光纤环网模块
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光纤环网什么是光纤环网光纤环网是一种网络拓扑结构，使用光纤作为传输介质，将多个网络节点连接成一个闭环。
每个节点通过光纤连接到环网中的其他节点，形成一个完整的光纤环路。
光纤环网通常用于数据通信、互联网接入、电信传输等场景。
光纤环网的优势光纤环网相较于其他网络拓扑结构具有以下优势：1.高速传输：光纤作为传输媒介具有高带宽和低延迟的特点，可以实现快速、稳定的数据传输。
2.抗干扰能力强：光纤传输不受电磁干扰，能够在复杂的电磁环境下保持稳定的通信质量。
3.长距离传输：光纤的传输距离远大于铜缆，可以实现远距离的通信和传输。
4.安全性高：光纤的信号很难被窃听，提供了更高的通信安全性。
5.扩展性好：光纤环网支持节点的灵活扩展和拓扑结构的调整，适应不同规模网络的需求。
光纤环网的应用数据通信光纤环网在数据通信领域广泛应用。
其高速传输和抗干扰能力强的特点，使它成为大规模数据中心、企业内部通信等场景的理想选择。
光纤环网可以有效地满足大量数据传输的需求，并保持通信质量的稳定。
互联网接入光纤环网在互联网接入领域也有重要的应用。
通过光纤环网，网络服务提供商（ISP）可以为用户提供高速、稳定的互联网接入服务。
光纤环网能够满足用户对于高带宽、低延迟的需求，提供更好的上网体验。
电信传输光纤环网在电信传输领域扮演着重要的角色。
电信运营商通过光纤环网将不同地区的通信基站连接起来，实现通信信号的传输和互联互通。
光纤环网可以支持大量用户同时进行通信，满足用户对于电话、短信、数据传输等多种通信需求。
光纤环网的部署光纤环网的部署需要考虑以下几个方面：1.光纤线路：选择高质量的光纤线缆，并确保线路的铺设和连接质量。
光纤线路的品质和安装水平直接影响光纤环网的通信质量。
2.光纤交换设备：选择适合光纤环网的光纤交换设备，保证其性能稳定和可靠性。
光纤交换设备起着节点间数据转发和管理的作用。
3.网络规划：合理规划光纤环网的网络结构，考虑节点数量、拓扑结构等因素，确保光纤环网的扩展性和稳定性。
输电线路光纤环网通信难点及其应用
Telecom Power Technology · 142 ·Aug. 25, 2023, Vol.40 No.162023年8月25日第40卷第16期通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.045输电线路光纤环网通信难点及其应用杨晓敏（中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西柳州545000）摘要：输电线路作为电力系统的大动脉，是电力系统稳定运行的关键。
随着泛在电力物联网、智能电网等概念的提出，推动输电线路全覆盖运维管控尤为重要。
相较于其他输电线路在线监测通信系统，光纤环网通信有着传输容量大、成本低以及通信稳定等优势，能够为输电线路的状态监测提供高效、优质的服务。
以输电线路光纤环网通信为研究对象，分析光纤环网通信技术实施的难点，提出相应建议，从而有效弥补输电线路光纤环网通信应用的不足，同时探究了输电线路光纤环网通信的应用场景，为输电线路光纤环网通信的应用提供参考。
关键词：输电线路；光纤环网；在线监测Communication Difficulties of Optical Fiber Ring Network in Transmission Lines and TheirApplicationsYANG Xiaomin(Liuzhou Bureau of China Southern Power Grid EHV Transmission Company, Liuzhou 545000, China) Abstract: As the main artery of power system, transmission line is the key to the stable operation of power system. With the concept of ubiquitous power Internet of Things(IoT) and smart grid being put forward, it is particularly important to promote the full coverage operation and management of