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深圳键桥通讯技术股份有限公司 配网自动化通信应用与技术 PON 无线专网 工业交换机综合解决方案 内容安排 公司简介坚强智能电网及智能通信网描述配电通信综述键桥配电通信整体解决方案 基于光纤和无线的综合解决方案基于PON应用PON介绍及电力应用绍兴无源光网络方案介绍键桥PON产品简介基于无线专网方案基于工业以太网交换机方案 1999年 公司成立于深圳市高新技术工业园专业从事能源交通领域通信及信息技术解决方案的服务商国内电力系统最早的配网自动化通信传输终端设备制造者 拥有光纤自愈光调制解调器专利提供专业网的从终端到传输到交换的全面解决方案 提供各层次全系列光传输 无线 网络交换 IP语音 业务集成应用等软硬件设备率先在电力系统中引入和推广最新的弹性分组环技术 是国内RPR技术的倡导者国内首家有能力在轨道交通调度通讯系统解决方案中提供完整系统设备和服务的公司主要管理者均为通信系统集成领域长期从业者2009年12月9日登陆深圳中小企业板 证券代码002316 公司概况 人员和业绩也是逐年上升 从20多位 1000多万 发展到人员300位 近2亿收入 产品从1个系列到10多个系列 公司发展历程 2009年12月9日 成功登陆深圳证券交易所IPO 18 8 股当天收盘价 36元 营销网络与服务支持体系 全国营销网络 提供专业解决方案 核心技术 工业统一通信 能源行业和交通行业专网的通信和信息平台提供商和服务商 基于工业IP的统一通信解决方案 强有力的国际高技术企业合作伙伴 国内主要大型客户 电力企业 国家电网公司 覆盖全国各省 地市电业局 超高压公司 南方电网公司煤炭企业 兖州煤业 平顶山石油石化 普光气田 鲁皖管线交通 北京地铁 苏州地铁 广州地铁 客户名单 公司资质与认证 1 公司资质与认证 2 价值领先客户需求驱动的专业解决方案能源 交通领域的专业服务商持续地发明与创新 为客户带来新应用革命与成本降低服务与支持 全面管理 持续创新 诚信服务 质量为本 勇于竞争了解客户 了解竞争 键桥公司的企业优势 坚强智能电网及智能通信网描述 以特高压电网为骨干网架 各级电网协调发展的坚强电网为基础 利用先进的通信 信息和控制技术 构建以信息化 自动化 互动化为特征的自主创新 国际领先的统一坚强智能电网 统一 是前提 坚强 是基础 智能 是关键 统一性 坚强网架 智能化的高度融合 决定了国家电网未来的发展方向 坚强智能电网定义 1 坚强智能电网定义 2 坚强 和 智能 是坚强智能电网的基本内涵 只有形成坚强网架结构 构建 坚强 的基础 实现信息化 自动化 互动化的 智能 技术特征 才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用 信息化是指信息的高度集成 共享与利用 各类信息的精确 高效的采集和传输 自动化是指电网控制策略的自动优选 运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复 互动化是指电源 电网和用户资源的友好互动和协调运行 坚强智能通信网 坚强的智能通信网满足智能电网发展各阶段对通信网络的需求 全面建设高速 宽带 自愈的 坚强 Strong 电力通信网络 实现无缝信息交互 为智能电网提供高速 实时 可靠和安全的通信技术支撑和服务 支持任何时间 Anytime 任何地点 Anyplace 任何设备 AnyDevice 任何业务 AnyService 的无所不在 Ubiquitous 的 灵活 Smart 通信接入方式 为电力智能系统或智能设备提供 即插即用 的电力通信保障 通信技术选择 坚强的智能通信网是智能电网的重要支撑系统 通信技术选择 存在大量的技术可用 公用和专用数据网都可以使用 有线 无线 光纤技术各有特点 现有基础可能仍有可以保留的价值 规划设计时考虑如何优化 对电力的挑战 坚强的智能化电网发展新趋势 对电力通信网络而言 无论技术上还是管理上 都将是一个巨大的挑战 先进的通信 信息 控制等应用技术是坚强的智能化电网的技术支撑体系 四大体系之一 是实现 