科大智能电力EPON产品技术交流PPT课件
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• T级别的的the crossbar fabric
高端OLT架构的发展趋势
• shared memory • CPU switching
2020/3/20
28
S8500 OLT特点及优势
增强的PON口功能 ▪支持1：64分光比； ▪支持FEC功能,增加光路预算； ▪支持主干光路保护
符合中国电 信互通标准
智能配用电技术交流
2020/3/20
1
公司简介
科大智能科技股份有限公司是应用高校科技成果转化、产业化的高新 技术企业, 是面向电力、油田、铁路等行业专注通讯网络、配网自动化技 术，智能配用电技术，提供配电网自动化全面解决方案的专业化上市公 司之一.
2020/3/20
2
公司产品
软件产品
配网自动化系统 配调一体化系统 电能量管理系统 馈线自动化系统 GIS系统 配变管理系统 光缆实时监测系统 智能小区配用电系统
Page 23
智能用电服务系统
• 主界面 模式设定界面
主界面
模式设定
Page 24
智能用电服务系统
• 智能用电
用电明细
耗能分析
Page 25
智能用电服务系统
• 智能用电
智能家居
安防
Page 26
高密度核心OLT
• 科大智能S8500 OLT系列EPON 产品是科大只能面向融合业务网络推 出的新一代高端多业务接入OLT设备，同时也是一台分布式高端路由 交换机。
“智能交互终端”是一套独立的监控终端，配备以太、PLC、无 线等通信模块，可帮助用户实现与家庭设备的多种控制交互功能。在 本次以家庭为单位的设计中，智能交互终端对外以以太为通信接口， 对内以PLC方式为通信接口，实现家庭用电的智能交互控制。系统结 构图如下：
Page 21
智能用电服务系统
• 试点应用
11.167us
最小 10.00us 最大 13.7us 425.144us
最大1212.70us 最小295.30us 8ms
33
S5900 OLT特点
• P5900 OLT单块EPON卡支持4个EPON接口， P5916最大支持56个EPON接口，最大支持1： 64分光比，系统最大可支持3584个ONU，传 输距离可达20km。
2020/3/20
31
属性 槽位数量 业务槽位数量 冗余设计 背板容量 整机交换容量 整机包转发率 最大路由表 最大MAC地址表 最大OLT PON口数 最大万兆端口数 最大千兆端口数 最大百兆端口数 最大二层组播数 最大三层组播数 ACL 最大VLAN数
2020/3/20
S8500 OLT技术指标
• 系统容量
– 4094个VLAN – 512K MAC地址表
以太网功能
MAC地址学习和绑定 动态带宽分配(DBA) 服务质量保证(QoS) 带宽控制 帧过滤(ACL) 灵活QinQ 快速生成树协议RSTP 广播风暴抑制 数据加密 二层隔离 IGMP组播
其他
ONU远端环回测试 RSTP冗余保护 组播VLAN 广播风暴抑制 组播包抑制 所有业务板卡支持热插拔
➢ 通讯介质和业务接口繁杂，管理维护难度较大；
➢ 传输带宽低，关键数据的服务质量无法保障，扩展综合业务能力低；
➢ GPRS/CDMA技术需要依托运营商网络平台，电力内部信息安全
无法得到有效保障。
➢ GPRS/CDMA资费开销较大，且不便于控制
• 交换机组网的弊端
➢ 变电站到终端属于点到多点网络拓扑，交换机组网势必造成光纤资
上行方向的吞吐量不小于920Mbit/s（64Byte到1518Byte之间的任意包长） 下行方向的吞吐量不小于950Mbit/s（64Byte到1518Byte之间的任意包长）
上下行业务流量各为1Gbit/s的情况下：（任意以太网包长） PON口上行方向的丢包率小于10％ PON口下行方向的丢包率小于5％
– T级别的背板带宽、交换容量和数据处理能力
• 高密度EPON接入，大容量上联 • 灵活的配置选择
– 支持配置多种机箱、引擎、板卡
• 最丰富的业务提供能力
– MPLS/IPv6/EPON/GPON/WLAN/PoE/ – 防火墙/无线控制器/ACG/IPS/AFC
2020/3/20
LS85-16PON-8GE-SFP LS85-16PON-SFP
PON口丢包率
延时（下行）
延时抖动（下行）
延时（上行）
延时抖动（上行）
