浅析智能光网络技术及发展(共6篇)
一、智能ODN的优势
智能ODN的出现,解决了传统ODN存在的诸多弊端。传统ODN网络发展,由于FTTx网络中数量节点庞大,大量端口需要人工查找,办事效率十分低下,而且由于网管中的端口信息以人工录入为主,错误率高。除此之外,由于FTTx现行的工作方式不合理,管理滞后,造成端口利用率低,管理难度大等问题。相对于传统ODN相比,智能ODN管理系统能够自动进行数据管理,以智能标签的方式实现端口设备配置,效率高,准确性高。其次,智能ODN能够实现大批量的验收,根据光路数据进行自动关联,实现线路信息自动绑定。同时,智能ODN还能以GIS信息进行自动诊断,确保线路运行通畅,减少故障发生。
二、智能ODN光分配网络技术的实际应用研究
目前为止,我国的智能ODN光分配网络技术尚处于起步阶段,并没有真正的发展起来。国内各个ODN厂家使用的技术和发展方向并不相同,彼此之间存在着较大的差异。如今,主要应用于网络技术当中的智能ODN智能标签有三种模式,分别是电子标识模式、射频标识模式、二维码模式。应用智能ODN光分配网络技术,可以提升光纤网络的稳定性、提升业务调度效率,也可以提升光网投资效益。初,上海贝尔、中兴分别推出了SmartODN、EODN的智能ODN解决方案,并将其应用于通信技术当中,对ODN技术应用投资,保证了ODN资源管理的.准确性,并且在工程施工环节当中,通过ODN技术实现了营运维修核心问题的顺利解决。1、提升光纤网络稳定性。智能ODN系统可以在局域网中加入光功率监测单板,对外接光路进行测试,并且根据实际情况将监测结果反馈到智能ODN网管中,网管工作人员以此来进行工作,保证光纤网络的稳定性。
此外,智能ODN技术还可以进行故障排查,分析OTDR反射曲线,精准定位光路故障位置,从而实现局域网的快速维护,提升光纤网络稳定性。2、提升业务调度效率。系统的日常维护中,业务调度是十分重要的环节,业务调度对工作人员的要求很高,除了具有一定的经验外,还要对数据进行精准掌握。智能ODN光分配网络技术应用到调度中,可以实现反馈信息的精确处理,提升调度效率,在很大程度上降低了调度成本。此外,智能ODN系统计算迅速,可以迅速恢复工作,通过备用路由保证业务正常工作,从而实现调度效率整体提高。3、提升光网投资效益。在大规模的FTTx建设下,ODN已经成为了网络投资的主体,是FTTx建设当中的重中之重。而ODN在FFTx的建设当中,大多数ODN设备都安装于户外,受天气影响变化较大,容易导致设备受损,最后难以辨认。智能ODN光分配网络技术可以很好的解决这一问题,并且智能录入光纤施工信息,提高生产效率,更好的促进城市光纤网络的发展。
三、结束语
随着IP业务的持续快速增长, 对网络带宽的需求变得越来越高, 同时由于IP业务流量和流向的不确定性, 对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。为了适应IP业务的特点, 光传输网络开始向支持带宽动态灵活分配的智能光网络方向发展。在这种趋势下, 自动交换光网络 (ASON) 应运而生。ASON网络是由信令控制实现光传输网内链路的连接/拆线、交换、传送等一系列功能的新一代光网络。ASON使得光网络具有了智能性, 代表了下一代光网络的发展方向。
ASON的主要优点有:动态地分配网络资源, 实现网络资源的有效利用;快速的在光层直接提供用户需求的各种业务;降低了运营维护费用;高效的网络管理和保护技术;便于引入新业务。
1 ASON的总体结构及关键技术