智能 的基础 贯穿六大应用环节 当前不足及目标 目前 电力通信网主要不足 一是骨干网架仍不够坚强 难以完全满足调度数据网络第二平面建设的新要求 二是各级通信网络的资源整合和充分利用有待进一步加强 三是总体上呈 骨干网强 接入网弱 高 电压 端强 低端弱 的态势 配电 用电环节的通信水平相对输电网而言差距较大 建设 先进 实用 大容量 高可靠 结构合理 覆盖面全 包容性强 接入方式灵活 建设运行经济高效 对自然灾害及人为破坏有较强抵御能力 的坚强的智能通信网 智能配电网通信 研究无源光网络技术 宽带无线通信技术 电力线通信技术 构建配电网或用电网一体化通信平台 支持配电网自动化 用电营销自动化 智能表计 需求侧管理等 建设配用电一体化通信平台不但能支持配网自动化业务的传输 还要支持用电信息采集系统业务 双向营销互动业务以及其他相关业务的综合传输 即 统一的配用电通信网 通信平台用于实现各种通信方式的集中接入和管理 采用统一的接口与主站系统对接 实现 统一通信接口 统一通信规范 统一通信网管 的设计目标 配电通信综述 配网自动化系统 配电网自动化是一项系统工程 其主要功能是SCADA 数据采集 监视 控制 故障定位 隔离和自动恢复送电 无功补偿和电压调节 设备管理 远方抄表和电能计量 需方侧用电管理 负荷控制和管理等 遥测 遥信 遥控 遥调 遥视 通信网络是保证电力实现SCADA和自动抄表的基础平台 好比路与车的关系 配电自动化通信是实现主站与子站 子站之间 子站与终端三者的通信 终端 主站 子站 配电网调度监控中心 变电站或开闭所内 沿配电线分布 子站 终端 终端 终端 终端 终端 配电网通信结构图 配电通信系统 可靠性 配电通信终端常暴露在室外 受阳光 雨雪等自然条件的侵袭 同时还受外界的干扰 要求通信系统在任何时候均能可靠地工作 配网通信终端数量众多 信息采集点面广量大 应保证通信系统的投资不能太大 在配电网停电区域和故障时 能捕捉故障信息 保证故障通告信息优先 快速地传输 进线监视 10kV开闭所 变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高 其次是公用配变的巡检和负荷监控系统 远方抄表和计费自动化对速率要求最低 采集数据的上传和控制指令的下发通信能力 经济性 通信畅通能力 通信速率要求 双向通信能力 配电通信的要求 国家电网 南方电网对通信方式的要求 国家电网对配电通信方式的指导原则 根据国家电网公司企业标准Q GDW382 2009 配电自动化技术导则 8 2的要求1 光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络 工业以太网等光纤以太网技术 2 配电线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术 3 无线专网通信方式宜选择符合国际标准 多厂家支持的宽带技术 4 无线公网通信方式宜选择GPRS CDMA 3G通信技术 南方电网对配电通信方式要求与国家电网相似 键桥配电通信整体解决方案 键桥配电通信系统解决方案 特点 基于光纤 无线的统一解决方案综合工业以太网交换机 无源光网络PON 无线等多种技术支持环网及辐射状光纤结构 光纤末端区域用无线产品精密设计 符合电力要求的防雷 防湿 防尘 安装快捷简便实现跨技术平台的统一网管 统一界面 统一管理网络系统可以分为两大部分配电自动化骨干网络系统 包含电力调度中心 辖区内变电站等 配电自动化接入网络 以各个变电站为中心 组成多个环型 辐射网络 就近接入开闭所 环网柜至配变子站未来可扩容为小区用户提供宽带接入 配电通信系统整体解决方案 千兆 千兆 配电自动化后台系统VoIP软交换系统 RPR MSTP1G 2 5G 10G双纤自愈环 变电站 变电站 配电自动化骨干网络 配电自动化接入网络 工业以太网交换机 百兆或千兆工业以太网环双纤自愈环 ONU ONU ONU OLT GEPON单光纤距离20公里 ONU 应急通信车 无线光纤末端 无光纤区域无线覆盖10公里 广泛覆盖有线 无线区域 适应野外工作QoS保障IEC61850数据包实时传输业务安全隔离安装扩展便捷可网络管理 