二层组播延时 2020/3/20
S8510 OLT
S8506 OLT
S8503 OLT
RISC CPU（RISC 800MHz）
16MB
512MB标配，可扩充到2GB
下行1490nm ，上行1310nm
+2dbm ~ +7dbm
-30dBm
增强的PON 口功能
S8500 OLT
灵活多功能的PON业务板 ▪可以根据需要使用不同规格的 SFP OLT光模块； ▪PON自带8个GE上行接口，通 常情况下无需增加其它业务板；
2020/3/20
灵活多功能 的PON业
务板
符合中国电信互通标准 ▪可接入其它厂商符合互通标 准的ONU
内置高端路 由交换机
S8510 OLT 10 8 电源、主控冗余 4.8T 2.3T
1428 Mpps 512K 512K 128 64 384 384 1K 2K 每PON线卡4K
4K
S8506 OLT 6 4 电源、主控冗余 2.4T 768G
476 Mpps 512K 512K 64 32 192 192 1K 2K 每PON线卡4K
• 科大智能在S8500系列交换机平台上开发了LS85-16PON-SFP业务卡， 该业务卡能够支持16个PON口，S8500 OLT整机最大能够支持128个 PON口，可以轻松实现高密度OLT与核心交换机的融合。
2020/3/20
27
S8500 OLT结构简介
• CrossBar交换结构， 实现业务板卡的接口 间线速无阻塞业务数 据转发。
智能配电网（SDG，Smart Distribution Grid） 是智能电网的重要组成部分
•智能电网=智能输电网+智能配电网
智能电网与传统电网的区别在配电网上表现的 更为明显
2020/3/20
5
智能配电网的重要性
• 发展智能电网，配电网将作为建设的重点
➢ 目前用户停电95%以上是由配电系统原因引起的 ➢ 电网有一半的损耗发生在配电网 ➢ 分布式电源主要影响配电网的运行与控制 ➢ 目前配电网的自动化、智能化程度远低于输电网 ➢ 配电网直接面向用户，是控制、保证用户供电质量的关键环节 ➢ 电网“互动”概念的窗口，是电力行业扩展新利润增长点的途径
6层
智能电表
5层
4层
3层
2层
RS485
集中器 1层
TCP/IP
设备间
P1004
智能电表
RS485 集中器
TCP/IP P2024
Page 17
智能用电——多网融合业务
Page 18
实际应用中的解决方案
Page 19
实际应用中的解决方案
• 方案特点
➢ 光缆链路完全遵循电缆走向，不需作任何改动，方便施工与维护； ➢ 对光缆链路实现全保护，断时自动倒换； ➢ 对OLT设备实现1+1保护，一台OLT发生故障时,与之相连的ONU
源的极大浪费；
➢ 交换机和光纤收发器均需要供电，不易于沿途的部署
➢ 交换组网数量较大，两台设备同时故障几率高，整网可靠性差
2020/3/20
9
智能配电网的EPON技术应用
• EPON更适合组建配电网
➢ 未来光电复合缆大面积铺开，光纤将作为主要的通信介质 ➢ 配电网拓扑结和EPON总线型组网结构类似 ➢ 主干线路通常在1~2Km，为EPON的最佳覆盖距离。 ➢ 无源分光设备易于部署 ➢ EPON自身完善的QoS机制，双PON上联提供优秀的可靠性 ➢ EPON提供适应未来“三网融合”的硬件基础平台
12
智能配电中的技术
ONU的串口业务实现
以太网口
支持多种通信规 约，同时支持以 太网口和串行口
ห้องสมุดไป่ตู้
RS232串口 RS485串口
全业务兼容
2020/3/20
13
智能用电中EPON技术的应用
• 智能用电中OLT下沉至小区配电间 • ONU下沉至电表箱
2020/3/20
14
智能用电中EPON技术的应用
2020/3/20
6
配电网结构示意图
2020/3/20
7
配电网现有的通信组网方式
当前配电网组网方式
• 光纤：工业交换机组建环网、光纤收发器P2P方式
2020/3/20 • 无线230、GPRS、CDMA等
8
配电网现有的通信组网方式
• 无线组网的弊端
➢ 传输链路存在单点故障隐患，业务保护能力差；
2020/3/20
10
智能配电中EPON技术的应用
• 智能配电主要指通信传输网络对于电力线路上的开关和变压器数据采集设备
的监控和遥测
• 对于网络可靠性、稳定性的要求极高
2020/3/20
11
智能配电中的技术
ONU的双PON“1+1”保护功能