在ASON得分层体系结构中, ASON由传送平面 (TP) 、控制平面 (CP) 、管理平面 (MP) 组成。三个平面分别完成不同的功能。传送平面负责在管理平面和控制平面的作用下传送业务;控制平面根据业务层提出的带宽需求, 控制传送平面提供动态自动的路由;管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。
ASON的最大特色是引入了控制平面。控制平面是ASON的核心, 主要包括信令协议、路由协议和链路资源管理等。其中信令协议用于分布式连接的建立、维护和拆除等管理;路由协议为连接的建立提供选路服务;链路资源管理用于链路管理, 包括控制信道和传送链路的验证和维护。
控制平面的核心功能是连接控制功能。在ASON中, 连接不再是全部由管理层控制实现的固定连接了。它有三种类型的连接:交换式连接 (SC) , 永久连接 (PC) 和软永久性连接 (SPC) 。控制平面的另一关键技术是网络拓扑和资源的自动发现。主要包括自动邻居发现 (NDISC) 和自动业务发现 (SDISC) 。自动邻居发现协议是要解决光网络中对新增节点的自动发现以及处理问题。而自动业务发现是要解决对新发现的节点的业务功能的确认问题, 通过业务发现, 相邻网元能够了解每个网元提供的业务和确定可选的接口。
信令、路由和资源发现是实现ASON的三大关键技术, 而这三个方面的研究工作可以说是实现光网络智能化的重点和难点之所在, 一旦这些问题得到解决, 光网络智能化的进程将向前迈出关键的一步。
2 ASON的研究进展及应用
经过不断的研究和实践, ASON技术的标准化工作和实际应用取得了巨大的进步。目前国际和国内的ASON标准化方面有了显著进展, ASON产品逐步趋于完善和成熟, 电信运营商已经开始了A-SON网络的试验和建设。
负责ASON标准化工作的主要国际标准组织包括国际电信联盟 (ITU-T) 、互联网工程任务组 (IETF) 以及光互联论坛 (OIF) 。ITU-T是从整体结构的角度研究智能光网络。它提出了ASON的体系结构和总体要求, 以及信令、路由、自动发现等系列建议, 还对保护恢复、连接允许控制、管理平面等方面进行了规范。目前, ITU-T的研究方向是继续加强G.8080, 逐步解决多层的呼叫和处理问题, 解决多层情况下的路由和信令问题;在信令方面, 主要针对呼叫和连接分离情况下的信令流程, 研究信令流程对控制平面的可靠性、业务优先级、重路由、保护和恢复等方面的支持;在路由方面, 主要考虑控制平面对路由互联的策略、路由和保护恢复方面的问题以及多层的路由问题;在自动发现方面, 对ECC发现消息格式进行扩展, 提供层邻接发现的附加程序。IETF的主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。它提出了通用多协议标记交换 (GMPLS) 的一系列标准草案, 包括信令协议 (RSVP-TE/CR-LDP) 、路由协议 (OSPF) 、链路管理协议 (LMP) 等。目前, IETF正在讨论有关链路管理 (LMP) 、基于GMPLS的网络保护恢复以及域间路由等方面的标准草案。OIF主要关注的是IP客户端, OIF已经规范了智能光网络的用户接口 (UNI) , 用于各光网络节点互连的网络接口 (NNI) 尚在进行当中, E-NNI有了一个初步的定义。目前, OIF一方面主要是进一步完善UNI2.0, 包括连接和控制的分离问题、多样性路由的双归属问题、无中断的连接调整操作、1:N的信令保护、对以太网业务的支持、对G.709接口的支持以及UNI接口的发现程序等方面的内容。另一方面, OIF还将进一步完善NNI1.0, 完善E-NNI接口的标准化工作。