transmission lines. Compared with other on-line monitoring communication systems of transmission lines, optical fiber ring network communication has the advantages of large transmission capacity, low cost and stable communication, and can provide efficient and high-quality services for state monitoring of transmission lines. Taking the optical fiber ring network communication of transmission lines as the research object, this paper analyzes the difficulties in the implementation of optical fiber ring network communication technology, and puts forward corresponding suggestions, so as to effectively make up for the shortcomings of optical fiber ring network communication application of transmission lines. At the same time, the application scenarios of transmission line optical fiber ring network communication are explored, which provides reference for the application of transmission line optical fiber ring network communication.Keywords: electric transmission line; optical fiber ring network; online monitoring０ 引 言输电线路是电力系统的重要组成部分，承担着输送和分配电能的任务[1]。
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光纤环网简介光纤环网（Optical Fiber Ring Network），是一种利用光纤作为数据传输介质的计算机网络。
它通过光纤传输数据信号，具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于各种领域，如企业内部网络、城域网、广域网等。
结构光纤环网的基本结构由主机、终端设备、光纤传输线缆等组成。
主机充当着网络的中心节点，终端设备是网络的工作站，而光纤传输线缆则是网络中传输数据的媒介。
在光纤环网中，主机和终端设备通过光纤传输线缆构成一个环形的物理连接。
这种环形连接的结构使得数据可以沿着环路进行传输，从而实现数据的传输和共享。
工作原理光纤环网通过光纤传输线缆传输数据信号，数据信号以光的形式在光纤中传输。
当数据从发送端发送到接收端时，它会在光纤中传播并穿过各个节点，直到到达目的地。
在光纤环网中，数据的传输是通过发送和接收信号来实现的。
发送端将数据通过发送信号的方式转换成光脉冲，然后将光脉冲通过光纤传输线缆发送出去。
接收端接收光脉冲，然后将光脉冲转换成电信号，最终将数据传送到终端设备。
为了实现数据的传输和共享，光纤环网中还需使用一种特殊的协议，如Token Ring协议。
Token Ring协议通过令牌来实现数据的传输和共享。
在数据传输过程中，每个终端设备都要等待令牌的到来，然后才能发送和接收数据。
优势传输速度快光纤环网采用光纤作为传输介质，光的传播速度非常快，因此数据的传输速度也非常快。
相比于传统的铜缆网络，光纤环网的传输速度可以达到几十乃至上百Gbps，大大提高了数据的传输效率。
带宽大光纤具有较大的带宽，可以同时传输多条数据通道。
在光纤环网中，可以利用光的多重复用性质，将不同的信道分配给不同的终端设备，实现并行传输，提高了网络的带宽利用率。