2020/3/20
• 科大智能的“手拉手”全保护 倒换型主要采用上图模型：OLT0 和OLT1可以是两台独立的OLT设 备，也可以是模块化OLT设备的两 块PON业务板之间。主、备PON 接口均处于工作状态中，业务信息 同步备份，倒换过程中备用PON维 持ONU的业务属性不变。OLT和 ONU均具备检测链路状态机制， 可以通过自动或强制的方式实现倒 换，并支持在消除造成倒换的故障 后，自动还原。
2020/3/20
15
智能用电中EPON技术的应用
2020/3/20
16
智能用电——电表远程集抄集控
负控后台
小区配电间
P3310
IP
BRAS AAA Server
A座 6层 5层 4层 3层 2层 1层 设备间
B座
6层
智能电表
5层
4层
3层
2层
RS485
集中器 1层
TCP/IP
设备间
P2124
C座
内置高端路由交换机 ▪多合一功能减少互联接口， 减少配置维护工作量及故障率； ▪增强的二三层功能允许ONU 承载多种业务；
29
S8500 OLT 特点
• S8500 OLT＝核心交换机＋大容量OLT
– 单板支持16PON接口 – 核心交换与OLT一体化
• 强大灵活的三层交换功能，方便灵活扩展业务 • 先进无阻塞的Crossbar架构，
2020/3/20
硬件产品
中压电力线多址数字通信机 KD-100D DTU KD-100F 馈线监测终端 KD-100T 配变监测终端 KD-100FK负控管理终端 智能分布式 FA终端 EPON 无源光通讯终端 故障监测指示器终端
3
电力行业中的EPON技术
2020/3/20
4
智能配电网的概述
S8510 OLT
30
S8500 OLT EPON 技术特性
• 遵循的标准
– IEEE 802.3ah – 信息产业部GEPON标准 – IEEE 802.1p 802.1Q 802.1d
802.1w – IEEE 802.3ad
• PON特性
– 上下行对称1Gbps传输速率 – 网络覆盖半径: 30公里 – 最大1:64分光比 – 光链路损耗预算：大于29dB – 安全性: ONU认证机制 – PON主干光线保护 – 主备光钎倒换，切换时间50MS
目前，科大智 能已在上海、 大连多个小区 成功搭建智能 用电服务系统 试点，运行状 态良好
Page 22
智能用电服务系统
• 系统功能描述
整个智能用电系统所具有的功能按照产品特性和用户 需求分为如下几个系列：
主模块：智能用电、智能家居、自助缴费、通信服务、 社区生活、订购消费、医疗服务、模式设定。
辅助模块：时间、日历、邮件、天气预报，广告、 风格设定、系统设置等。
4K
S8503 OLT 3 2 电源冗余 1.2T 384Gbps 238Mpps 512K 512K 32 16 96 96 1K 2K 每PON线卡4K
4K
32
S8500 OLT技术指标
性能 CPU Flash 内存 PON口光模块传输波长 PON口平均发光功率 PON口接收光灵敏度 PON口吞吐量
可自动切换注册到另一台OLT； ➢ 两个OLT既可以通过上联以太网口与原有MSTP/SDH网络相连，
实现相互间通讯；也可以彼此间组成环网
Page 20
智能用电服务系统
整个智能用电服务系统以“智能交互终端”这一设备为设计中心， 该设备是家庭用户和整个智能用电服务系统的一个交流窗口，可对家 庭用电设备进行统一监控与管理，对电能质量、用电信息等数据进行 采集和分析，指导用户进行合理用电，调节电网峰谷负荷，实现电网 与用户之间智能用电。此外，通过智能交互平台，还可为用户提供家 庭安防、社区服务、Internet服务和家庭娱乐、远程教育、培训咨询 等增值服务。
高端OLT架构的发展趋势
• shared memory • CPU switching
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S8500 OLT特点及优势
增强的PON口功能 ▪支持1：64分光比； ▪支持FEC功能,增加光路预算； ▪支持主干光路保护
符合中国电 信互通标准
智能配用电技术交流
2020/3/20
1
公司简介
科大智能科技股份有限公司是应用高校科技成果转化、产业化的高新 技术企业, 是面向电力、油田、铁路等行业专注通讯网络、配网自动化技 术，智能配用电技术，提供配电网自动化全面解决方案的专业化上市公 司之一.
