[發明專利]智能變電站面向連接的數據報文接收時間測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201510737928.2
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105281980A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 瞿曉宏;劉鑫;周秀麗;寧辰
• 申請（專利權）人: 積成電子股份有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

技術領域

本發明涉及智能變電站電力自動化通信技術領域，特別涉及一種智能變電站面向連接的數據報文接收時間測試裝置及方法。

背景技術

TCP提供一種面向連接的、可靠的字節流服務，面向連接意味著兩個使用TCP的應用(通常是一個客戶和一個服務器)在彼此交換數據包之前必須先建立一個TCP連接。隨著智能變電站的發展，TCP連接的數據數據報文通信在智能變電站中得到普遍使用，如MMS數據報文、SNTP授時數據報文、104規約數據報文等。

智能變電站對數據報文的收發時刻具有嚴格的要求，對于鏈路層數據報文，如SV和GOOSE數據報文，基本上采用組播方式發送，測試儀可以接入到相關的網段內接收這些數據報文并進行時間標定，然后通過數據報文分析軟件分析數據報文時間及內容即可測試這些數據報文的時間特性。但對于面向連接的數據報文，正常的交換機無法通過其它端口接收之間相互交互的數據報文，因此更無法進行時間標定。雖然目前有些網絡分析軟件可以將軟件安裝到服務器端或客戶端的主機上來接收這些交互的數據報文并測試接收時間，但這些時間的精度均依賴于操作系統，準確性滿足不了測試的需求，同時在被測主機上安裝測試軟件還會對正在運行的被測系統帶來不良的影響。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種智能變電站面向連接的數據報文接收時間測試裝置及方法，該方法通過硬件FPGA芯片進行網絡端口時間標定，不僅精度高、誤差小，同時采用第三方主機進行數據分析，不會對被測系統造成任何影響。

為解決上述問題本發明采取的技術方案為：一種針對智能變電站面向連接的數據報文接收時間的測試裝置，包括雙向網絡端口鏡像裝置以及運行有鏈路層數據報文解析模塊及應用層數據報文解析模塊的測試主機；其中所述的雙向網絡端口鏡像裝置包括分別連接至服務端主機、客戶端主機的第一數據通信口和第二數據通信口以及連接至測試主機的數據鏡像口，所述的第一數據通信口和第二數據通信口通過一雙端口PHY芯片連接至FPGA芯片，FPGA芯片通過一單端口PHY芯片連接至數據鏡像口。

雙向網絡端口鏡像裝置作為下位機裝置，能夠保持交互雙方通信連接、旁路鏡像交互報文、對過濾的報文標定時間進行鏈路層數據包封裝，鏈路層報文解析模塊和應用層報文解析模塊作為上位機解析軟件運行在測試主機上，其中鏈路層報文解析模塊負責接收下位機上送的鏈路層數據封包，將報文接收時間和原始報文分離，并將原始報文交由應用層報文分析模塊處理，應用層報文解析模塊與通常報文分析軟件功能大致一樣，解析數據報文得到報文中需要的測試數據。

利用上述針對智能變電站面向連接的數據報文接收時間的測試裝置進行測試的方法，包括如下步驟：

步驟一、測試主機通過數據鏡像口、單端口PHY芯片向FPGA芯片下發過濾數據報文參數：網絡標示號，協議標示號，服務端IP、服務端端口號，客戶端IP及客戶端端口號；

步驟二、當兩個數據通信口中的一個數據通信口接收到數據報文時直接經雙端口PHY芯片傳送至另一數據通信口并由另一個數據通信口發出，同時雙端口PHY芯片復制一份數據報文交由FPGA芯片處理；步驟三、FPGA芯片解析數據報文并判斷其是否滿足步驟一中的過濾數據報文參數條件，對于滿足參數條件的數據報文標定接收時刻并進行鏈路層數據報文封裝，再由單口PHY芯片通過數據鏡像口發送至測試主機的鏈路層報文解析模塊進行處理；

對于不滿足過濾數據報文參數條件的數據報文則直接丟棄,不再進行其它的處理。

步驟四、鏈路層數據報文解析模塊對封裝后的數據報文進行解析：

a)運行在測試主機上的鏈路層數據報文解析模塊實時接收雙口網絡鏡像裝置過濾并進行鏈路層封裝的數據報文；

b)根據鏈路層數據報文封裝格式解析數據報文，提取數據報文接收時間并剝離鏡像的以太網原始數據報文，將接收時間和原始數據報文一起傳送至應用層數據報文解析模塊；

步驟五、應用層數據報文解析模塊對鏈路層數據報文解析模塊傳來的數據報文進行解析：

a)接收鏈路層數據報文解析模塊傳遞過來的數據報文，解析數據報文標定的時間和原始數據報文；

b)解析原始數據報文，將測試內容連同時間顯示到測試界面上。

本發明通過硬件FPGA芯片進行網絡端口時間標定，不僅精度高、誤差小，同時采用第三方主機進行數據分析，不會對被測系統造成任何影響，即保持原有客戶端-服務器的面向連接的數據交互且不產生任何干擾信息。

附圖說明

圖1為雙向網絡端口鏡像裝置的結構示意圖；