我国的主要电信运营商对ASON技术投入了极大的关注, 积极开展了相关技术研究和经济性分析, 并着手ASON网络的规划和建设。目前, ASON组网还存在一些问题:比如接口规范不完善, 无法实现多厂商设备的混合组网;域间保护恢复技术还不成熟;支持UNI的客户设备较少等。这些问题有赖于标准的不断完善和产品的不断成熟。
3 智能光网络的演进策略
智能光网络具有先进的技术和突出的优势, 是构建新一代光网络的核心技术之一。根据自身业务和网络发展需要, 合理的引入和开展新业务新运营模式, 逐步向智能光网络演进;要保证与原有网络设备的良好兼容和业务的平滑过渡。
目前我国已经投入巨资建立起了规模庞大的SDH和WDM网络, 它们承担着的骨干网络的信息传送任务, 这些网络不具有智能。鉴于此种情况, 在发展ASON网络的策略方面, 可以采取分两步走的方式:
第一步:在现有网络中引入智能光网络集中控制系统, 向外提供标准的UNI接口, 实现流量工程和带宽按需自动配置。可以在现有光传输网的层面选择几个核心大节点配置大型交叉连接系统, 这种方式可以首先屏蔽现有网络的多厂商环境, 构建一个基于网格状网的灵活、强大的智能核心层, 或者保持现有传输网不做变动。第二步:待智能光网络技术, 特别是NNI信令协议最终实现标准化, 例如GMPLS/G.as on等技术的进一步成熟, 可以在网络中建立信令机制。对于传统网络的带宽配置仍可以继续由集中控制系统来实现。可以说未来两种方式将并存, 只有这样才可能保证全网的端到端配置。如果最终全网实现了GMPLS/G.ason, 网管系统将演变成网络资源的管理监控系统和业务的政策服务器, 提供诸如网络性能, 故障处理和资源监控等功能, 将继续在未来智能光网络中发挥必不可少的重要作用。
4 结束语
市场的迫切需求和技术的不断进步使得ASON技术应运而生, 它的出现深刻地改变了光传输网的体系和功能, 为光网络的发展带来一个质的飞跃。然而, ASON从一个概念发展到成熟应用还需要做大量的工作, 需要相关组织加快研究, 尽快完善ASON标准, 需要设备厂商生产出成熟可靠的产品, 需要运营商谨慎、积极地探索网络的应用。随着ASON标准化进展的加快和ASON设备的进一步成熟, ASON即将步入实用化阶段。现有光传输网向ASON网络演进是光网络的发展趋势, 随着技术的成熟, ASON将发挥越来越大的作用。
参考文献
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[4]智能光网络关键技术及其应用.http://telecom.chinabyte.com/270/1921270.shtm1, 2005.3.
[5]通信世界网, 智能光网络建设的关键问题.http://cww.net.cn.2003.8.7.
关键词:光通信 发展 交换技术 网络性能 传输容量
近年来,随着经济的快速发展,互联网事业也取得了突飞猛进的进展,中国网民越来越多,年增长率为53.3%,中国互联网信息中心统计显示,到2011年12月底,中国网民已经达到了5.13亿,全年新增网民5580万。互联网普及率较上年底提升4个百分点,达到38.3%。2011年大专及以上学历的人中有96.1%的人都在使用互联网,现在差不多就是处于饱和状态;在之前的这5年,高中学历人群的渗透率增长变化很快,2011年网民占到90.9%。
1 我国光传输技术发展概述
我国光传输技术发展状况
关于我国的内城域光网络,我们可以讲其分为以下几个阶段:
1.1 雏形阶段。以太网业务可以通过SDH设备并不多的通道得到传送,城域WDM只是通过背靠背的OTM 设备组建环网,表现出的整体性能不是很好。
