一種變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能變電站站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體講涉及一種變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，變電站中的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備基于處理電信號(hào)的以太網(wǎng)核心交換芯片、采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”網(wǎng)絡(luò)交換模式，具體來(lái)說(shuō):網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備需要先將光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后送入以太網(wǎng)核心交換芯片，交換芯片先將輸入端口到來(lái)的數(shù)據(jù)包緩存起來(lái)并進(jìn)行檢查，確定包正確后，取出目的地址，通過(guò)查找表找到想要發(fā)送的輸出端口地址，然后將該包發(fā)送出去。多個(gè)環(huán)節(jié)的光-電轉(zhuǎn)換會(huì)造成較大的轉(zhuǎn)換時(shí)延，影響業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性。同時(shí)變電站電磁環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)的處理電信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備易受復(fù)雜電磁環(huán)境干擾，造成數(shù)據(jù)包丟失甚至設(shè)備故障等嚴(yán)重后果，需要花費(fèi)很大的代價(jià)用于電磁防護(hù)。
[0003]因此，為了保證保護(hù)裝置能夠正確、快速反映電力系統(tǒng)故障和異常工作狀態(tài)，并可靠地切除故障元件，保證智能變電站的可靠運(yùn)行，目前一般情況設(shè)備都具有獨(dú)立的SMV接口和GOOSE接口，同時(shí)過(guò)程層采用SMV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)物理隔離形成多個(gè)物理網(wǎng)，或通過(guò)報(bào)文優(yōu)先級(jí)和劃分VLAN的方法來(lái)保證SMV和GOOSE業(yè)務(wù)不受干擾。
[0004]但是，上述結(jié)構(gòu)需要分別提供SMV報(bào)文和GOOSE報(bào)文的接口，進(jìn)行其各自的轉(zhuǎn)換，提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
[0005]因此，需要提供一種變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為:
[0008]一種變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于:所述系統(tǒng)包括通過(guò)邊緣預(yù)處理設(shè)備連接間隔層和過(guò)程層的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)；所述過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)包括基于全光交換技術(shù)的全光交換機(jī)。
[0009]進(jìn)一步的，所述邊緣預(yù)處理設(shè)備用于處理光分組包并調(diào)度波長(zhǎng)。
[0010]進(jìn)一步的，所述邊緣預(yù)處理設(shè)備包括依次連接的第一光電/電光轉(zhuǎn)換模塊、報(bào)文預(yù)處理模塊、第二光電/電光轉(zhuǎn)換模塊和光復(fù)用/光解復(fù)用器；
[0011]所述第一光電/電光轉(zhuǎn)換模塊連接過(guò)程層或間隔層的設(shè)備，所述光復(fù)用/光解復(fù)用器連接過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一光電/電光轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換模塊一和電光轉(zhuǎn)換模塊
[0013]所述第二光電/電光轉(zhuǎn)換模塊包括光電轉(zhuǎn)換模塊二和電光轉(zhuǎn)換模塊二 ；
[0014]所述光復(fù)用/光解復(fù)用器包括光復(fù)用和光解復(fù)用器。
[0015]進(jìn)一步的，所述邊緣預(yù)處理設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換模塊一接收所述間隔層或過(guò)程層的業(yè)務(wù)報(bào)文；
[0016]所述報(bào)文預(yù)處理模塊根據(jù)所述業(yè)務(wù)報(bào)文提取報(bào)文頭，根據(jù)所述報(bào)文頭進(jìn)行業(yè)務(wù)識(shí)另O，確定所述業(yè)務(wù)報(bào)文的目的地址、報(bào)文類型、波長(zhǎng)和包長(zhǎng)，根據(jù)所述目的地址、報(bào)文類型和包長(zhǎng)生成光分組頭；
[0017]所述報(bào)文預(yù)處理模塊根據(jù)所述波長(zhǎng)確定輸出端口，將所述光分組頭發(fā)送到相應(yīng)的電光轉(zhuǎn)換模塊二；
[0018]所述電光轉(zhuǎn)換模塊二根據(jù)所述光分組頭和所述業(yè)務(wù)報(bào)文形成光分組包，按不同波長(zhǎng)將其發(fā)送的所述光分組包發(fā)送至所述光復(fù)用器；
[0019]所述光復(fù)用器將所述光分組包發(fā)送至所述過(guò)程層的全光交換機(jī)。
[0020]進(jìn)一步的，當(dāng)所述邊緣預(yù)處理設(shè)備接收所述過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)報(bào)文，所述邊緣預(yù)處理設(shè)備依次通過(guò)所述光解復(fù)用器、光電轉(zhuǎn)換模塊二、報(bào)文預(yù)處理模塊和電光轉(zhuǎn)換模塊一反向分解。
[0021]進(jìn)一步的，所述光解復(fù)用器接收所述過(guò)程層的全光交換機(jī)發(fā)送的光分組包；
[0022]所述光電轉(zhuǎn)換模塊二按不同波長(zhǎng)接收所述光解復(fù)用器發(fā)送的所述光分組包，將所述光分組包分解為光分組頭和業(yè)務(wù)報(bào)文；
[0023]所述報(bào)文預(yù)處理模塊接收所述光分組頭，根據(jù)所述光分組頭中的波長(zhǎng)選擇輸出端口，刪除光分組頭，將所述業(yè)務(wù)報(bào)文發(fā)送至所述電光轉(zhuǎn)換模塊一；
[0024]所述電光轉(zhuǎn)換模塊一接收所述業(yè)務(wù)報(bào)文，通過(guò)不同接口發(fā)送至所述間隔層或過(guò)程層的設(shè)備。
[0025]進(jìn)一步的，所述報(bào)文預(yù)處理模塊通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)。
[0026]進(jìn)一步的，所述全光交換機(jī)包括控制單元及依次連接的光解復(fù)用器、光緩存單元、光交換矩陣和光復(fù)用器；
