù)據，通過交換機，將配電自動化終端數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W，并將其它終端指令數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W。

作為優(yōu)選，所述的配電自動化終端，根據電力業(yè)務需要安裝連接智能化終端(ftu/ttu/dtu)，實現(xiàn)對開閉所、環(huán)網柜和柱上開關所在區(qū)域數(shù)據的采集、接收和發(fā)送，通過空中接口uu接入基站單元。其中，ftu為饋線開關監(jiān)控終端，是一種裝設在饋線開關旁的開關監(jiān)控裝置；ttu為配電變壓器監(jiān)視終端，是一種安裝在配電變壓器旁監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)的終端裝置；dtu為開閉所監(jiān)控終端，是一種安裝在開閉所、環(huán)網柜、小型變電站、箱式變電站等處的數(shù)據采集與控制終端裝置。ftu/ttu/dtu通過空中接口接入基站單元，為整個電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的最底層。

作為優(yōu)選，所述的配電自動化終端還安裝有安全芯片，用于基站單元之間的雙向認證和數(shù)據加密，通過空中接口uu接入基站單元。這種安全芯片是一種有安全改造需求的存量終端配置外置式安全模塊，實現(xiàn)配電自動化終端與基站單元之間的雙向認證和數(shù)據加密，同時增加vpn通道隔離、終端邊界接入等安全防護措施。

作為優(yōu)選，所述的網管單元會根據電力業(yè)務的qos要求保證每一個終端的調度周期，在網絡擁塞的情況下優(yōu)先服務配電自動化終端，網管單元位于整個td-lte230網絡的最頂層，向下與核心網單元通過ip網連接。網管單元會把數(shù)據分配為配電自動化終端數(shù)據與其它終端數(shù)據，通過交換機把配電自動化終端數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W，把其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W，配電自動化終端數(shù)據優(yōu)先級最高，在網絡擁塞時依然會保證其安全、可靠的傳輸。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)據加密方法為祖沖之（zuc）加密方式，網元之間執(zhí)行基于ip地址與內容的過濾，將非接入層信息傳輸至核心網單元。這樣可以規(guī)避非授權網元攻擊的可能性，通過構建完全私有的通信協(xié)議，基于公網協(xié)議的攻擊手段會完全失效。

作為優(yōu)選，所述的終端單元還包括應急語音通信終端、應急視頻通信終端、汽車充電樁終端和路燈控制終端，負責電力系統(tǒng)的配套業(yè)務以及社會責任業(yè)務，向上與基站單元通過空中接口uu連接。應急語音、視頻通信終端在電力維修時會提供實時的語音、視頻，方便檢修電力系統(tǒng)，汽車充電樁終端會為將來的新能源電力汽車提供實時服務，而路燈控制終端會為市政控制路燈提供便捷的方法，這些終端資源在應急時都可以服務于社會。

作為優(yōu)選，使用水霧除塵法消除塵埃對基站單元信號的影響，防塵裝置設置于基站單元的天線附近。揚塵的顆粒較大，對基站信號有散射、吸收作用，防塵裝置的設置可以減少基站發(fā)射信號的衰減，提高信號的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的實質性效果是：本發(fā)明所述的一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)可以在考慮網絡安全性的基礎上兼顧通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性，充分保證電力通信的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)組網架構圖。

圖2是本發(fā)明一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)電路框圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步具體說明。

實施例：

一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)組網架構圖（參見附圖1），包括主站服務器1、交換機2、主核心網3、副核心網4、基站一5、基站二6、基站三7、s1接口8、x2接口9、配電自動化終端10、ⅰ型集中器終端11、ⅱ型集中器終端12、負荷控制終端13、配變監(jiān)測終端14、故障指示器終端15、應急語音通信終端16、應急視頻通信終端17、汽車充電樁終端18和路燈控制終端19，一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)電路框圖（參見附圖2），包括網管單元20、核心網單元21、基站單元22和終端單元23。