2020/3/20
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公司产品
软件产品
配网自动化系统 配调一体化系统 电能量管理系统 馈线自动化系统 GIS系统 配变管理系统 光缆实时监测系统 智能小区配用电系统
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智能用电服务系统
• 主界面 模式设定界面
主界面
模式设定
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智能用电服务系统
• 智能用电
用电明细
耗能分析
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智能用电服务系统
• 智能用电
智能家居
安防
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高密度核心OLT
• 科大智能S8500 OLT系列EPON 产品是科大只能面向融合业务网络推 出的新一代高端多业务接入OLT设备，同时也是一台分布式高端路由 交换机。
“智能交互终端”是一套独立的监控终端，配备以太、PLC、无 线等通信模块，可帮助用户实现与家庭设备的多种控制交互功能。在 本次以家庭为单位的设计中，智能交互终端对外以以太为通信接口， 对内以PLC方式为通信接口，实现家庭用电的智能交互控制。系统结 构图如下：
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智能用电服务系统
• 试点应用
11.167us
最小 10.00us 最大 13.7us 425.144us
最大1212.70us 最小295.30us 8ms
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S5900 OLT特点
• P5900 OLT单块EPON卡支持4个EPON接口， P5916最大支持56个EPON接口，最大支持1： 64分光比，系统最大可支持3584个ONU，传 输距离可达20km。
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属性 槽位数量 业务槽位数量 冗余设计 背板容量 整机交换容量 整机包转发率 最大路由表 最大MAC地址表 最大OLT PON口数 最大万兆端口数 最大千兆端口数 最大百兆端口数 最大二层组播数 最大三层组播数 ACL 最大VLAN数
2020/3/20
S8500 OLT技术指标
• 系统容量
– 4094个VLAN – 512K MAC地址表
以太网功能
MAC地址学习和绑定 动态带宽分配(DBA) 服务质量保证(QoS) 带宽控制 帧过滤(ACL) 灵活QinQ 快速生成树协议RSTP 广播风暴抑制 数据加密 二层隔离 IGMP组播
其他
ONU远端环回测试 RSTP冗余保护 组播VLAN 广播风暴抑制 组播包抑制 所有业务板卡支持热插拔
➢ 通讯介质和业务接口繁杂，管理维护难度较大；
➢ 传输带宽低，关键数据的服务质量无法保障，扩展综合业务能力低；
➢ GPRS/CDMA技术需要依托运营商网络平台，电力内部信息安全
无法得到有效保障。
➢ GPRS/CDMA资费开销较大，且不便于控制
• 交换机组网的弊端
➢ 变电站到终端属于点到多点网络拓扑，交换机组网势必造成光纤资
上行方向的吞吐量不小于920Mbit/s（64Byte到1518Byte之间的任意包长） 下行方向的吞吐量不小于950Mbit/s（64Byte到1518Byte之间的任意包长）
上下行业务流量各为1Gbit/s的情况下：（任意以太网包长） PON口上行方向的丢包率小于10％ PON口下行方向的丢包率小于5％
– T级别的背板带宽、交换容量和数据处理能力
• 高密度EPON接入，大容量上联 • 灵活的配置选择
– 支持配置多种机箱、引擎、板卡
• 最丰富的业务提供能力
– MPLS/IPv6/EPON/GPON/WLAN/PoE/ – 防火墙/无线控制器/ACG/IPS/AFC
2020/3/20
LS85-16PON-8GE-SFP LS85-16PON-SFP
PON口丢包率
延时（下行）
延时抖动（下行）
延时（上行）
延时抖动（上行）
二层组播延时 2020/3/20
S8510 OLT
S8506 OLT
S8503 OLT
RISC CPU（RISC 800MHz）
16MB
512MB标配，可扩充到2GB
下行1490nm ，上行1310nm
+2dbm ~ +7dbm
-30dBm
增强的PON 口功能
S8500 OLT
灵活多功能的PON业务板 ▪可以根据需要使用不同规格的 SFP OLT光模块； ▪PON自带8个GE上行接口，通 常情况下无需增加其它业务板；
2020/3/20
