CN107343230A - 内置光网络单元的智能变电站二次设备的测试方法、系统及二次设备 - Google Patents

内置光网络单元的智能变电站二次设备的测试方法、系统及二次设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置光网络单元的智能变电站二次设备的测试方法、系统及二次设备，智能变电站二次设备的数据通信单板插件上设置有千兆调试口，该方法包括以下步骤：由外部测试仪输出测试数据；经由所述千兆调试口将测试数据输入至智能变电站二次设备；将测试数据经所述智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至光线路终端OLT；将测试数据经外置ONU返回到测试仪，从而形成测试闭环，进行闭环自动测试。本发明的方法可以为智能变电站二次设备的单板或整机测试带来方便，提高测试效率。

Description

内置光网络单元的智能变电站二次设备的测试方法、系统及 二次设备
技术领域
本发明属于智能变电站领域，具体涉及一种内置光网络单元的智能变电站二次设备的测试方法、系统及二次设备。
背景技术
目前国内智能变电站网络大多是基于工业以太网构建，而以太网技术是一种面向非连接的存在一定程度资源竞争的通信技术，目的是为了最大限度的提高通信资源的利用效率，因此，以太网通信技术具有很强的组网灵活性。但在提高通信效率的同时，却在通信的严格性和资源有序分配方面做了一些牺牲，以太网技术在智能变电站的应用过程中暴露出了一些问题，主要有如下几个方面：(1)由于通信资源的竞争存在的不确定性，无法保证智能变电站设备对数据传输时延、可靠性和稳定性的极高要求；(2)智能变电站二测设备中的继电保护装置的数据传递要求的时延短且稳定，而以太网技术在通信稳定时延方面存在问题；以及(3)为了保证通信的可靠性，继电保护装置不允许通道之间相互影响，而以太网技术组成的通道之间存在相互影响的现象。
基于面向连接的以太网无源光网络(EPON)技术可以有效解决传统以太网技术导致的智能变电站二次设备接入问题，其利用无源光网络(PON)拓扑结构实现了以太网的接入，不仅综合了PON技术和以太网技术的优点，且扩展性强。基于EPON技术，智能变电站的二次设备在接入网络时一般采用外置光网络单元(ONU)的方式，外置ONU的优点是接线方便，但是每一台二次设备都需要安装外置ONU，导致设备繁多、系统的可靠性有所降低，且对工程设计和调试带来复杂性。若将ONU内置到数据通信单板插件(或称数据通信板卡)上，可有效降低功率，提高可靠性，简化工程设计环节，同时达到免维护的目的。由于ONU正常运行需要光线路终端(OLT)对其进行配置，同时在现场调试或实验室情况下需要对ONU进行功能和性能测试，而现有技术中尚没有对内置ONU的有效的测试方法，因此ONU内置到数据通信板卡后，需提供一种对内置ONU的便利的调试和测试技术。
发明内容
针对内置ONU模块的测试问题，本发明的目的在于提供一种内置ONU的智能变电站二次设备的测试方法、系统及二次设备，来有效解决内置有ONU的智能变电站二次设备的测试问题，从而提高测试效率。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种内置光网络单元(ONU)的智能变电站二次设备的测试方法，所述智能变电站二次设备的数据通信单板插件上设置有千兆调试口，该方法包括以下步骤：
由外部测试仪输出测试数据；
经由所述千兆调试口将测试数据输入至智能变电站二次设备；
将测试数据经所述智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至光线路终端OLT；
将测试数据经外置ONU返回到测试仪，从而形成测试闭环，进行闭环自动测试。
优选地，所述方法还包括：控制智能变电站二次设备内数据传输通道的切换，使得：在智能变电站二次设备进行测试时沿经由所述千兆调试口的数据测试路径传输测试数据，从而进行所述闭环自动测试；在所述智能变电站二次设备正常运行时沿业务数据交换路径在智能变电站二次设备内传输正常业务数据，进行正常的业务数据交换。
优选地，在所述智能变电站二次设备正常运行时，所述千兆调试口对外呈高阻状态，不导通。
优选地，所述数据通信单板插件包括：控制装置以及内置有ONU的通信装置；所述控制装置包括第一CPU、所述千兆调试口、报文处理模块以及数据传输通道切换模块；其中，所述第一CPU控制所述数据传输通道切换模块进行数据传输通道的切换，使得在所述智能变电站二次设备进行测试时第一CPU和通信装置之间的交换数据为来自所述千兆调试口的测试数据，在所述智能变电站二次设备正常运行时第一CPU和通信装置之间的交换数据为正常业务数据。
优选地，所述智能变电站二次设备的测试包括以下测试中的至少一种：业务数据报文的传输时延、抖动测试、完成ONU自身注册测试、配置管理测试。