一種電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)，基于230mhz頻段td-lte無線網絡，包括網管單元20，核心網單元21，基站單元22和終端單元23，網管單元20、核心網單元21、基站單元22和終端單元23依次連接。核心網單元21包括：主核心網3，作為配電自動化終端10數(shù)據的核心網，向上與網管單元20通過ip網連接，向下與基站單元22通過s1接口8連接，與副核心網4通過路由器連接；副核心網4，作為其它終端數(shù)據的核心網，向上與網管單元20通過ip網連接，向下與基站單元22通過s1接口8連接，與主核心網3通過路由器單元?；締卧?2包括若干基站，負責終端單元23數(shù)據的接收和發(fā)送、核心網單元21數(shù)據的接收和發(fā)送以及各個基站之間的協(xié)調，該協(xié)調功能是將配電自動化服務與其它服務分開，當主核心網3工作正常時，使主核心網3服務于配電自動化終端10，同時使副核心網4服務于其它終端，實現(xiàn)業(yè)務隔離的目的；當主核心網3工作異常時，使副核心網4服務于所有終端，優(yōu)先滿足配電自動化終端10的需求?；締卧?2向上與核心網單元21通過s1接口8連接，向下與終端單元23通過空中接口uu連接，各個基站之間通過x2接口9連接。終端單元23包括配電自動化終端10、ⅰ型集中器終端11、ⅱ型集中器終端12、負荷控制終端13、配變監(jiān)測終端14和故障指示器終端15，負責電力系統(tǒng)的核心業(yè)務，向上與基站單元22通過空中接口uu連接。終端單元23采集數(shù)據后，通過空中接口uu把數(shù)據傳輸?shù)交締卧?2，各個基站之間通過x2接口9連接，數(shù)據在基站間協(xié)調后通過s1接口8傳輸?shù)胶诵木W單元21，并通過ip網匯總至網管單元20。當需要將數(shù)據從網管單元20傳輸?shù)浇K端單元23時，數(shù)據先通過ip網傳輸?shù)较鄳暮诵木W單元21，再通過s1接口8傳輸?shù)交締卧?2，最后通過空中接口uu傳輸?shù)浇K端。其中，核心網單元21擁有主、副兩套核心網，通過基站間的協(xié)調，配電自動化終端10數(shù)據會傳輸?shù)街骱诵木W3中，其它終端數(shù)據單元會傳輸?shù)礁焙诵木W4中；網管單元20中的數(shù)據也會通過分配，把配電自動化數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W3中，把其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W4中。對于終端單元23傳輸?shù)交締卧?2的數(shù)據，基站單元22會通過協(xié)調，將數(shù)據分為配電自動化終端10數(shù)據和其它終端數(shù)據分開，并將配電自動化終端10數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W3中，將其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W4中?；締卧?2會對各個基站與核心網單元21的s1接口8進行檢測，當配電自動化終端10數(shù)據傳輸異常時，基站單元22會協(xié)調這些數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W4中，副核心網4中的資源會向配電自動化終端10數(shù)據傾斜，優(yōu)先滿足配電自動化終端10的需求。各個基站通過x2接口9連接，形成了網狀分布，當一個基站無法連接到核心網時，可以通過其它基站進行與核心網的數(shù)據交換，從而避免形成孤點，提高了整個電力td-lte230mhz主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的可靠性。由于配電自動化服務對于用電安全特別重要，基站單元22對于這些配電自動化終端10數(shù)據會進行特別加密，從而實現(xiàn)配電自動化服務的安全性。