1.2 灵活阶段。基于SDH的MSTP,不仅能够对以太网业务实现透明传输,还具有L2交换以及ATM 业务的接入和汇聚功能,而城域WDM 是通过OADM组建环网的,其功能主要表现在:子速率汇聚、多业务接入、光层保护等。
1.3 动态阶段。MSTP以RPR为基础的,它的功能主要有:公平的带宽分配、以太网带宽的统计复用等,城域OADM/OXC主要是综合了光交叉和电交叉的处理方式。
1.4 智能阶段。采用MPLS+MSTP或者ASON+MSTP方式,在城域光网络的基础上又多了智能化的控制层面,这样就能很快的响应业务层的带宽申请,在建立SDH 电路或波长通道时可以更多地采用交换式连接,还可依据运营在实际中的需求,对通道进行拆除,或者是更新和重建,这样就能够通过科学的手段来决策带宽租用和光虚拟专网等运营。
2 光传输几项关键技术的分析及发展
2.1 色散管理技术。对于高速长距离DWDM光纤通信系统来说,其中的一个关键性限制因素就是光纤色散。我们主要分析了色度色散,关于色散管理方案,我们需要注意的一个重要方面就是色散补偿。在设计长距离传输系统方案时,传输光纤一般都需要被分布式色散补偿。更好地利用色散管理技术,不仅能够解决色散,还能够更好地抑制非线性效应。
2.2 光传输系统组网趋于扁平化、网状化和智能化。点到点的DWDM系统只提供了原始的带宽,为了在竞争激烈的市场中。能按需分配带宽、波长出租、支持OVPN 等个性化业务,提高网络可靠性、利用率和智能化控制能力,光传输系统正在从基于OADM 的环形网向扁平化、网状化、智能化的ASON发展。
2.3 光交换技术。这一技术是指在不用进行任何光/电转换的情况下,在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。光交换技术包括两种类型,即分组光交换类型和成光路光交换类型,前者是通过电信号控制的,可称其为电控光交换,后者可通过OADM、OXC等设备来实现。光器件技术的不断进步表明,这一技术最终将发展成光控光交换,使IP分组包向物理层封装过程不再那么复杂,降低开销,提高传输效率。
2.4 城域光传输系统趋于多样化规模商用。随着城域网内传输带宽需求和业务种类的不断增长,城域DWDM和CWDM系统越来越多地应用于城域骨干传 输层,而基于SDH/RPR的MSTP技术不断的在城域汇聚传输层得到应用,PON和FTTH技术将成为“最后一公里”的最优传输接入技术。
3 光传输技术在市场的应用发展
随着经济和信息技术的发展,人们对通信传输的要求越来越高,市场需求也越来越多,进而推动着光网络市场的不断上升,但也有一些新特点,大多数专家都认为,随着电信业的不断转型,不管是在光传输方面,还是承载网都出现了不小的变化。造成这种变化的原因包括以下三点:一是市场需求,二是技术转型,三是运营商业务的发展和重组。因此,设备厂商必须要更好的认识客户需求,不断的进行创新,才能更好的在光传输市场中有所作为。
4 结束语
光网络市场还将会不断的进步,专家预测国内光传输市场未来的发展认为,它将会保持平稳增长。相关专家这样分析,“第一,随着3G网络的发展,高速无线数据业务的不断繁荣,要求具有更高水平的承载层的带宽,这对于国内光传输市场的平稳增长创造了有利的条件。第二,运营商业务处在不断转型当中,之前的传输网络与当下的数据业务出现了冲突,我们要想更好地促进光传输产品发展,做好老网络优化和平滑升级工作是十分关键的。
参考文献:
[1]郑明亮.光缆在线监测技术的研究与应用[D].吉林大学,2007年.
[2]李健.光缆监测管理系统的设计与实现[D].华北电力大学(河北),2008年.
