CN106487714B - 一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统，控制方法通过接收并识别发生传输延时或传输抖动的报文类型并将报文的发送时刻记录在报文阈值队列中；将报文依次发送至发送缓冲区中；根据发送时刻，将发送缓冲区中的报文发送至目的设备。控制系统包括均设置在变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区。本发明提出的控制方法及控制系统，实现了新一代智能变电站“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题；并延续通用变电站通信网络架构中以太网交换模式，支持通用变电站通信网络架构向新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构平滑过渡。

Description

一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及新一代智能变电站网络通信领域，具体涉及一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统。

背景技术

为了优化通信网络结构，减小了网络交换机数量，国家电网公司推行新一代智能变电站设计和建设提出了通信网络“共网共口”的技术需求。“共网共口”是指智能变电站通信网络不再分为独立的站控层网络与过程层网络，而是构建站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文及站控层业务报文共用一个以太网端口连接至该通信网络。

新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构必须能够识别不同业务报文的能力，必须能够将对传输延时和传输抖动敏感的特定报文在要求的固定的时间传送到目的网元。

因此，亟需提出一种变电站共网共口通信网络中延时抖动的控制方法，以解决了新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统，该控制方法及控制系统实现了新一代智能变电站“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题；并延续通用变电站通信网络架构中以太网交换模式，支持通用变电站通信网络架构向新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构平滑过渡。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法，所述变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至所述一体化高速通信网络；

所述方法包括如下步骤：

接收并识别预计发送至目的设备且发生传输延时或传输抖动的报文的类型；

并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中；

将所述报文依次发送至发送缓冲区中；

根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备。

优选的，所述接收并识别发生传输延时或传输抖动的报文类型，包括：

以太网交换机接收发生传输延时或传输抖动的报文；

所述以太网交换机根据所述报文的以太网帧类型字段，识别所述报文的类型；所述报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文。

优选的，所述并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中，之前包括：

根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置所述通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻。

优选的，所述并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中，包括：

所述以太网交换机根据所述报文的类型，确定所述报文的发送时刻；

所述以太网交换机将所述报文的发送时刻依次记录在所述报文阈值队列中。

优选的，将所述报文依次发送至发送缓冲区中；包括：

所述以太网交换机判断所述报文是否有发送时刻；

若所述报文有发送时刻，则所述以太网交换机将所述报文依次发送至所述发送缓冲区中；

若所述报文无发送时刻，则所述以太网交换机将所述报文发送至所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文的间隙中。

优选的，所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，之前包括：

所述以太网交换机中的高精度计时器进行计时，所述以太网交换机判断是否有所述报文的发送时刻到达。

优选的，所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，包括：

所述以太网交换机根据到达的所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文发送至所述目的设备；

所述以太网交换机以固定的时间间隔将所述发送缓冲区中的间隙中的无发送时刻的所述报文发送至所述目的设备。

优选的，所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，之后包括：

所述以太网交换机删除所述报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

一种变电站共网共口网络的延时抖动控制系统，所述变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至所述一体化高速通信网络；所述系统包括均设置在所述变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区；

所述以太网交换机与所述用户配置模块及发送缓冲区连接且所述以太网交换机中设有高精度计时器；

所述发送缓冲区用于存放所述报文；

所述用户配置模块根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置所述通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻。

优选的，所述以太网交换机包括识别单元、判断单元、记录单元计、计时单元及删除单元；

所述接收单元用于接收发生传输延时或传输抖动的报文；

所述识别单元根据所述报文的以太网帧类型字段，识别所述报文的类型；所述报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文；

所述判断单元根据所述报文的类型，确定所述报文的发送时刻、判断所述报文是否有发送时刻及判断是否有所述报文的发送时刻到达；

所述记录单元用于将所述报文的发送时刻依次记录在所述报文阈值队列中；若所述报文有发送时刻，则所述以太网交换机将所述报文依次发送至所述发送缓冲区中；若所述报文无发送时刻，则所述以太网交换机将所述报文发送至所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文的间隙中；

所述计时单元用于根据到达的所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文发送至所述目的设备，且以固定的时间间隔将所述发送缓冲区中的间隙中的无发送时刻的所述报文发送至所述目的设备；