关键点 PON技术简介 1 PON由3个部分组成 局端设备OLT 光线路终端 终端设备ONU 光网络单元 及由分光器及光纤组成的光分配网络 ODN 可以认为OLT ONU组成了1个分布式的以太网交换机 一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享 分光器不需要电源 是玻璃体 可以根据需要把输入光分成不同比例的多个光 如1 8 1 16 1 32 1 64等 这种无源点对多点的分发结构构成了PON的主要优点 OLT RS232 RS485 ONU 1490nm波长下行 1310nm波长上行 可达20公里 上下行对称1 25G速率 中低压变电所机房10KV开关站 ONU DTU FTU RTU防盗 监控 10 100M以太网 EPON光口 分光器 PON技术简介 2 EPON通过点到多点 单纤双向的PON网络来传送Ethernet报文 EPON链路层采用以太网技术 因此 报文封装上无额外开销 EPON的主要目的是充分利用PON的优点 实现一个分布式以太网交换机的功能 EPON使用G 652标准的单模光纤 下行波长为1490nm 上行波长为1310nm 链路层速率是上下行对称各1 25Gbit s EPON网络中光纤的长度为0 5 20KM PON 无源光网络 采用点到多点 P2MP 结构的单纤双向光接入网络 传统光纤通信系统 SDH 工业以太网交换机 无源光网络技术 主要区别在哪 传统 点到点网络光纤直连或星型连接 PON 点到多点传统 分光需有电源 PON 分光器 无需电源 传统 通常需要两根光纤远距离传输 PON 单纤传输 PON技术与传统光技术区别 EPON单纤双向技术 ODN分光技术 有平均分光 非均分分光 分光器外观 分光器外观 EPON关键技术 分光 方案一符合带状光纤敷设的树性结构 方案二符合链状光纤敷设的总线性结构 在电力配网通信拓扑中PON的主要组网方式 方案一适合业务需求密集的城镇地区 例如电房接入 方案二适合呈带状或链状分布的配网线路 无源光网络适合应用于配网 1 PON的无源光网络可以很好工作于野外环境 对雷电 电磁波等干扰具有天然免疫能力 中心OLT设备放置于中低压变电所机房 35KV 10KV 沿变电站敷设光缆 采用总线型接入方式 通过分光器就近接入各变电站 当增加节点时 可以就近从无源分光器引出分支光路接入 无需额外增加设备PON在电力系统中可以用在变电站综合自动化 电力信息采集 自动抄表系统中 无源光网络适合应用于配网 2 PON适合电力系统接入点分散 环境复杂 接入点扩容变化大的特点 无源分光器可以实现支路的随时扩展OLT ONU和ODN组成了1个分布式的广域以太网交换机 一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享带宽EPON具有比SDH更低的成本优势 支持带QoS的数据 话音 CATV可以灵活地组建总线型 星型等多种拓扑 覆盖广域范围 绍兴快阁苑无源光网络拓扑 1 绍兴快阁苑无源光网络拓扑 2 绍兴快阁苑无源光网络方案 1 配网通信骨干网采用以太网无源光网络 EPON 技术为主 覆盖110kV变电所至10kV开关站 从通信系统的信息安全性方面考虑 为了达到网络完全隔离的需要 组成2个相互独立的EPON网络 配网生产控制大区的数据 拓扑结构为双总线 手拉手 全保护倒换型 管理信息大区数据 拓扑结构为OLT组成千兆以太环网 环网 光纤全保护倒换方式 业务QoS可靠更有保障 OLT和ONU组成星型结构 绍兴快阁苑无源光网络方案 2 配网生产控制大区的数据 拓扑结构为双总线 手拉手 全保护倒换型 通过EPON网络连接110kv变电站 所和所辖开关站 数目有限 使用1 2分光器 实现较远距离接入 管理信息大区数据 拓扑结构为OLT组成千兆以太环网 环网 光纤全保护倒换方式 业务QoS可靠更有保障 配电房数目较大 较为集中 距离较短 使用1 8 1 16 1 32分光器接入汇聚到开关站 OLT和ONU组成星型结构 覆盖所有的配电房 键桥公司EPON产品 业务类型和设备类型业务类型 