本发明还提供一种内置有ONU的智能变电站二次设备的测试系统，其特征在于，该系统包括：OLT、具有内置ONU的变电站二次设备、测试仪以及外置ONU；
所述测试仪用于在进行智能变电站二次设备测试时，发出测试数据；
所述智能变电站二次设备包括数据通信单板插件，所述数据通信单板插件上设置有所述千兆调试口；
其中，测试仪发出的测试数据经由所述千兆调试口输入至智能变电站二次设备，经由所述智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至所述OLT，并经外置ONU返回到测试仪，形成测试闭环。
本发明还提供一种智能变电站二次设备，其特征在于，所述智能变电站二次设备包括数据通信单板插件，所述数据通信单板插件上设置有控制装置以及内置有ONU的通信装置；
所述控制装置包括第一CPU、千兆调试口以及数据传输通道切换模块；所述控制装置控制所述数据传输通道切换模块进行数据传输通道的切换，使得在所述智能变电站二次设备进行测试时沿经由所述千兆调试口的数据测试路径来传输测试数据，在所述智能变电站二次设备正常运行时沿业务数据交换路径传输正常业务数据，其中经由所述数据测试路径，通过所述千兆调试口接收来自外部测试仪的测试数据，该测试数据经内置ONU的业务口输出至OLT。
本发明通过在内置ONU的数据通信单板插件(或称为数据通信板卡)上设计千兆调试口(GE口)，在需要进行二次设备(如二次设备中的内置ONU)性能测试时能沿经由所述千兆调试口的数据测试路径来传输测试数据，并经OLT和外置ONU形成测试闭环，从而能够高效地完成闭环自动测试。本发明可以为内置ONU的智能变电站二次设备的测试带来方便，提高测试效率。
进一步地，本发明实施例可以通过数据传输通道切换模块进行数据传输通道(或称数据交换路径)的切换，以在无需断电的情况下就可以切换智能变电站二次设备的数据传输通道，从而在调试状态和正常业务运行状态之间进行切换。
并且，本发明实施例中，设计的千兆调试口在二次设备正常运行情况下为对外高阻状态，不导通，从而可以保证二次设备中各装置运行的安全性。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
参考附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，在附图中：
图1为本发明一实施例中内置ONU的智能变电站二次设备的闭环测试系统图。
图2为本发明一实施例中内置ONU的闭环测试方法的流程图。
图3为本发明一实施例中内置ONU的数据通信板卡的概要框图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
为了解决内置ONU的测试问题，本发明提供了一种ONU内置的智能变电站二次设备的方法，在内置ONU的智能变电站二次设备上设计千兆调试口(GE口)，使得测试数据从外部测试仪输出，通过GE口将数据注入智能变电站二次设备，再经智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出到OLT，然后经外置ONU返回到测试仪，形成数据闭环，从而实现闭环自动测试。
在本发明一实施例中，智能变电站二次设备例如为数据通信板卡(或称数据通信单板插件)形式的继电保护装置、测控装置和/或过程层设备等二次设备，下面以继电保护装置为例进行说明。
图1所示为本发明一实施例中内置ONU的智能变电站二次设备的闭环测试系统图。如图1所示，该系统包括：OLT 40、分光器30、具有内置ONU的变电站二次设备(如继电保护装置)20、测试仪10以及外置ONU 50。本发明中，继电保护装置20的数据通信板卡上除了具有常规的保护逻辑之外，还内置有ONU，并设置有千兆调试口(GE口)。当智能变电站二次设备现场需要排查问题、测试或在实验室进行测试时，测试仪输出调试数据，经GE口输入到智能变电站二次设备，并经智能变电站二次设备的ONU的业务口输出到OLT，再经外置ONU返回到测试仪，形成数据闭环，从而进行闭环自动测试。
如图2所示，本发明一实施例中内置ONU的闭环测试方法包括如下步骤：
步骤S110，由外部测试仪10输出测试数据。
测试仪10可模拟正常业务数据，发出业务数据报文，如SV、GOOSE、MMS、IEEE1588等报文。
步骤S130，智能变电站二次设备20经由GE口接收来自测试仪10的测试数据。
该GE口优选地设置在继电保护装置的控制装置中，但本发明并不限于此，也可以设置于其他位置，只要能够从测试仪接收测试数据并传输至内置ONU。
步骤S150，将测试数据经智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至OLT。
测试数据从内置ONU的业务口输出，经分光器到达OLT。
步骤S170，将测试数据经外置ONU返回到测试仪，从而形成测试闭环。