光纤的非线性效应是使光脉冲信号产生压缩效应。非线性效应包括两部分, 一部分是散射效应, 另一部分是折射率效应。其中, 散射效应分为受激拉曼散射和受激布里渊散射, 折射率效应分为自相位调制、交叉相位调制和四波混合。非线性效应主要取决于光信号的传输距离和光纤的横截面积。虽然在光纤中的非线性效应非常弱, 但是由于强度的不断积累, 会对信号产生影响。光纤的色散效应和非线性效应二者各自影响光纤的传输性能, 但是当二者同时存在且在相互作用达到一种平衡时可以产生波形稳定的脉冲, 即光孤子。
1 光孤子通信研究的发展
光孤子通信从概念的提出到实际应用共经历了三个阶段:
1.1 概念提出阶段
1834年, 英国著名造船工程师罗素在河流中观察发现水孤波, 虽然当时未能成功证明, 但引起了极大的争论, 数学领域和物理领域逐渐开始了对孤子理论的研究;1895年, Korteweg和de Vries经过不断的理论推导, 导出了著名的KDV方程, 人们对孤子相关理论的研究进入了一个新的阶段;1973年, Hasegawa和Tappert等人经过充分论证之后提出了光孤子通信, 从此拉开了光孤子研究的序幕。
1.2 实验研究阶段
1980年, M ollenauer等人在试验中观察到了光孤子, 与理论分析相吻合。从此把光孤子的理论研究推向实验研究, 为光孤子的实验研究打下了坚实的基础;1981年, Hasegawa和Kodama提出运用光孤子进行信号传输的设想, 将光孤子通信的研究推向了新的高潮;1987年, Nakazawa和Iwatsuki等采用掺饵光纤放大器作为孤子能量补偿进行各种传输实验研究。
1.3 实用化阶段
近年来, 在理论不断完善的同时, 通过进行光孤子通信实验, 逐步向实用化阶段发展。日本、美国、英国、中国等相继进行了光孤子传输实验。从最初的2.5k Mb/s传输2223km到10k Mb/s传输9100km, 后期达到了32.4Gb/s传输12000km。其中, 美国Bell实验室还验证了利用光孤子进行跨洋通信的可能性。光孤子通信正在逐步走出实验室, 进行实用化的研究。
2 光孤子通信的优势
光孤子理论的不断发展为现代通信掀开了新的篇章, 对于实现大容量、长距离传输起到了里程碑的重要作用。现代光纤通信技术主要是以光纤的线性光学原理为基础进行通信, 面临的主要问题是如何进行大容量传输和延长中继距离。光孤子所具有的特点决定了它在通信领域里拥有非常宽广的应用前景。传统的光纤通信在线路中需要设置中继站, 对光脉冲进行补偿。光孤子通信可以不设置中继站, 而是仅需要对光纤损耗进行增益补偿, 即可把光信号无畸变地进行长距离的传输。
光孤子通信具有大容量、长距离传输等优点:
2.1 大容量
现阶段信号的传输速率最高可以达到100Gb/s, 一般情况下可以达到10~20Gb/s。普通光纤通信相比其他通信方式的优点之一是通信容量大, 光孤子通信比普通光纤通信又有了大幅提高, 具有非常明显的优势。
2.2 长距离
传输距离最远可以长达20000km, 使用掺饵光纤放大器可以直接对信号进行放大, 对光孤子损失的能量定点进行周期性补偿, 增加了光孤子的能量, 从而进行长距离传输。
3 光孤子通信的影响主要因素
3.1 光孤子之间的相互作用
1983年, Gordan发现光孤子之间的相互作用将会导致波形畸变、速率下降和距离缩短。随后引起了关注, 并开展了一系列的研究工作。由于光孤子之间的相互位置、相位、幅度等不同关系, 光孤子之间会产生相互作用。随着传输速率的不断增加, 脉冲频率不断提高, 相邻光孤子之间的距离减小, 当相邻光孤子比靠近超过某一极限时, 光孤子之间会发生相互作用, 影响光孤子通信的性能。到目前为止, 进行了大量的研究, 提出了很多方法, 现今条件下比较可行的是采用相邻孤子不等振幅的传输方法, 即在进入光纤时光孤子与光孤子之间的振幅有所差异。
3.2 光纤损耗
降低光纤损耗是光纤通信需要解决的一个非常重要的问题。光纤损耗分为本征损耗、制造损耗和附加损耗, 根据其产生机理分析可知, 光纤损耗是一定存在的, 只能尽可能减小损耗。光纤损耗会导致光孤子能量损失、幅度减小和脉宽展宽, 严重影响光孤子的传输性能。因此, 需要采用光放大技术在光纤传输系统中对损耗进行补偿, 进行光孤子增益补偿可以采用掺饵光纤放大器, 其具有增益高、功率大、频带宽、噪声低、泵浦功率低等优点。光纤传输线中接入掺铒光纤, 而泵浦功率通过光纤耦合器注入光纤, 掺铒光纤受到泵浦作用产生受激辐射, 放大工作频带的光信号。在国内外的实验中, 采用掺饵光纤放大器已经获得了成功, 并实现了稳定的传输。
4 结语
现阶段光孤子通信已经进入实用化研究阶段, 但由于一些限制因素还没有完全成熟。在各国家和地区的共同的共同努力下, 光孤子通信一定会以其他通信方式所无法相比的巨大优势成为主流的通信方式。
参考文献
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[9]P.L.Chu, C.Desem.Mutual interaction between solitons of unequal amplitudesin optical fiber.Electron.Lett, 1985.