电力EPON综合接入系统可能承载的业务类型包括以太网 IP业务和RS232 485串口业务 电力EPON综合接入系统应具有承载以太网 IP业务和RS232 485串口业务的能力 支持IEC60870 5 101 IEC60870 5 104 CDT DNP ModBus等多种电力通信规约 透传 可选支持数据业务 语音业务 视频监控业务 TDM业务等 OLT设备类型OLT设备包含二个或者多个PON接口 应支持以太网 IP业务 提供以太网上联接口 OLT可选支持环路保护协议 OLT设备分为机架式 盒式两种 盒式应支持以太网 IP业务 ONU设备类型ONU设备可能有多种类型 根据电力系统配电网业务的应用场景 规定以下ONU类型 抄表应用ONU 有承载以太网 IP业务的能力 具有1或4个FE以太网接口 主要应用于AMRS 自动抄表系统 中 具有一个或两个PON接口 二次设备 变压器 FTU 监控应用ONU 有承载以太网 IP业务和RS232 485串口业务的能力 支持IEC60870 5 101 IEC60870 5 104 CDT DNP ModBus等多种电力通信规约 具有1或4个FE以太网接口 1或4个RS232 485接口 具有两个PON接口 国电对于EPON设备要求 EPON综合接入系统KB 3100 KB 3100E6UOLT插槽式集中交换型OLT设备 6U高19英寸标准机箱 15个槽位 背板带宽 48Gbps主控盘 7 8槽位 1 1热备份电源盘 14 15槽位 1 1热备份接口盘 共11个槽位 1 6 9 13 可混插PON接口盘和GE上联接口盘可选配 48V直流电源盘 或220V交流电源盘 双电源1 1热备份 KB 3100E1UOLT1U高19英寸盒式结构 背板带宽 24Gbps上行网络接口 4个GE接口 电口 RJ45 或SFP连接器 Combo 下行PON接口 4个20公里固花光接口 SC接头可选交流 直流供电型号 KB 3128E R2 R4ONUKB 3128E R2 R4是带2路EPON端口 4路10 100M以太网电口 4路RS 232 485口的ONU设备 其中2路EPON端口可实现1 1保护 KB 3128E R2有4路RS 232口 KB 3128E R4有4路RS 485口 可选外接电源 DC12 DC24 DC48 AC220 KB 3128E R2双PON口4以太网口 4路RS 232口 KB 3128E R4双PON口4以太网口 4路RS 485口 KB 3100E6UOLT板卡 电源盘支持1 1热备 主控盘支持1 1热备 4GE上联盘4电口 RJ45 可选SFP光口 4PON接口盘需选SFP光口 2PON接口盘需选SFP光口 2GE上联盘2电口 RJ45 可选SFP光口 KB 3100E1UOLT 背面图上图中由左至右分别是对地接线柱 第一路电源插座 第一路电源开关 第二路电源插座和第二路电源开关 正面图 串口 FE网管口 4电口 RJ45 4光口可选SFP 注意 4光口4电口是Combo口 也就是选择其一 4PON口 EPON综合网管系统 系统结构图 EPON综合网管系统简介 1 信息采集与实时监管平台 通过利用SNMP等网络管理协议建立统一的信息系统 如无源OLT ONU ODN 光MODEM 光缆 采集与实时监管平台 通过这个平台对所有光通信设备进行有效的监控 实现拓扑管理 配置管理 故障管理 性能管理 日志管理等 告警管理平台 按照预先定义的规则模型 在线分析光通信系统的运行状态 对系统出现的异常或故障及时发出告警 通过多种形式通知相应的值班或管理人员 同时提供故障预案管理 缩短异常或故障处理的时间 变被动为主动 防患于未然 实时产生的告警信息可以经确认后自动进入故障处理流程 EPON综合网管系统简介 2 一体化的图形平台 实现可视化的表达形式 可以通过这个平台方便地生成 修改 展示光通信网络拓扑图 光配结构图等 同时建立网络配线静态拓扑管理 提供配线路径分析功能 工作流管理平台 建立统一的即时消息 工作流平台 通过这个平台实现故障处理等运行维护过程流程化 同时借助短信 邮件等完成流程工作 数据分析展现平台 建立统一的图表展示平台 