所述删除单元用于删除所述报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统，控制方法通过接收并识别发生传输延时或传输抖动的报文类型并将报文的发送时刻记录在报文阈值队列中；将报文依次发送至发送缓冲区中；根据发送时刻，将发送缓冲区中的报文发送至目的设备。控制系统包括均设置在变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区。本发明提出的控制方法及控制系统，实现了新一代智能变电站“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题；并延续通用变电站通信网络架构中以太网交换模式，支持通用变电站通信网络架构向新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构平滑过渡。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明所提供的技术方案中，控制方法通过接收并识别发生传输延时或传输抖动的报文类型并将报文的发送时刻记录在报文阈值队列中；将报文依次发送至发送缓冲区中；根据发送时刻，将发送缓冲区中的报文发送至目的设备；实现了新一代智能变电站“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题；并延续通用变电站通信网络架构中以太网交换模式，支持通用变电站通信网络架构向新一代智能变电“共网共口”的通信网络架构平滑过渡。

2、本发明所提供的技术方案，控制系统包括均设置在变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区。实现了新一代智能变电站“共网共口”的通信网络架构中特定报文传输延时和传输抖动的受控问题；并延续通用变电站通信网络架构中以太网交换模式。

3、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明的一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法的流程图；

图2是本发明的控制方法中的S1的流程图；

图3是本发明的控制方法中的S2的流程图；

图4是本发明的控制方法中的S3的流程图；

图5是本发明的控制方法中的S4的流程图；

图6是本发明的一种变电站共网共口网络的延时抖动控制系统的结构图；

图7是本发明的一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法及系统的应用例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法，变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至一体化高速通信网络；

包括如下步骤：

S1：接收并识别预计发送至目的设备且发生传输延时或传输抖动的报文的类型；

S2：并将报文的发送时刻记录在报文阈值队列中；

S3：将报文依次发送至发送缓冲区中；

S4：根据发送时刻，将发送缓冲区中的报文发送至目的设备。

如图2所示，S1，包括：

S101.以太网交换机接收发生传输延时或传输抖动的报文；

S102.以太网交换机根据报文的以太网帧类型字段，识别报文的类型；报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文。

S2，之前包括：

a.根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻。

如图3所示，S2，包括：

S201.以太网交换机根据报文的类型，确定报文的发送时刻；

S202.以太网交换机将报文的发送时刻依次记录在报文阈值队列中。

如图4所示，S3，将报文依次发送至发送缓冲区中；包括：

S301.以太网交换机判断报文是否有发送时刻；

S302.若报文有发送时刻，则以太网交换机将报文依次发送至发送缓冲区中；

S303.若报文无发送时刻，则以太网交换机将报文发送至发送缓冲区中的有发送时刻的报文的间隙中。

S4之前包括：

b.以太网交换机中的高精度计时器进行计时，以太网交换机判断是否有报文的发送时刻到达。

如图5所示，S4包括：

S401.以太网交换机根据到达的发送时刻，将发送缓冲区中的有发送时刻的报文发送至目的设备；

S402.以太网交换机以固定的时间间隔将发送缓冲区中的间隙中的无发送时刻的报文发送至目的设备。

S4之后包括：

以太网交换机删除报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

如图6所示，本发明提供一种变电站共网共口网络的延时抖动控制系统，变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至一体化高速通信网络；系统包括均设置在变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区；

以太网交换机与用户配置模块及发送缓冲区连接且以太网交换机中设有高精度计时器；

发送缓冲区用于存放报文；

用户配置模块根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻。

其中，以太网交换机包括识别单元、判断单元、记录单元计、计时单元及删除单元；

接收单元用于接收发生传输延时或传输抖动的报文；

识别单元根据报文的以太网帧类型字段，识别报文的类型；报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文；

判断单元根据报文的类型，确定报文的发送时刻、判断报文是否有发送时刻及判断是否有报文的发送时刻到达；

记录单元用于将报文的发送时刻依次记录在报文阈值队列中；若报文有发送时刻，则以太网交换机将报文依次发送至发送缓冲区中；若报文无发送时刻，则以太网交换机将报文发送至发送缓冲区中的有发送时刻的报文的间隙中；