灵活多功能 的PON业
务板
符合中国电信互通标准 ▪可接入其它厂商符合互通标 准的ONU
内置高端路 由交换机
S8510 OLT 10 8 电源、主控冗余 4.8T 2.3T
1428 Mpps 512K 512K 128 64 384 384 1K 2K 每PON线卡4K
4K
S8506 OLT 6 4 电源、主控冗余 2.4T 768G
476 Mpps 512K 512K 64 32 192 192 1K 2K 每PON线卡4K
• 科大智能在S8500系列交换机平台上开发了LS85-16PON-SFP业务卡， 该业务卡能够支持16个PON口，S8500 OLT整机最大能够支持128个 PON口，可以轻松实现高密度OLT与核心交换机的融合。
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S8500 OLT结构简介
• CrossBar交换结构， 实现业务板卡的接口 间线速无阻塞业务数 据转发。
智能配电网（SDG，Smart Distribution Grid） 是智能电网的重要组成部分
•智能电网=智能输电网+智能配电网
智能电网与传统电网的区别在配电网上表现的 更为明显
2020/3/20
5
智能配电网的重要性
• 发展智能电网，配电网将作为建设的重点
➢ 目前用户停电95%以上是由配电系统原因引起的 ➢ 电网有一半的损耗发生在配电网 ➢ 分布式电源主要影响配电网的运行与控制 ➢ 目前配电网的自动化、智能化程度远低于输电网 ➢ 配电网直接面向用户，是控制、保证用户供电质量的关键环节 ➢ 电网“互动”概念的窗口，是电力行业扩展新利润增长点的途径
6层
智能电表
5层
4层
3层
2层
RS485
集中器 1层
TCP/IP
设备间
P1004
智能电表
RS485 集中器
TCP/IP P2024
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智能用电——多网融合业务
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实际应用中的解决方案
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实际应用中的解决方案
• 方案特点
➢ 光缆链路完全遵循电缆走向，不需作任何改动，方便施工与维护； ➢ 对光缆链路实现全保护，断时自动倒换； ➢ 对OLT设备实现1+1保护，一台OLT发生故障时,与之相连的ONU
源的极大浪费；
➢ 交换机和光纤收发器均需要供电，不易于沿途的部署
➢ 交换组网数量较大，两台设备同时故障几率高，整网可靠性差
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智能配电网的EPON技术应用
• EPON更适合组建配电网
➢ 未来光电复合缆大面积铺开，光纤将作为主要的通信介质 ➢ 配电网拓扑结和EPON总线型组网结构类似 ➢ 主干线路通常在1~2Km，为EPON的最佳覆盖距离。 ➢ 无源分光设备易于部署 ➢ EPON自身完善的QoS机制，双PON上联提供优秀的可靠性 ➢ EPON提供适应未来“三网融合”的硬件基础平台
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智能配电中的技术
ONU的串口业务实现
以太网口
支持多种通信规 约，同时支持以 太网口和串行口
ห้องสมุดไป่ตู้
RS232串口 RS485串口
全业务兼容
2020/3/20
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智能用电中EPON技术的应用
• 智能用电中OLT下沉至小区配电间 • ONU下沉至电表箱
2020/3/20
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智能用电中EPON技术的应用
2020/3/20
6
配电网结构示意图
2020/3/20
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配电网现有的通信组网方式
当前配电网组网方式
• 光纤：工业交换机组建环网、光纤收发器P2P方式
2020/3/20 • 无线230、GPRS、CDMA等
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配电网现有的通信组网方式
• 无线组网的弊端
➢ 传输链路存在单点故障隐患，业务保护能力差；
2020/3/20
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智能配电中EPON技术的应用
• 智能配电主要指通信传输网络对于电力线路上的开关和变压器数据采集设备
的监控和遥测