抗干扰能力强光纤环网采用光脉冲传输数据，光脉冲在传输过程中不受电磁干扰的影响，因此具有很强的抗干扰能力。
相比于传统的铜缆网络，光纤环网可以在复杂的电磁环境下稳定地工作。
华为 SmartACU2000B 智能子阵控制器快速指南说明书
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.SmartACU2000B 智能子阵控制器快速指南(无PID 模块,800V AC)文档版本：07部件编码：31509274发布日期：2023-09-111名称型号电压等级配置智能子阵控制器SmartACU2000B-D-PLCD ：支持≤ 800V三相交流输入PLC ：支持单路PLC 通信，无PID 模块，无24V 直流输入输出SmartACU2000B-D-2PLC 2PLC ：支持双路PLC 通信，无PID 模块，无24V 直流输入输出SmartACU2000B-D-PLC-24VPLC-24V：支持单路PLC 通信，无PID 模块，有24V 直流输入输出SmartACU2000B-D-2PLC-24V2PLC-24V ：支持双路PLC 通信，无PID 模块，有24V 直流输入输出机柜外观挂装件柜门•安装设备前请详细阅读用户手册，了解产品信息及安全注意事项。
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操作人员应充分熟悉整个系统的构成、工作原理及项目所在国家/地区的相关标准。
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•安装设备前请根据《装箱清单》检查交付件是否完整齐备，有无任何明显的外部损坏。
光纤环网工作原理
光纤环网工作原理
光纤环网是一种将光纤连接成环形拓扑结构的局域网架构。
它的工作原理基于光纤传输信号的特性和环形拓扑带来的优势，主要包括以下几个方面：
1. 环形拓扑结构：光纤环网的核心是一个环形光纤链路，所有用户设备都通过光纤连接到光纤环中。
环形拓扑结构能够提供高可靠性和冗余性，即使某个节点故障，网络仍然能够正常工作。
2. 光纤传输：光纤是光纤环网的传输介质，它具有低损耗、高带宽和抗电磁干扰等优点。
用户设备发送的信号在光纤中以光的形式传输，通过光纤传输能够实现高速、稳定的数据传输。
3. 光纤集线器：光纤环网中通常会设置光纤集线器，用于连接所有的用户设备。
光纤集线器具有多个光纤端口，用于接入光纤连接的设备。
它能够接收来自用户设备的数据信号，并将其转发到光纤链路上。
4. 光纤链路监控：为了提高光纤环网的可靠性和性能，通常会在环形光纤链路上设置光纤链路监控设备。
这些设备能够实时监测光纤链路的状态和质量，一旦检测到链路故障，就会自动切换到备用链路，确保网络的正常运行。
5. 数据传输方式：光纤环网采用的是令牌传递方式进行数据传输。
在光纤环网中，令牌被轮流传递给每个用户设备，只有持有令牌的设备才能发送数据。
这种方式能够保证数据传输的顺
序和可靠性。
总之，光纤环网通过光纤传输和环形拓扑结构，实现了高速、稳定的数据传输和高可靠性的网络连接。
它在企业和机构等需要大量数据传输和稳定网络连接的场景中得到广泛应用。
光纤环网部分概要
③单模光纤直径：9um或10um ；工作波长：1270-1355nm； 传输距离约5km。
⑶ 1000BASE－CX千兆网: 采用150欧屏蔽双绞线（STP）；配线间
使用短跳线电缆连接服务器和高速外围设备； 传输距离：25m。
以工业以太环网为传输平台的 煤矿综合自动化系统
二、工业以太网传输平台 关键设备—网络交换机
连“为图接灭断所开状）密”态。示码弹则，的：出然说如地a点端后明为d址m击光“口在栏i纤断此n状下；已开内对态图中”点输话界所断则击入框面示，表“该右此示：的确交时未侧对定局连换八应”端接机个栏交设进的功中换备入IP能机。输设地中在选入置址的环项用界环网（中户网中面如的名告，（1警如：9“即2灯端a.端1管d应口6m8口理点8.1和i状.n亮界2端；3（态面3口正”））9常为。时 得通到过以此下界对面话还可框查：询其他端口的连接状态、主站设置情况和使用电源情况。
②更换分站主⑶板（481584通芯讯片线）路；故③障查找通讯路；
⑵人员定位系统： ①若显示回发超时， ②检查184 通讯芯片；③检查通讯线路及分站。
⑶如果一个模块带3个分站，有一个通讯中断，故 障点则可能出现在分站与485通讯线路上。
⑷ 重新启动中心站软件；
RS485专用通讯芯片电原理图
谢谢!