计时单元用于根据到达的发送时刻，将发送缓冲区中的有发送时刻的报文发送至目的设备，且以固定的时间间隔将发送缓冲区中的间隙中的无发送时刻的报文发送至目的设备；

删除单元用于删除报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

如图7所示，本发明提供一种变电站通信网络延时抖动的控制方法的应用例，具体为：

某一新一代智能变电站采用“共网共口”的通信网络架构及支持该网络架构的以太网交换机，针对该变电站的具体通信网络情况，用户规划面向通用对象的变电站事件业务报文在以太网交换机中驻留的固定时间为10ms；采样值报文在以太网交换机中驻留的固定时间为0.5s；站控层业务报文在以太网交换机中驻留的固定时间不要求；同步报文在以太网交换机中驻留的固定时间为100ms。

某一时刻，该以太网交换机收到了一个面向通用对象的变电站事件业务报文，需要通过该以太网交换机转发至目的设备。该以太网交换机首先通过以太网帧类型字段识别，发现报文是面向通用对象的变电站事件业务报文(公开标准规定面向通用对象的变电站事件业务报文的以太网帧类型字段为0x88B8)；然后检索该以太网交换机的报文发送缓冲区及报文发送缓冲区对应报文发送时刻队列，并按照发送时刻的排序将要发送的报文插入报文发送缓冲区及报文发送缓冲区对应报文发送时刻队列；该以太网交换机计数内部高精度时钟，当达到报文发送时刻队列某一时刻时，发送报文。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种变电站共网共口网络的延时抖动控制方法，所述变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至所述一体化高速通信网络；其特征在于，

所述方法包括如下步骤：

接收并识别预计发送至目的设备且发生传输延时或传输抖动的报文的类型；

并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中；

将所述报文依次发送至发送缓冲区中；

根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备；

所述接收并识别发生传输延时或传输抖动的报文类型，包括：

以太网交换机接收发生传输延时或传输抖动的报文；

所述以太网交换机根据所述报文的以太网帧类型字段，识别所述报文的类型；所述报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文；

所述并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中，之前包括：

根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置所述通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻；

所述并将所述报文的发送时刻记录在所述报文阈值队列中，包括：

所述以太网交换机根据所述报文的类型，确定所述报文的发送时刻；

所述以太网交换机将所述报文的发送时刻依次记录在所述报文阈值队列中；

将所述报文依次发送至发送缓冲区中； 包括：

所述以太网交换机将所述报文依次发送至所述发送缓冲区中；

所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，之前包括：

所述以太网交换机中的高精度计时器进行计时，所述以太网交换机判断是否有所述报文的发送时刻到达；

所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，包括：

所述以太网交换机根据到达的所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文发送至所述目的设备；

所述根据所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的所述报文发送至所述目的设备，之后包括：

所述以太网交换机删除所述报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

2.一种变电站共网共口网络的延时抖动控制系统，所述变电站共网共口网络为站内一体化高速通信网络，并且同一台自动化设备的面向通用对象的各类报文均共用一个以太网端口连接至所述一体化高速通信网络；其特征在于，所述系统包括均设置在所述变电站通信网络中的以太网交换机、用户配置模块及发送缓冲区；

所述以太网交换机与所述用户配置模块及发送缓冲区连接且所述以太网交换机中 设有高精度计时器；

所述发送缓冲区用于存放所述报文；

所述用户配置模块根据智能变电站标准及智能变电站工程组网的运行情况，配置所述通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文的不同的发送时刻；

所述以太网交换机包括识别单元、判断单元、记录单元计、计时单元及删除单元；

接收单元用于接收发生传输延时或传输抖动的报文；

所述识别单元根据所述报文的以太网帧类型字段，识别所述报文的类型；所述报文的类型包括：通用对象的变电站事件业务报文、采样值报文、站控层业务报文及同步报文；

所述判断单元根据所述报文的类型，确定所述报文的发送时刻、判断所述报文是否有发送时刻及判断是否有所述报文的发送时刻到达；

所述记录单元用于将所述报文的发送时刻依次记录在所述报文阈值队列中；所述报文有发送时刻，所述以太网交换机将所述报文依次发送至所述发送缓冲区中；所述计时单元用于根据到达的所述发送时刻，将所述发送缓冲区中的有发送时刻的所述报文发送至目的设备；

所述删除单元用于删除所述报文阈值队列中的已发送的报文的发送时刻。

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