CN104219066A - 一种广域保护系统数据网络的组播通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于：设置广域保护系统数据网络通信模型，用于承载广域保护系统的通信业务，提供广域保护系统的装置复用通信通道；采用统计复用的数据网络通信结构，广域保护系统的不同装置共享通信网络带宽，统计复用，提高通信效率；采用E-tree方案承载组播通信报文，采用双树业务流方式实现通信故障业务保护，构成广域保护系统组播通信方式；采用通信网络传输IEEE 1588v2协议实现网络设备时间同步，并给广域保护系统的装置提供时间同步对时信号。本发明专利采用广域保护系统利用数据网络作为承载通道，E-tree组播通信方式实现一发多收方式的通信方案，通信网络传输1588协议实现站间时间同步对时；具有节省通信带宽、提高通信利用率、同步传输时间信号的特点。

Description

一种广域保护系统数据网络的组播通信方法

技术领域

本发明涉及一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，是一种采用E-tree组播通信方式实现一发多收方式的通信方案。属于电力通信技术领域。 

背景技术

广域保护系统指的是将紧密关联的若干变电站作为一个区域，区域内的各保护装置通过光纤互联，通过信息共享，根据网络拓扑结构，快速定位故障点，对区域电网进行保护与控制。 

广域保护控制定义为依赖电力系统多点的信息,对故障进行快速、可靠、精确的切除,同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响,并采取相应的控制措施,可提高输电线可用容量或系统可靠性,同时实现继电保护和自动控制功能的系统。 

广域保护系统可以分为二类:一类是利用广域信息,主要具有安全监视、控制、稳定边界计算及状态估计等功能,其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现；另一类是利用广域信息,完成继电保护功能。所以站间通信是实现广域保护系统功能的基本条件，通信网络必须满足广域保护装置的通信需求，包括带宽、接口、通道质量要求等。 

现有技术中，广域保护系统站间通信一般采用SDH网络E1专线方式，不同站点间在SDH网络上开通2M E1专线通道，广域保护装置与SDH网络互联采用协议转换器(FE转E1接口)或MSTP以太网板卡方式，通信通道保护采用SDH自愈环保护或无保护。这种广域保护系统现有通信方式存在如下缺陷：(1)带宽不足，限制了广域保护装置交互信息容量，限制了广域保护功能与控制精度的应用。(2)广域保护装置需要向多个对端站点发送相同信息，采用二层组播方式发送报文，现状开通SDH专线方式承载组播，通信效率不高，带宽占用大，网络建设成本高。(3)由于各站点GPS卫星接收机差异较大，使得各站同步误差较大，不能在业务信息中使用同步信号。 

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种广域保护系统数据网络的组播通信方法。该方法利用数据网络作为承载通道，采用E-tree组播通信方式实现一发多收式通信。 

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到： 

一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于： 

1)设置广域保护系统数据网络通信模型，用于承载广域保护系统的通信业务，提供广域保护系统的装置复用通信通道； 

2)采用统计复用的数据网络通信结构，广域保护系统的不同装置共享通信网络带宽，统计复用，提高通信效率； 

3)采用E-tree方案承载组播通信报文，采用双树业务流方式实现通信故障业务保护，构成广域保护系统组播通信方式； 

4)采用通信网络传输IEEE 1588v2协议实现网络设备时间同步，并给广域保护系统的装置提供时间同步对时信号。 

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到： 

进一步地，所述广域保护系统数据网络通信模型，其实现方式为分组交换网络承载广域保护业务，包括PTN网络、以太网交换机网络或路由器网络；网络业务接口为1000BASE以太网，网络组网链路采用GE或10GE带宽，端到端通信时延小于广域保护业务要求的15ms。 

进一步地，所述广域保护系统组播通信方式，用于广域保护系统业务组播报文通信，以节省带宽、提高网络通信效率，其实现方式为网络配置E-tree业务实现一站发信息，多站接收信息，并且网络配置成双树业务流，每个叶子节点可从两个不同路径接收组播报文，主用业务流故障中断情况下，设备50ms切换为接收备用业务流信息。 