[0027]所述解復(fù)用器將不同波長(zhǎng)上的光分組包送入不同的光交換電路，經(jīng)過(guò)光緩存單元發(fā)送到光交換矩陣，所述光交換矩陣實(shí)現(xiàn)光交換功能；交換后的光分組包通過(guò)所述光復(fù)用器輸出復(fù)用至光纖上；
[0028]所述控制單元根據(jù)光分組包提取光分組頭，并控制所述光緩存單元和所述光交換矩陣。
[0029]進(jìn)一步的，所述報(bào)文類型包括GOOSE報(bào)文和SMV報(bào)文；
[0030]通過(guò)所述邊緣預(yù)處理模塊和所述全光交換機(jī)實(shí)現(xiàn)GOOSE報(bào)文和SMV報(bào)文共網(wǎng)傳輸并且完全物理隔離。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0032]1、本發(fā)明提供的系統(tǒng)采用全光交換技術(shù)，通過(guò)邊緣預(yù)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)了變電站過(guò)程層GOOSE和SMV報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸，避免了通信網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的多次光-電轉(zhuǎn)換。
[0033]2、本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，邊緣預(yù)處理設(shè)備無(wú)需接收完完整的數(shù)據(jù)包，只需接收業(yè)務(wù)報(bào)文的報(bào)頭即可提取目的地址、報(bào)文類型及包長(zhǎng)，生成光分組頭，從而業(yè)務(wù)報(bào)文的時(shí)延不會(huì)因包長(zhǎng)不同而發(fā)生抖動(dòng)。
[0034]3、本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，全光交換機(jī)只需接收完光分組頭即可提取目的地址及包長(zhǎng)，控制交換矩陣，完成光分組包直通交換，具有高實(shí)時(shí)性同時(shí)也不會(huì)因包長(zhǎng)不同而發(fā)生時(shí)延抖動(dòng)。
[0035]4、本發(fā)明提供的系統(tǒng)具有高實(shí)時(shí)性、高可靠性、低功耗和業(yè)務(wù)物理隔離功能，可以為構(gòu)建智能變電站站內(nèi)一體化高速通信網(wǎng)絡(luò)方案提供技術(shù)支撐，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0036]5、本發(fā)明提供的系統(tǒng)可以解決帶寬、實(shí)時(shí)性、可靠性等問(wèn)題，滿足電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求，有效指導(dǎo)電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)和性能提升，保證電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)建設(shè)健康持續(xù)發(fā)展。
[0037]6、本發(fā)明提供的系統(tǒng)還可用于石化、鋼鐵等其他工業(yè)控制領(lǐng)域，提供數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)控制等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全隔離功能，提升工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)性能，具有很好的產(chǎn)業(yè)化前景。
[0038]7、本發(fā)明提供的系統(tǒng)可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算、高頻交易等依靠大帶寬、低延遲、高可靠的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)支撐的應(yīng)用場(chǎng)合，充分發(fā)揮全光交換高性能、高可靠的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為本實(shí)施例中變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖2為本實(shí)施例中邊緣預(yù)處理功能框圖；
[0041]圖3為本實(shí)施例中全光交換機(jī)交換流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0043]如圖1所示，圖1為本實(shí)施例中變電站過(guò)程層報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；所述系統(tǒng)包括通過(guò)邊緣預(yù)處理設(shè)備連接間隔層和過(guò)程層的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)；所述過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)包括基于全光交換技術(shù)的全光交換機(jī)。
[0044]過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通過(guò)邊緣預(yù)處理設(shè)備過(guò)程層，通過(guò)邊緣預(yù)處理設(shè)備和全光交換機(jī)實(shí)現(xiàn)GOOSE報(bào)文和SMV報(bào)文共網(wǎng)共口的傳輸。
[0045]全光交換，指光信號(hào)在通信網(wǎng)絡(luò)中不經(jīng)過(guò)任何光-電轉(zhuǎn)換，直接由輸入端交換到不同的輸出端，可以避免通信網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的多次光-電轉(zhuǎn)換，使通信網(wǎng)絡(luò)不再受制于電子器件本身存在的帶寬和功耗等缺陷造成的“電子瓶頸”現(xiàn)象，大幅提升通信網(wǎng)絡(luò)帶寬和實(shí)時(shí)性，降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗；同時(shí)，全光交換技術(shù)具有天然的抗電磁干擾能力，能可靠應(yīng)用與電磁環(huán)境惡劣的電力通信領(lǐng)域。
[0046]如圖2所示，圖2為本實(shí)施例中邊緣預(yù)處理功能框圖；邊緣預(yù)處理設(shè)備用于處理光分組并調(diào)度波長(zhǎng)。
[0047]邊緣預(yù)處理設(shè)備包括依次連接的第一光電/電光轉(zhuǎn)換模塊、報(bào)文預(yù)處理模塊、第二光電/電光轉(zhuǎn)換模塊和光復(fù)用/光解復(fù)用器。
[0048]所述報(bào)文預(yù)處理模塊用于完成報(bào)文類型識(shí)別、光分組頭生成、光分組頭提取、輸出端口選擇及將網(wǎng)絡(luò)中收到的光分組包的包頭刪除，僅將數(shù)據(jù)包(即業(yè)務(wù)報(bào)文)發(fā)送到設(shè)備坐寸ο
[0049]所述報(bào)文預(yù)處理模塊通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)報(bào)文的識(shí)別及光分組的組裝和解包，使得報(bào)文在設(shè)備內(nèi)的時(shí)延最小。
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