Thankyou
点击搜索菜 单
得到所有网络 连接设备
2.双击对应模块，进入模块设置 3. 输入转换器安装地点，方便工程安装维护
点击 C2000网
络参数 瓦斯监控系统
须如此设置
人员定位系统 须如此设置
4. 设置本地网络参数
5.设置串口参数
⑴⑵瓦人斯员监定控 位系统设置方法图解：
人员定位系统 如此设置
光纤环网部分概要
环网结构灵活，易于扩展和维护 ，可以方便地增加或减少节点。
02
光纤环网关键技术与设 备
光纤类型及性能参数
光纤类型
单模光纤和多模光纤，其中单模光纤 适用于长距离、高速率传输，多模光 纤适用于短距离、低速率传输。
性能参数
包括衰减、色散、带宽等，这些参数 决定了光纤的传输距离、速率和信号 质量。
带宽需求分析
根据业务需求，计算网络 所需的总带宽、各节点间 的带宽分配等。
可靠性需求分析
确定网络的可靠性要求， 如故障恢复时间、网络冗 余度等。
拓扑结构设计策略
环网拓扑
采用环形拓扑结构，确保网络的稳定性和可靠 性。
多环相交
在关键节点采用多环相交策略，提高网络的容 错能力和灵活性。
节点设计
合理规划节点位置和数量，确保网络覆盖范围和性能。
VLAN划分
环网交换机支持VLAN划分，可以将不同部门或业务的 数据隔离在不同的虚拟局域网中，提高网络安全性。
冗余备份
环网交换机支持冗余备份功能，当主链路出现故障时， 可以自动切换到备份链路，保证网络的稳定性和可靠性 。
03
光纤环网规划与设计
网络需求分析
01
02
03
业务需求分析
明确网络需要承载的业务 类型、数据量、实时性要 求等。
未来发展趋势预测
全光网络的发展
随着光通信技术的不断进步，未来光纤环网将朝着全光网 络的方向发展，实现更高速度、更大容量和更低延时的数 据传输。
绿色低碳技术的应用
在环保理念日益深入人心的背景下，光纤环网将更加注重 绿色低碳技术的应用，降低能耗和排放，推动可持续发展 。
智能化和自动化运维
借助人工智能、大数据等先进技术，光纤环网的运维将更 加智能化和自动化，提高网络稳定性和可靠性。
光纤环网方案
光纤环网方案概述光纤环网是一种基于光纤通信技术的网络拓扑结构，适用于中大型企业和机构的局域网和广域网环境。
光纤环网方案通过构建一个闭合的拓扑结构，实现高可靠性、高带宽和低延迟的数据传输。
本文将介绍光纤环网方案的原理、部署和优势。
原理光纤环网方案基于光纤通信技术，通过建立多个光纤链路将各个节点连接在一起，形成一个闭合的环形结构。
每个节点通过光纤传输数据，并且将数据传输给下一个节点，直到数据回到起始节点。
这种环形结构使得数据可以以多条路径传输，提高了网络的可靠性和冗余性。
光纤环网方案通常采用环形双向链路，每个节点在物理链路上都有两个端口，一个用于接收数据，一个用于发送数据。
数据从一个节点的发送端口进入光纤链路，经过多个节点的传输，最终回到该节点的接收端口。
这种设计可以充分利用光纤链路的带宽，避免数据拥堵和瓶颈。
部署光纤环网方案的部署需要光纤交换机和光纤传输设备的支持。
首先，需要选择适合规模和需求的光纤交换机，将交换机连接在一起，形成一个环形的链路。
然后，在每个节点上安装光纤传输设备，将光纤链路与节点相连。
最后，配置光纤交换机的路由表和转发规则，使数据能够按照预期的路径进行传输。
在部署光纤环网方案时，需要考虑以下因素：1.网络拓扑：根据网络规模和要求，选择合适的拓扑结构，可以是单个环形结构或多个环形结构的组合。
2.光纤长度：由于光纤的传输距离有限，需要合理安排节点的位置和光纤的长度，以确保数据可以完整传输。
3.网络安全：为了保护光纤环网的数据安全，可以采用加密和身份验证等安全措施。
4.管理和监控：光纤环网需要进行定期的管理和监控，包括设备状态、链路质量和流量统计等。
优势光纤环网方案具有以下优势：1.高可靠性：光纤环网采用闭合的环形结构，即使某一条光纤出现故障，数据依然可以通过其他路径传输，保证网络的持续运行。
2.高带宽：光纤传输具有高带宽和低延迟的特点，可以满足大规模数据传输和实时应用的需求。