进一步地，所述广域保护系统网络同步对时方式，用于广域保护装置互相同步对时，使得各站点装置能够获取同一时间信号，并应用于装置监测与控制，其实现方式为数据网络设备运行IEEE1588v2协议，从广域保护主站获取时间同步信号，通过网络同步方式，向各广域保护子站传送时间同步信号，子站接收1588同步报文，与主站时间一致。 

本发明具有如下突出的有益效果： 

1、本发明专利由于采用广域保护系统利用数据网络作为承载通道，采用E-tree组播通信方式实现一发多收方式的通信方案，采用通信网络传输1588协议实现站间时间同步对时；因此具有节省通信带宽、提高通信利用率、同步传输时间信号的特点，起到保障广域保护系统正常通信与对时的作用；应用本专利满足了高效经济的宽带广域保护系统通信与对时需要。 

2、本发明涉及的广域保护系统数据网络通信模型，用于承载广域保护系统业务， 提供广域保护装置站间复用通信通道。 

3、本发明涉及的采用E-tree方案承载组播通信报文，采用双树业务流方式实现通信故障业务保护，构成广域保护系统组播通信方式广域保护系统组播通信方式，用于广域保护系统业务组播报文通信，节省带宽，提高网络通信效率。 

4、本发明涉及的广域保护系统网络同步对时方式，用于广域保护装置互相同步对时，使得各站点装置能够获取同一时间信号，并应用于装置监测与控制。 

附图说明

图1为本发明涉及的广域保护系统数据网络组播通信结构示意图。 

图2为本发明涉及的E-tree通信方式与时间同步方式示意图。 

图3为本专利涉及的广域保护系统E-tree通信方式与时间同步方式示意图。 

具体实现方式 

下面结合附图对本专利作进一步详细说明。 

本实施列涉及的广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于： 

1)设置广域保护系统数据网络通信模型，用于承载广域保护系统的通信业务，提供广域保护系统的装置复用通信通道； 

2)采用统计复用的数据网络通信结构，广域保护系统的不同装置共享通信网络带宽，统计复用，提高通信效率； 

3)采用E-tree方案承载组播通信报文，采用双树业务流方式实现通信故障业务保护，构成广域保护系统组播通信方式； 

4)采用通信网络传输IEEE 1588v2协议实现网络设备时间同步，并给广域保护系统的装置提供时间同步对时信号。 

参照图1，本发明涉及的设备包括广域控制保护装置主站和若干个广域控制保护装置子站，广域控制保护装置主站与广域控制保护装置子站之间及广域控制保护装置子站与广域控制保护装置子站之间，通过分组数据网络连接。 

参照图2，本发明涉及的所述广域保护系统数据网络通信模型，包括组播E-tree源和若干个组播E-tree叶子，所述组播E-tree源通过E-tree主用树链路与一部分E-tree叶子连接、形通过E-tree备用树链路与另一部分E-tree叶子连接，形成双组播E-tree通信链路。用于承载广域保护系统业务，提供广域保护装置站间复用通信通道，其实现方式有采用分组交换网络承载广域保护业务，如PTN网络、以太网交换 机网络、路由器网络等。网络业务接口为1000BASE以太网，网络组网链路采用GE或10GE带宽，端到端通信时延小于广域保护业务要求的15ms。 

所述广域保护系统组播通信方式，用于广域保护系统业务组播报文通信，节省带宽，提高网络通信效率，其实现方式为网络配置E-tree业务实现一站发信息，多站接收信息，并且网络配置成双树业务流，每个叶子节点可从两个不同路径接收组播报文，主用业务流故障中断情况下，设备50ms切换为接收备用业务流信息。 