关键词:传感器,控制器,执行器,V2V,V2X
1、智能汽车概述
1.1在普通汽车的基础上增加了先进的传感器 (雷达、摄像头等) 、控制器、执行器等装置, 通过传感系统和信息终端实现车与X (人、车、路、云等) 智能信息交换, 使汽车具备智能的环境感知能力, 能够自动地分析汽车行驶的安全及危险状态, 使汽车按照人的意志到达目的地, 最终替代人的驾驶。
1.2智能汽车的分级及发展阶段
■多数企业按照美国高速公路安全管理局 (NHTSA) 的划分标准
■长安智能汽车战略
2015重庆车展上, 长安汽车正式公布了长安智能化汽车“654”发展战略。
■上汽智能汽车战略
上汽智能汽车动态及计划:
■广汽智能汽车战略
广汽智能新能源汽车开发分阶段推进:
2、智能汽车的未来展望
2.1国家对智能汽车的发展愿景——中国制造2015
1.智能化是未来十年的八大任务中的首要任务
2. 汽车产业列入重点领域, 为战略必争产业
●以智能化、信息化和低碳化为发展突破口;
●2020实现V2V、V2X之间信息化;
●2025年智能汽车实现规模化运行。
3.节能与新能源汽车创新与产业化专项重大工程
布局基于大数据系统的智能化汽车产业链建设, 实现智能汽车的批量应用。
2.2 智能汽车的未来展望
[1]智能汽车是对传统汽车行业的一次变革, 汽车不再是单纯的交通运载工具, 智能汽车将具有以下特点:
→自动驾驶;
→与智能手机等无缝连接, 集成导航、办公和娱乐为一体;
→理解车主的情感, 推测车主的意图;
→未来载体是新能源汽车。
3、智能汽车面临关键问题
3.1 整车厂和互联网企业的关系
整车厂和互联网各自的优势:
整车厂:整车和零部件开发, 汽车销售、服务和物流等方面;
互联网企业:自主开发的操作系统, 云计算平台和互联网大数据, 电子商务、金融、地图和导航、通讯等领域拥有核心技术和服务能力等方面。
整车厂和互联网企业的关系:
以最终用户体验为导向, 集成双方优势, 在智能汽车和相关服务领域进行合作。
3.2 整车厂与互联网企业合作需考虑关键要素
1.把握用户, 掌控体验
车主首先是整车厂的用户, 其次才是互联网用户, 整车厂有责任为用户提供最好的使用体验和服务支持, 这个过程中可以从互联网企业获得支持和配合, 但必须由整车厂主导。随着汽车行业竞争的日趋激烈, 车内服务体验将成为品牌差异化的关键。
2.开放平等, 互惠互利
整车厂应该以更加开放的心态与互联网企业合作, 尤其是数据的开放。车主数据, 车辆数据只有流动起来, 与互联网企业的大数据对接, 允许更多相关方接触、使用, 才能实现其价值。整车厂与互联网企业的合作应该是双赢的, 是平等的合作伙伴。
3.建立生态, 创新模式
[2]与互联网企业的合作, 应该放眼服务生态的建立, 关注互联网企业的产业布局, 能否与自身布局互补, 并最终形成健康的产业生态。健康的产业生态, 既要包含汽车厂的优势资源, 如研发、生产、售后、物流, 又要包含互联网的优势领域, 如云计算、大数据、营销、通道、内容服务、支付等。应该寻求在这些领域领先的互联网企业深度合作。
3.3 整车厂与互联网企业的合作事例
·上汽与阿里巴巴;
·北汽和乐视已经展开了合作;
·北汽给企业贴牌, 生产出来乐视汽车。
3.4 整车厂在智能汽车产业链角色定位
整车厂处于产业链核心位置, 掌控力最强, 拥有车载终端资源和汽车自身的信息, 可轻松切入智能汽车的软硬件搭载, 尤其是在前装市场上, 车厂在前装车载系统的设计、生产、安装、测试等方面有绝对的话语权。互联网厂商有软件数据方面的优势, 整车厂应积极与互联网厂商合作形成战略联盟, 志在抓住智能汽车这个入口形成平台优势。