通过这个平台完成性能数据的展示 各类分析统计报表的自动生成 综合业务运行数据分析和管理考核数据分析 键桥EPON产品应用场合 电力应用 电力配网自动化通信OLT放置在110KV 35KV变电站或10KV开关站 接入RTU FTU 放置ONU 并提供配电房 放置ONU 接入 光纤到表通信用电信息采集110kV变电站至小区配变敷设光缆 从配变至电能表箱敷设低压光纤复合电缆 在表箱安装EPON终端设备ONU 光网络单元 ONU通过RS485接口与电能表连接 实现用电信息采集电力小区上网接入电力小区放置OLT 光纤到户接入家庭用户上网石油 石化应用 石油石化石油石化生产园区 含厂区 周界 道路 火焰火炬 油码头 接入网 符合电力需要的ONU设备参数 散热 结构 端口 电源 全金属外壳 散热性强自然散热 减少噪音 端口丰富 适应不同应用案例 采用专业通信电源90 264VAC 12v 48VDC 采用金属外壳 体积小巧 便于安装维护抗电磁干扰性强 环境温度 适应性广 40 75 防护 用户端口 电源防护4KV 键桥公司ONU产品特点小结 键桥无线专网解决方案 电力系统建设无线专网的必要性 光纤覆盖率在配用电系统内的现状 不超过1 公网GPRS CDMA的安全性 互动性 宽带性解决不了 电力线载波的带宽问题 抗自然灾害及应急指挥问题 具有移动工作性质 如检修工区等 的现场管理 指挥信息的需要 只有有线 无线等多种技术的综合解决方案才有可能达到未来智能化电网对通信的要求 任何时间 任何地点 任何设备 任何业务的无所不在的坚强 灵活的接入方式 为电力智能系统或智能设备提供 即插即用 的电力通信保障 无线专网的社会及经济效益 解决现实用电系统电量采集问题 双向 宽带 可控制 可视频监控 解决配电系统在光纤不到位时的快速宽带接入问题 解决应急通信问题 解决电力系统内的无线调度问题 逐步解决宽带无线覆盖 最终实现任何时间 任何地点 任何设备 任何业务在任何状态下的接入问题 键桥无线专网解决方案 无线的主要应用集中在电力系统无线城域网 变电站接入备用通信方式 应急通信 配网自动化等提供宽带和高速的无线接入方式配电终端数量大 分散 距离远 一个中等城市的变压器有上千个 配电终端有上万个 采集点直接无线接入 把智能电表采集到的用电量 故障定位等信息传输至最近的光纤覆盖点 再通过高速光纤骨干网络把数据传输至调度中心 键桥无线专网解决方案 续 基于OFDMA技术的宽带无线接入系统 提供一套完整的无线宽带接入业务的解决方案 包括基站 终端设备 以及网络管理 设备维护系统 支持移动 漫游 丰富多样的全系列解决方案与产品 支持将无线电子警察系统扩展为多种用途支持移动Mesh组网 手持 车载CPE可组建应急通信网络可组建城市无线宽带网络系统 实现全城 全网的统一管理支持移动数字对讲 OFDMA GSM双模移动电话 移动视频监控 警车上的移动监控和无线应急支持户外型CPE和户外型基站支持1 8G和公用频段 3 3G 5 8G 专用频段 1 8G 可以避免干扰 适合组建专用的无线网络 OFDMA技术简介 OFDMA全称为正交频分多址 英文全称 OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess 该技术对信道进行子载波化 在信道条件较好的子信道进行数据传输 4GOFDMA OFDMA原理 FDD FrequencyDivisionDuplexing 频分复用 下行采用一个单一频率 上行采用另一个频率 TDD timeDivisionDuplexing 时分复用 上下行采用同一频率 OFDMA技术同时采用这两种方法的结合 OFDMA原理 2 OFDMA技术在频率域内采用子信道化分配 在时间域内采用符号分配 与基站接近的用户 通过像64QAM 正交幅度调制 这样的高调制方案 分配了更多数量的信道 从而能提供最大的数据流量 随着用户向更远处移动 大量的子信道被动态地重新向下分配 但是被分派到每个信道的功率却增加了 可用的带宽分为上行和下行上行 上行数据流 即从CPE到基站的流动数据下行 下行数据流 即从基站到CPE的流动数据上下行的分配比例可通过airlinkdownlinkbias命令进行设备管理不同的bias 