• 对于网络可靠性、稳定性的要求极高
2020/3/20
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智能配电中的技术
ONU的双PON“1+1”保护功能
2020/3/20
• 科大智能的“手拉手”全保护 倒换型主要采用上图模型：OLT0 和OLT1可以是两台独立的OLT设 备，也可以是模块化OLT设备的两 块PON业务板之间。主、备PON 接口均处于工作状态中，业务信息 同步备份，倒换过程中备用PON维 持ONU的业务属性不变。OLT和 ONU均具备检测链路状态机制， 可以通过自动或强制的方式实现倒 换，并支持在消除造成倒换的故障 后，自动还原。
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智能用电中EPON技术的应用
2020/3/20
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智能用电——电表远程集抄集控
负控后台
小区配电间
P3310
IP
BRAS AAA Server
A座 6层 5层 4层 3层 2层 1层 设备间
B座
6层
智能电表
5层
4层
3层
2层
RS485
集中器 1层
TCP/IP
设备间
P2124
C座
内置高端路由交换机 ▪多合一功能减少互联接口， 减少配置维护工作量及故障率； ▪增强的二三层功能允许ONU 承载多种业务；
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S8500 OLT 特点
• S8500 OLT＝核心交换机＋大容量OLT
– 单板支持16PON接口 – 核心交换与OLT一体化
• 强大灵活的三层交换功能，方便灵活扩展业务 • 先进无阻塞的Crossbar架构，
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硬件产品
中压电力线多址数字通信机 KD-100D DTU KD-100F 馈线监测终端 KD-100T 配变监测终端 KD-100FK负控管理终端 智能分布式 FA终端 EPON 无源光通讯终端 故障监测指示器终端
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电力行业中的EPON技术
2020/3/20
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智能配电网的概述
S8510 OLT
30
S8500 OLT EPON 技术特性
• 遵循的标准
– IEEE 802.3ah – 信息产业部GEPON标准 – IEEE 802.1p 802.1Q 802.1d
802.1w – IEEE 802.3ad
• PON特性
– 上下行对称1Gbps传输速率 – 网络覆盖半径: 30公里 – 最大1:64分光比 – 光链路损耗预算：大于29dB – 安全性: ONU认证机制 – PON主干光线保护 – 主备光钎倒换，切换时间50MS
目前，科大智 能已在上海、 大连多个小区 成功搭建智能 用电服务系统 试点，运行状 态良好
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智能用电服务系统
• 系统功能描述
整个智能用电系统所具有的功能按照产品特性和用户 需求分为如下几个系列：
主模块：智能用电、智能家居、自助缴费、通信服务、 社区生活、订购消费、医疗服务、模式设定。
辅助模块：时间、日历、邮件、天气预报，广告、 风格设定、系统设置等。
4K
S8503 OLT 3 2 电源冗余 1.2T 384Gbps 238Mpps 512K 512K 32 16 96 96 1K 2K 每PON线卡4K
4K
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S8500 OLT技术指标
性能 CPU Flash 内存 PON口光模块传输波长 PON口平均发光功率 PON口接收光灵敏度 PON口吞吐量
可自动切换注册到另一台OLT； ➢ 两个OLT既可以通过上联以太网口与原有MSTP/SDH网络相连，
实现相互间通讯；也可以彼此间组成环网
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智能用电服务系统
整个智能用电服务系统以“智能交互终端”这一设备为设计中心， 该设备是家庭用户和整个智能用电服务系统的一个交流窗口，可对家 庭用电设备进行统一监控与管理，对电能质量、用电信息等数据进行 采集和分析，指导用户进行合理用电，调节电网峰谷负荷，实现电网 与用户之间智能用电。此外，通过智能交互平台，还可为用户提供家 庭安防、社区服务、Internet服务和家庭娱乐、远程教育、培训咨询 等增值服务。