在闭环测试系统下，测试仪能模拟正常业务数据，通过分析发出业务报文，并接收外置ONU返回的业务报文，可完成业务数据报文(SV、GOOSE、MMS、IEEE1588等)的传输时延、抖动等性能测试，完成ONU自身注册、配置管理等测试，实现闭环自动测试。
本发明的内置ONU的闭环测试方法可以为内置ONU的智能变电站二次设备测试带来方便，并提高测试效率。
在本发明一实施例中，优选地，为保证智能变电站二次设备中各装置的运行安全性，该GE口在二次设备正常运行情况下对外高阻状态，不导通。也就是说，在非测试状态下，不允许数据经过该GE口，只有在进行测试步骤时才允许沿经由GE口的数据测试路径来传输测试数据。在二次设备正常运行情况下，沿常规的业务数据交换路径在智能变电站二次设备内传输正常业务数据，执行正常的业务数据交换。
进一步的，优选地，本发明可利用数据传输通道切换模块进行数据传输通道(或称数据交换路径)的切换，以在无需断电的情况下就可以切换智能变电站二次设备的数据传输通道，从而在调试状态和正常业务运行状态之间进行切换。
图3为本发明一实施例中内置ONU的数据通信板卡的概要框图。如图3所示，数据通信单板插件上设置有控制装置210以及内置有ONU的通信装置220。
为实现内置ONU测试路径，GE口优选地设计在控制装置上。如图3所示，控制装置210包括第一CPU(图3中CPU0，如ARM)、用于进行报文处理的报文处理模块(如图3中的SV、GOOSE处理模块)、千兆调试口(即GE口)、以及数据传输通道切换模块(图3中的切换模块)。CPU0连接GE口、报文处理模块以及切换模块，用于进行总体控制。数据传输通道切换模块可以是软件程序模块，也可以是硬件模块(如切换开关)，用于在智能变电站二次设备内进行数据传输通道的切换，即在测试状态和正常业务交换状态进行切换。
通信装置220可包括：第二CPU(如图3中从CPU1)、用于实现双网冗余的并行冗余协议(PRP)模块、与PRP模块连接的两个以太网接口模块(图3中的Eth_A和Eth_B)、分别置于各以太网接口模块和PRP模块之间的两个内置ONU、制造报文规范(MMS)处理模块、连接MMS模块的快速以太网接口(FE口1和FE口2)等。CPU1连接PRP模块、Eth_A、Eth_B、和ONU，用于进行总体控制。图3中通信装置的结构仅为示例，本发明并不限于此，而是还可以有更多或更少的模块。
为实现内置ONU测试路径，控制装置和通信装置间的千兆数据通信通道可由数据传输通道切换模块决定，正常数据通信为来自于CPU0的业务数据，当需要对ONU进行测试时通过设置CPU0的配置项，可通过切换开关将控制装置和通信装置间的数据传输通道切换为调试数据，从而实现对内置ONU的测试。CPU0控制切换模块进行数据传输通道的切换，使得在智能变电站二次设备进行测试时CPU0和通信装置的CPU1之间的交换数据为来自GE口的测试数据，在智能变电站二次设备正常运行时CPU0和CPU1之间的交换数据为正常业务数据。具体地，切换模块可通过CPU0的配置来设置CPU0和CPU1之间数据交换通道。例如，智能变电站二次设备正常运行时，CPU0配置数据通道设置为0，CPU0和CPU1之间的交换数据为正常业务数据；智能变电站二次设备测试时，CPU0配置数据通道设置为1，CPU0和CPU1之间的交换数据为来自于GE口的测试数据，或者相反。切换模块基于CPU0对数据传输通道的配置进行数据传输通道的切换。
如上所述，本发明提供了一种现场或实验室情况下对内置ONU的调试、测试方法以及相应的测试系统和二次设备。在内置ONU的二次设备数据通信单板插件上设计千兆调试口(GE口)，并增加数据传输通道切换模块，该模块决定智能变电站二次设备内各模块间(如CPU0和CPU1之间)的数据交换是正常业务数据还是调试数据。该千兆调试口正常运行情况下对外高阻状态，不导通，当现场需要排查问题、测试或验室进行ONU性能测试时，通过设置CPU0的配置，将CPU0和CPU1间数据交换路径切换为调试状态，测试仪通过GE口将调试数据注入，经智能变电站二次设备ONU业务口输出到OLT，再经外置ONU返回到测试仪，形成数据闭环，完成闭环自动测试。这种方法可以为智能变电站二次设备的单板或整机测试带来方便，提高测试效率。
本发明解决了ONU内置到智能变电站二次设备后的测试问题。在实验室情况下，需要对内置ONU的配置方式、配置过程及性能进行测试；智能变电站二次设备现场调试或投运后出现问题，如果涉及到内置ONU，在不断电情况下通过设置CPU0的配置，将CPU0和CPU1间数据交换路径切换为调试状态，进行现场测试，对问题进行有效排查，并且这种闭环的自动测试方法，提高了测试效率。
本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在流程图中表示或者在此以其它方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