3.灵活性：光纤环网可以根据需要进行扩展和调整，添加新的节点或改变链路布局，方便适应不同的网络环境和需求。
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光纤环网模块
一、模块功能简介802Module可以将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。
支持对光纤环路的自动检测和自愈合，倒换时间＜50ms；支持2个环路光口和1个支路光口，可组建链形、环形、T形等各种光纤网络；MAC 口速率100Mbit/s，支持VLAN帧传输，可连接RTL8305SB等交换芯片；带内网管通道支持全局网管，并有自动的数据链路测试和故障复位功能。
整个模块电路由大规模FPGA和通用芯片组成。
模块单5V供电，支持电源冗余，符合工业级设计要求。
可应用于双光口环网光纤收发器、工业级光纤冗余环网交换机、以太网自愈光端机、以太口光纤综合复用设备等产品中。
二、模块特点总结◎环网采用FDDI简化协议，各个接口均兼容IEEE802.3标准；◎支持广播风暴抑制,自动对数据包进行过滤和MAC地址记忆；◎MAC地址存储，环路光口缓存64Kbit、其余接口缓存16Kbit；◎支持光纤环路的检测和自愈合，故障倒换时间＜50ms；◎可通过带内网管通道传输12bit外部开关量数据；◎光口可组建链形、环形、T形、复合形等各种光纤网络；◎环路、支路光接口协议均兼容IEEE802.3U-100M-FX；◎支持自动数据链路测试，实现模块死机等故障自动复位恢复；◎光口外围电路简单可直接在电阻匹配下连接PECL光器件；◎支持2个光纤环路同时传输，每站最高带宽196Mbit/s。
三、模块工作原理（1）环路光口原理系统环路光口采用简化的FDDI光纤分布数据接口协议，实现了高速以太网的环形链路传输和冗余保护。
由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环，如图P1所示。
当两个环路都正常时，数据帧可以在环路上选择任一方向传输。
当环上的设备失效或光缆发生故障时,失效方向的数据会被倒换到另一方向继续传输。
完成这种故障容错能力是其它网络所没有的。
模块光路示意图P1模块FDDI
访问的方法与令牌环网的访问方法类似，在网络通信中采用“令牌”传递。
它与标准的
令牌环又有所不同，主要在于FDDI使用定时的令牌访问方法。
FDDI令牌沿网络环路从一个站点向另一个站点移动，如果某结点不需要传输数据，FDDI将令牌直接传递到
下一个站点中。
如果处理令牌的站点需要传输，那么就在规定的令牌循环时间内发送数据帧。
由模块组成的环形链路中，主站模块负责令牌的发放和管理，令牌发放的数量为环网站点数取偶的一半，多个站点的多个帧可同时在网络中传输，有效的提高了通信的
容量。
（2）故障倒换原理环路中光纤环路的检测和倒换都由802Module模块来完
成。
每站按照令牌循环时间为间隔单位，依次发送带有序列标记的令牌，当环路正常时带有标
记的令牌会在令牌循环时间内再次传到本站模块，若在令牌循环时间过后还没有收到任何带有标记的令牌时模块将启动光纤倒换程序，将令牌和数据切换到另一链路中发送和传输。
当故障链路恢复后模块再次启动倒换到原来的链路。
故
障倒换示意图P2（3）令牌循环时间模块的令牌循环时间等于站点间数据传输需要的总时间加上最大的帧在网络上沿环路进行传输的时间。
网络站点数为上限值128个时令牌循环时间为50ms。
（4）故障倒换时间模块的故障倒换时间理论上就是令牌循环时间，但考虑各个站点的数据缓冲延时，在环网有128个站点时实际的故障倒换时间应小于令牌循环时间，即不大于50ms。
需要说明的是在链路中令牌传输有最高的优先级，所以故障倒换时间与链路中传输业务数据的大小没有任何关系。
（5）协议模型标准的FDDI协议支持同步和异步两种类型的包。
模块协议进行简化后仅支持异步数据包的传送，并加入了支持自动识别和兼容IEEE802.3（Ethernet）的协议。
