[發明專利]電力專用交換機及其SV報文動態延時測算和補償方法

有效

• 申請號: 201510868133.5
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN106817322B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 葛光勝;陳志宏;郭華江;張保善;韓國頂;朱延章;汪強;馬恒;常彥平;翟文博
• 申請（專利權）人: 許昌許繼昌南通信設備有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L7/00
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 尹周;張繼鋒

本發明公開了一種電力專用交換機及其SV報文動態延時測算和補償方法，具體涉及一種無需在SV報文中額外增加字段用于記錄進入時間戳，無帶寬損失的電力專用交換機及其SV報文動態延時測算和補償方法。要解決的技術問題是傳統交換機傳輸SV報文的時間不可靠和不確定性。本發明包括數據處理專用處理器A，專用以太網交換芯片B和管理專用處理器C，管理專用處理器C用于對數據處理專用處理器A、專用以太網交換芯片B進行配置管理，數據專用處理器A中設置有作為FPGA的計時時鐘的高精度的時鐘芯片。采用這樣的技術方案后的本發明，能夠在不犧牲傳輸帶寬性能的前提下，把SV報文在交換機中的傳輸延時填充到SV報文的指定位置。

技術領域

本發明涉及一種交換機，具體涉及一種電力專用交換機，實現了對SV報文計算精確的傳輸延時的電力專用交換機及其SV報文動態延時測算和補償方法。

背景技術

本發明術語：

二層以太網交換機：二層以太網交換機屬數據鏈路層設備，可以識別數據包中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。

具體的工作流程如下：

①當交換機從某個端口收到一個數據包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的；

②再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應的端口；

③如表中有與這目的MAC地址對應的端口，把數據包直接復制到這端口上；

④ 如表中找不到相應的端口則把數據包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時，交換機又可以記錄這一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數據時就不再需要對所有端口進行廣播了。不斷的循環這個過程，對于全網的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。

電力專用交換機：是指專門為適應電力系統智能變電站中以太網數據的傳輸而設計的二層以太網交換機，針對智能變電站中傳輸的數據做特殊的處理，以滿足特定數據傳輸的需求。

SV報文：智能變電站過程層網絡模擬量（電流電壓采樣值）傳送所采用的一種報文格式。

SV報文在智能變電站中，一直都是采用點對點直連的方式進行通信，這樣需要大量的光纖，并且對收發設備的端口數量要求比較多，需要支持多個端口同時收發。且隨著新一代智能變電站在電力系統的應用，變電站綜合自動化對二層以太網交換機提出了新要求：對SV報文傳輸的實時性，可還原性要求比較嚴格。經過過程層交換機的傳輸通道，要能保留并恢復發送端的原始信息，供后端處理設備實時還原。

針對上述問題，目前SV報文動態延時測算和補償的方法主要有兩種：

一、國內的采用NP方案實現的在SV報文的Reserved字段填充報文傳輸延時方案，這種工作方式采用NP芯片對報文進行解析，計算SV報文傳輸延時。

這種工作方式計算得到的SV報文在交換機中的傳輸延時值比較大，從而因本地時鐘精度問題導入的誤差變大，并且去除報文穿透的時間外，報文在交換機中的傳輸延時遠遠超過了要求的10us。

采用NP方案的交換機，使用的是軟件加微內核的模式進行數據處理，導致SV報文在交換機中的傳輸延時抖動范圍比較大，并且報文在交換機中的傳輸延時遠遠超過了要求的 10 us。另外一個就是目前NP方案的交換機，SV報文的傳輸延時只能填充在固定偏移位置的SV報文的Reserved字段，而不能使用APDU中的的第一個ASDU通道1的q字段來填充傳輸延時。由于Reserved字已經被IEC/TS 62351-6標準用于安全性使用，且國內已經著手制定保護數據安全性標準，因此未來與IEC62351標準的使用會產生沖突。