網管單元20包括主站服務器1和交換機2，主站服務器1作為整個主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的控制中心和數(shù)據中心，交換機2控制路由，網管單元20位于整個td-lte230網絡的最頂層，向下與核心網單元21通過ip網連接。從終端單元23傳輸過來的數(shù)據會匯總到網管單元20的主站服務器1中，主站服務器1會對這些數(shù)據進行分析存儲，通過網管單元20，可以監(jiān)察整個電力td-lte230mhz主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的運行狀態(tài)。需要對終端下達指令時，主站服務器1會將指令數(shù)據分為配電自動化終端10指令數(shù)據和其它終端指令數(shù)據，通過交換機2，將配電自動化終端10數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W3，并將其它終端指令數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W4。

配電自動化終端10根據電力業(yè)務需要安裝連接智能化終端(ftu/ttu/dtu)，實現(xiàn)對開閉所、環(huán)網柜和柱上開關所在區(qū)域數(shù)據的采集、接收和發(fā)送，通過空中接口uu接入基站單元22。其中，ftu為饋線開關監(jiān)控終端，是一種裝設在饋線開關旁的開關監(jiān)控裝置，對饋線開關遙信、遙控、遙測，同時有通信功能、自檢和自恢復功能；ttu為配電變壓器監(jiān)視終端，是一種安裝在配電變壓器旁監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)的終端裝置，能夠提供定時高速采樣，還可以提供較多的遙控輸出觸點；dtu為開閉所監(jiān)控終端，是一種安裝在開閉所、環(huán)網柜、小型變電站、箱式變電站等處的數(shù)據采集與控制終端裝置，功能與ftu類似，對安裝環(huán)境要求較高，抗惡劣環(huán)境的能力較差。ftu/ttu/dtu通過空中接口接入基站單元22，為整個電力td-lte230主副配置雙核心網通信系統(tǒng)的最底層。

配電自動化終端10還安裝有安全芯片用于基站單元22之間的雙向認證和數(shù)據加密，通過空中接口uu接入基站單元22。這種安全芯片是一種有安全改造需求的存量終端配置外置式安全模塊，實現(xiàn)配電自動化終端10與基站單元22之間的雙向認證和數(shù)據加密，同時增加vpn通道隔離、終端邊界接入等安全防護措施。

網管單元20會根據電力業(yè)務的qos要求保證每一個終端的調度周期，在網絡擁塞的情況下優(yōu)先服務配電自動化終端10，網管單元20位于整個td-lte230網絡的最頂層，向下與核心網單元21通過ip網連接。網管單元20會把數(shù)據分配為配電自動化終端10數(shù)據與其它終端數(shù)據，通過交換機2把配電自動化終端10數(shù)據傳輸?shù)街骱诵木W3，把其它終端數(shù)據傳輸?shù)礁焙诵木W4，配電自動化終端10數(shù)據優(yōu)先級最高，在網絡擁塞時依然會保證其安全、可靠的傳輸。

數(shù)據加密方法為祖沖之（zuc）加密方式，網元之間執(zhí)行基于ip地址與內容的過濾，將非接入層信息傳輸至核心網單元21。這樣可以規(guī)避非授權網元攻擊的可能性，通過構建完全私有的通信協(xié)議，基于公網協(xié)議的攻擊手段會完全失效。

終端單元23還包括應急語音通信終端16、應急視頻通信終端17、汽車充電樁終端18和路燈控制終端19，負責電力系統(tǒng)的配套業(yè)務以及社會責任業(yè)務，向上與基站單元22通過空中接口uu連接。應急語音通信終端16、應急視頻通信終端17在電力維修時會提供實時的語音、視頻，方便檢修電力系統(tǒng)，汽車充電樁終端18會為將來的新能源電力汽車提供實時服務，而路燈控制終端19會為市政控制路燈提供便捷的方法，這些終端資源在應急時都可以服務于社會。

使用水霧除塵法消除塵埃對基站單元22信號的影響，防塵裝置設置于基站單元22的天線附近。揚塵的顆粒較大，對基站信號有散射、吸收作用，防塵裝置的設置可以減少基站發(fā)射信號的衰減，提高信號的穩(wěn)定性。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。