参照图1和图2，本实施例的具体实现方式为： 

通过网络管理系统或其他管理手段，在分组交换网络内建立组播E-tree的主路径和备路径，尽量做到主路径和备路径不重合，对于同一E-tree节点最多从主备两个方向接收组播业务流信息。广域保护系统的主站接入到组播E-tree源设备节点，组播E-tree源设备将组播业务报文复制到E-tree主用链路和备用链路两个方向并向下游发送。任意组播下游的E-tree叶子节点会从主用链路和备用链路方向均收到由源发送过来的组播业务信息，E-tree叶子节点判断主用链路和备用链路的告警状态，正常情况下选择主用链路发送过来的业务报文发送到用户主机，同时需要复制报文并往下游叶子节点进行发送。当主用链路上存在告警时，则选择备用链路发送过来的业务报文发送到用户主机，并进行复制和往下游叶子节点进行发送。当主用和备用链路都存在告警时，当前E-tree叶子节点需要往它本身下游叶子节点传递告警信息。在所有运行该保护机制的所有分组设备上，需要在各节点之间运行分组OAM的连通性检测机制，实现各节点之间快速的检测链路和节点故障检测，同时该OAM报文也承担告警通知的功能，在本站检测到故障后往下游节点下插AIS信号，通知下游节点及时倒换，实现E-tree各节点在50ms内完成故障检测和倒换。 

在PTN网络中，相邻叶子之间通过PW和LSP来承载业务，在不需要业务落地的设备可以做LSP的穿通，只进行LSP标签的交换，不需要做业务的复制和转发，可以最大限度降低时延和减少抖动。可以对PW和LSP进行Qos的配置，设置它们的保证带宽(CIR)和峰值带宽(PIR)，能够端到端保证业务的传输质量。不同业务之间通过LSP和PW隔离，业务在各个设备转发过程中不会互相干扰，业务的隔离性比交换机高，可以满足广域保护系统里面各种业务互相隔离的要求。 

参照图3，本发明涉及的广域保护系统网络同步对时方式，用于广域保护装置互相同步对时，使得各站点装置能够获取同一时间信号，并应用于装置监测与控制，其实现方式为数据网络设备运行IEEE1588v2协议，从广域保护主站获取时间同步信号，通过网络同步方式，向各广域保护子站传送时间同步信号，子站接收1588同步报文，与主站时间一致。 

以上所述实现方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

本发明用于广域保护系统业务组播报文通信，节省带宽，提高网络通信效率。 

所述广域保护系统网络同步对时方式，用于广域保护装置互相同步对时，使得各站点装置能够获取同一时间信号，并应用于装置监测与控制。 

Claims (4)

1.一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于：

1)设置广域保护系统数据网络通信模型，用于承载广域保护系统的通信业务，提供广域保护系统的装置复用通信通道；

2)采用统计复用的数据网络通信结构，广域保护系统的不同装置共享通信网络带宽，统计复用，提高通信效率；

3)采用E-tree方案承载组播通信报文，采用双树业务流方式实现通信故障业务保护，构成广域保护系统组播通信方式；

4)采用通信网络传输IEEE 1588v2协议实现网络设备时间同步，并给广域保护系统的装置提供时间同步对时信号。

2.根据权利要求1所述的一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于：所述广域保护系统数据网络通信模型，其实现方式为分组交换网络承载广域保护业务，包括PTN网络、以太网交换机网络或路由器网络；网络业务接口为1000BASE以太网，网络组网链路采用GE或10GE带宽，端到端通信时延小于广域保护业务要求的15ms。

3.根据权利要求1所述的一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于：所述广域保护系统组播通信方式，用于广域保护系统业务组播报文通信，以节省带宽、提高网络通信效率，其实现方式为网络配置E-tree业务实现一站发信息，多站接收信息，并且网络配置成双树业务流，每个叶子节点可从两个不同路径接收组播报文，主用业务流故障中断情况下，设备50ms切换为接收备用业务流信息。

4.根据权利要求1所述的一种广域保护系统数据网络的组播通信方法，其特征在于：所述广域保护系统网络同步对时方式，用于广域保护装置互相同步对时，使得各站点装置能够获取同一时间信号，并应用于装置监测与控制，其实现方式为数据网络设备运行IEEE1588v2协议，从广域保护主站获取时间同步信号，通过网络同步方式，向各广域保护子站传送时间同步信号，子站接收1588同步报文，与主站时间一致。