如上针对一个实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种内置有光网络单元ONU的智能变电站二次设备的测试方法，其特征在于，所述智能变电站二次设备的数据通信单板插件上设置有千兆调试口，该方法包括以下步骤：
由外部测试仪输出测试数据；
经由所述千兆调试口将测试数据输入至智能变电站二次设备；
将测试数据经所述智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至光线路终端OLT；
将测试数据经外置ONU返回到测试仪，从而形成测试闭环，进行闭环自动测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制智能变电站二次设备内数据传输通道的切换，使得：在智能变电站二次设备进行测试时沿经由所述千兆调试口的数据测试路径传输测试数据，从而进行所述闭环自动测试；在所述智能变电站二次设备正常运行时沿业务数据交换路径在智能变电站二次设备内传输正常业务数据，进行正常的业务数据交换。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在所述智能变电站二次设备正常运行时，所述千兆调试口对外呈高阻状态，不导通。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据通信单板插件包括：控制装置以及内置有ONU的通信装置；
所述控制装置包括第一CPU、所述千兆调试口、报文处理模块以及数据传输通道切换模块；
其中，所述第一CPU控制所述数据传输通道切换模块进行数据传输通道的切换，使得在所述智能变电站二次设备进行测试时第一CPU和通信装置之间的交换数据为来自所述千兆调试口的测试数据，在所述智能变电站二次设备正常运行时第一CPU和通信装置之间的交换数据为正常业务数据。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于：
所述智能变电站二次设备的测试包括以下测试中的至少一种：业务数据报文的传输时延、抖动测试、完成ONU自身注册测试、配置管理测试。
6.一种内置有光网络单元ONU的智能变电站二次设备的测试系统，其特征在于，该系统包括：光线路终端OLT、具有内置ONU的变电站二次设备、测试仪以及外置ONU；
所述测试仪用于在进行智能变电站二次设备测试时，发出测试数据；
所述智能变电站二次设备包括数据通信单板插件，所述数据通信单板插件上设置有所述千兆调试口；
其中，测试仪发出的测试数据经由所述千兆调试口输入至智能变电站二次设备，经由所述智能变电站二次设备的内置ONU的业务口输出至所述光线路终端OLT，并经外置ONU返回到测试仪，形成测试闭环。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：
在所述智能变电站二次设备正常运行时，所述千兆调试口对外呈高阻状态，不导通。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：
所述数据通信单板插件包括：控制装置以及内置有ONU的通信装置；
所述控制装置包括第一CPU、所述千兆调试口、报文处理模块以及数据传输通道切换模块；
其中，所述第一CPU控制所述数据传输通道切换模块进行数据传输通道的切换，使得在所述智能变电站二次设备进行测试时第一CPU和通信装置之间的交换数据为来自所述千兆调试口的测试数据，在所述智能变电站二次设备正常运行时第一CPU和通信装置之间的交换数据为正常业务数据。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：
所述智能变电站二次设备测试包括以下测试中的至少一种：业务数据报文的传输时延、抖动测试、完成ONU自身注册测试、配置管理测试。
10.一种智能变电站二次设备，其特征在于，所述智能变电站二次设备包括数据通信单板插件，所述数据通信单板插件上设置有控制装置以及内置有ONU的通信装置；
所述控制装置包括第一CPU、千兆调试口以及数据传输通道切换模块；所述控制装置控制所述数据传输通道切换模块进行数据传输通道的切换，使得在所述智能变电站二次设备进行测试时沿经由所述千兆调试口的数据测试路径来传输测试数据，在所述智能变电站二次设备正常运行时沿业务数据交换路径传输正常业务数据，其中经由所述数据测试路径，通过所述千兆调试口接收来自外部测试仪的测试数据，该测试数据经内置ONU的业务口输出至光线路终端OLT。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于：
在所述智能变电站二次设备正常运行时，所述千兆调试口对外呈高阻状态，不导通。
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