模块环路光口具有双连接站的功能，带有MAC能够自动进行数据帧的协议封装和转发，模块协议模型如下：模块协议模型P3四、模块应用方案?双光口环网光纤收发器以太光纤收发器已经在网络中大量应用，但传统的收发器只能点对点的将数据通过光纤介质远传，没有保护机制更不能组建环网等复杂网络。
选用802Module模块加价格低廉的交换芯
片组成的环网光纤收发器就可以轻松解决上述问题。
它既可以点对点使用又可以组网使用，并且有完善的通道保护和全局网管。
环网光纤收发器可广泛用于部队、电力、银行等重要部门的光纤网中。
环网光收发器组网灵活成本低廉的特点也特别适用于电力配网
自动化等领域。
?工业级光纤冗余交换机对工业自动化应用的交换机来说，链路冗余非常重要，它可增加系统的可靠性。
选用802Module模块构建交换机的光口可轻松实现链路冗余，并且几乎不用作任何配置。
当系统网络的任意网段与网络断开连接的时候，自动化系统将在50ms之内恢复正常。
模块符合工业级标准并且支持电源冗余备份，另外它丰富的接口可以很好的适应复杂的工业网络要求。
强大的故障恢复功能、完备的LED指示和计算机网管接口也使得模块更适合在工业交换机中应用。
?以太口光纤综合复用设备以太口接口除了在Internet网络中大量应用外，还以它所具有的接口速率高、传输距离远、容易汇聚等优点在工业测控等领域得以广泛应用。
测控等设备的接口种类繁多，以太口光纤综合复用设备可以将多种设备接口转换复用到2条冗余光纤链路中并进行传输和汇聚。
它可大量应用
在电力、煤炭、石油等行业的测控网络中。
以太口光纤综合复用设备由802Module模块和各种接口转换板组成。
802Module模块构建综合复用设备的冗余光路和网管接口，转换板完成多种业务接口到以太口的转换和汇聚。
各种以太接口转换板支持的接口可包括：RS232/RS485/RS422、CAN、音频、IP电话、64K 同步数据、E1等。
设备能适应各种复杂光纤布线网络并能对网络中的任意设备进行监控和管理。
五、组网方式模块有3个光接口可以组建各种网络，具体应用如下：? 802Module的MAC下行口模块的MAC下行口在连接交换芯片后出1个或多个RJ45口。
RJ45电缆接口可以直接连接计算机等终端设备，也可再次连接交换机级联口。
模块MAC接口连接示意图P1?1＋1光口保护两个模块可以组建点对点冗余光纤链路。
连接时两个模块的环路光口A/B可任意连接。
模块组建1＋1光口保护网示意图P2?链形网2个或2个以上模块可以组建链形光纤链路。
在这种组网模式模块只能设一个
主站，其余为从站。
链形网最多容纳站点数为128个。
模块组建链形网示意图P3?环形网环形网是模块的典型组网方式。
2个或2个以上模块可以组建环形光纤链路。
在这种组网模式模块只能设一个主站，其余为从站。
环形网最多容纳站点数为128个。
模块组建环形网示意图P4?T形网T形网是由环形网和链形网组合而成，中间可由支路光口互联。
T形网最多容纳站点数为128个。
模块组建T形网示意图P5?复合网复合形网是由多个环形网和多个链形网组合而成，各个网络中间可由支路光口互联。
复合形网最多容纳站点数也是128个。
模块组建复合形网示意图P6模块实际应用组网图例可将多个站点的以太网信号、232/422/485信号、视频信号、语音信号等汇聚到光纤链路中进行传输。
六、结束语FDDI即“Fiber Distributed Data Interface”，中文名为“光纤分布式数据接口”，它是80年代中期发展起来的一项局域网技术。
FDDI 技术同IBM的Tokenring技术相似，并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施，并支持长达2KM的多模光纤。
虽然FDDI技术还并没有得到广泛的应用，但是随着光纤网络的蓬勃发展对FDDI技术的争论也逐渐减弱；至于千兆以太网、ATM、FDDI谁挑大梁一时还难见分晓。
无论哪一种技术都必将有着其缺点和优点，FDDI 技术的优点有很多，如适合较大区域内（50公里）的网络，并且天生具有冗余的特性。