参考文献
[1]任禾.无人驾驶[J].中国经济和信息化, 2013 (8) .
关键词:智能电表,功能,完善
0 引言
在日常生活中, 电能表作为累计电能的设备, 由于其工作的隐蔽性很少受到关注, 人们通常认为它是功能单一、靠数字存在的一种计量设备。但是随着现代化智能电网的日益发展和完善, 为了满足目前电力监测的电负荷管理、电网运行调度、电能质量监测和电力市场交易等智能电网要求的方面, 电力技术人员研究出了能够满足和拓展这些功能的新载体———智能电表, 这种技术不是很复杂, 但是功能全面的设置, 成为电力行业不可或缺的基础装置。
1 智能电能表的定义
智能电能表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成[1], 具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。从定义上可发现智能电能表是多功能意义上的电能表, 传统电能表只注重电能计量功能, 但智能电能表在电能计量基础上重点扩展了信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能, 这些功能都是围绕坚强智能电网建设而增加的, 以满足电能计量、营销管理、客户服务的目的。
2智能电能表的功能
目前国家电网公司企业标准明确了智能电能表的各项功能, 由于在电能计量功能上智能电能表与多功能电能表相同, 所以笔者只阐述除电能计量功能以外的4项主要功能。
2.1 费控功能
智能电能表分本地和远程两种费控表型[2]。本地费控表通过CPU卡、射频卡等固态介质对电能表进行充值和参数设置, 同时也支持通过虚拟介质远程实现充值、参数设置及控制功能;远程费控表在本地主要实现计量功能, 表内不存储、显示与电费、电价相关信息, 计费功能通过远距离通讯与用电信息采集系统主站或售电系统相链接, 由远程售电系统实现完成。
2.2 管理功能
管理功能包括对用电信息数据的冻结、存储, 对事件和负荷的记录, 状态量测量以及报警等。
2.3 通信功能
通信功能是智能电能表区别于传统电能表的显著特征之一, 可支持智能电能表与主站交换数据, 是实现“全覆盖、全采集、全费控”目标的保障。目前一块智能电能表可支持许多种通讯方式, 接口颇多, 无统一标准, 实则造成了设计重复、存在故障隐患, 笔者也将在下文探讨该点。
2.4 安全功能
安全功能是通过新增模块-安全控制模块 (ESAM) 来防止非官方授权的设置智能电能表功能的行为, 可实现安全存储、数据加密解密、双向身份认证、存取权限控制、线路加密传输等子功能。
3 应有的智能化现象
目前智能电能表的硬件设计均是采用微处理器和网络通信技术的组合, 这样才能使智能电能表在大量的数据计算下仍能保持稳定和高效, 并且结合时代的发展, 不断扩展新的功能来满足日益增长的需求, 如时下正处于信息爆炸的时代, 电能表不能只会电能计量, 所以必须被赋予数据处理、双向通信、互动业务等能力, 为用户提高更快捷、更舒适、更优质的服务。
3.1 信息化