偏好值 决定分配给下行数据的时隙数量时隙 带宽分配的最小单元 带宽分配 组网 点面结合的方式进行无线覆盖 覆盖型 蜂窝 主要承载配网DDU FTU配电终端 应急抢修车辆 配电房 抄表 采集等分散型 大用户数量的接入 对于变电站等热点接入 则可以采用点对点模式 利用采集器将配电自动化终端数据采集后通过WiMAX电力无线专网的专用通道送到远端监控主站 监控主站的下发指令也通过WiMAX网络传递到采集器中 以控制配电自动化终端的操作 实现安全可靠的双向通信 蜂窝规划 4 扇区蜂窝每扇区1个信道蜂窝重新使用率1 1其它选项1扇区蜂窝 全向或定向3扇区4扇区6扇区一般蜂窝半径1 8公里最大覆盖半径30公里 典型乡村开阔地带 键桥无线系统优势 WOASiSTelecommunicationsLtd 网络系统组成 无线接入部分 实现用户的远程无线接入 向用户提供基于IP方式的各种多媒体接入 由基站设备和各种类型的终端设备组成 核心网管理部分 实现对用户和系统设备的管理 包括用户数据管理 设备的认证和鉴权管理 IP地址的分配 以及系统设备的维护和配置管理 由DHCPServer AAAServer 网管 接入路由器组成 通过此解决方案 向用户提供基于IP的各种多媒体宽带业务 包括 互联网上网 视频监控 流媒体点播 VOIP以及集群调度业务等 典型应用结构 电力通信塔 服务器 其它工作站 负控工作站 配变监控工作站 配电自动化终端 LAN 终端 信道 中心 基站 配电网通信网络 WOASiSTelecommunicationsLtd CPE设备的IP地址分配 CPE作为DHCPClient通过空口获取IP地址 BS做为DHCPRelay向DHCPServer传递CPE的DHCP请求 获取CPE的IP地址 另外对于那些固定的CPE 为便于应用 也可以采用静态IP地址模式 在AAAServer中或BS内管理 设备接入认证时获取 终端设备的IP地址分配 WOASiSTelecommunicationsLtd 终端设备的IP地址分配 每个基站对应一个子网 在DHCPServer中针对此基站提供一个IP地址池 移动客户从哪个基站初始接入 DHCPServer就从对应的IPPool中分配一个IP地址给移动客户 不需要为移动客户绑定IP地址 漫游 由于在网络中配置了统一的AAAServer 因此移动客户不管漫游到哪个基站 只要是合法用户通过了认证 就可以在网络中获取相应的IP地址 支持在整个网络中的漫游 无线电力应用方案 适合1 野外或城市环境复杂2 光纤成本高 无光纤区域3 应急 移动通信车4 快速架设 移动Mesh组网 车载CPE 直升机载CPE 车载CPE AD hoc临时Mesh组网 特点 当发生灾难 常规通信网络瘫痪时 用手持 车载CPE组建Mesh网络 实现局部区域内的临时移动通信自动组建网络超快速部署多媒体通信支持组播 广播方式 宽带无线城市应用 Internet互联网接入 OFDMA GSM双模设备 个人PDA VoIP GSM电话 键桥无线监控系统设备 特点 无线与监视器一体设备 室内摄像头 户外摄像头 无线IP网络 推荐使用的无线产品 户外型CPE 符合OFDMA标准 支持1 8GHz 3 3GHz 其他频段可选 支持符合标准的QoS和安全加密 内置天线 15 5dBigain Txpower 23dBm 30dBm Rxsensitivity 95dBm LAN接口10 100M以太网 RJ45 或USB 支持PoE 可选WiFi和POTS 网络协议支持路由 NAT DHCPclientandserver 802 1Q p ToS DSCPandL2 L3address trafficclassification 支持NMS网管和远程软件升级 外型尺寸 WxLxH 19cmx19cmx7cm 3公斤 不包含安装套件 工作温度 40 C 55 C 防水标准 IP66 NEMA4X 其他标准EMC EMI EN301489 1 EN301489 4 FCCPart Safety IEC60950 1 EN60950 1 UL60950 1 户内型CPE