信息化是指培养、发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力[3]。作为高级量测体系获得电能信息的主要途径, 智能电能表必须具备信息获取、信息传递、信息处理、信息再生、信息利用的功能。智能电能表不是一件孤立分散的东西, 而是具有庞大规模的、自上而下的、有组织的信息网络体系中的一个环节。这里提到的信息网络体系也就是高级量测体系 (AMI) , 这种网络性体系将改变我们的生产方式、工作方式、生活方式。
3.2 自动化
信息是把双刃剑, 通常是有用的和无用的信息都混在一起, 对于一个系统设计, 容量和成本是成正比, 与收益是成反比, 因此系统容量是越小越好。如果让系统处理所有数据, 不仅会使系统频繁崩溃, 而且会增加系统的建设成本, 无形中造成了浪费。所以智能电能表作为现场设备, 它应当作为一个筛选器筑起第一道过滤墙。设计人员可以在智能电能表中建立一些数据模型, 使它可执行程序设置, 其次通过计算后, 自动保留重要数据、去除无用数据,
4 对改进智能电能表智能化功能的建议
4.1 功能设置模块化
笔者认为智能电能表的功能设置必须支持可更新或可写入的理念, 所以需以功能设置模块化为原则, 不断完善智能电能表的功能设置。在实际运用中根据智能电网运行情况, 远程设置或修改智能电能表的功能和方案, 且要求所有功能均为独立线程, 互不干扰与影响, 以确保稳定性与安全性, 即无需更换整表, 又消除了新技术推行的障碍[4]。
4.2 检测项目的思考
采用新一代电子元器件, 再加上强化了工艺控制和高可靠性设计, 这是制造智能电能表的特点。综上所述, 我们可以发现若能在材料、工艺、设计这三方面加强监管, 试验的项目就将大大减少。而若能实现上述设想的智能电能表功能设置, 则未来对智能电能表的检测, 将采取新的检测实现方式, 检测内容可归纳为电能计量性能、采集监控、通信性能和数据处理4个方面。其中对采集监控、通信性能和数据处理的检测, 属于全新的检测内容, 是符合智能电能表特性的检测内容, 在减少了电能计量检测占比的同时, 突出了对信息化、智能化功能检测的重视, 是顺应推广电能计量信息化新技术应用的趋势。
4.3 接口一体化
电能表的检测工作一直是繁杂的人力工种, 而智能电能表必须改变现有的电能表检测模式, 去实现智能化和自动化的检测方式。笔者认为智能电能表的弱电接口种类太多, 在检测过程需频繁切换, 导致了检测劳动强度大、资源占用多、管理成本高、效率低下等问题, 而且繁多的接口设置也不能保证电气安全的可靠性, 继而影响到电能计量的准确性。
5 结语
智能电网或高级量测体系的发展对智能电能表提出了越来越多的要求, 大家可以看到这些要求是符合时代发展的趋势, 也对智能电能表的“智能”效应产生深远影响。随着新一批电能表轮换的开展, 智能电能表的普及只是时间问题。既然是智能电能表, 那么连同其细节也应该展现智能化, 而现有的数据处理、模块设计、检测方式、接口类型还不足以满足对未来智能电能表的应用需求。未来的智能电能表无论从外形, 还是使用, 亦或是功能都应具备信息化、自动化、智能化等性能特征, 以便为智能电能表的普及提供更快捷的途径。
参考文献
[1]Q/GDW354-2009智能电能表功能规范[S].北京:中国电力出版社, 2009.
[2]宗建华, 闫华光, 史树冬等.智能电能表[M].北京:中国电力出版社, 2010.
[3]Q/GDW358-20090.5S级三相智能电能表技术规范[S].北京:中国电力出版社, 2009.
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