CN108092734A - 电力数据传输设备、系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力数据传输设备、系统及检测方法。上述电力数据传输设备包括：SDH业务接口、PTN业务接口、核心设备以及网络接口；其中，所述SDH业务接口以及PTN业务接口分别连接所述核心设备，所述SDH业务接口用于将SDH业务接入核心设备，所述PTN业务接口用于将PTN业务接入核心设备；所述核心设备内运行SDH内核、PTN内核，所述SDH内核与所述PTN内核之间物理隔离；所述核心设备利用所述SDH内核为接入的各种SDH业务分配带宽，并通过网络接口将所述SDH业务传输至SDH网络中，利用所述PTN内核为接入的各种PTN业务分配带宽，并通过网络接口将所述PTN业务传输至PTN网络中，通过在单台设备中并同时运行SDH内核、PTN内核，实现了通过单台设备同时对SDH业务和PTN业务的有效承载。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电力数据传输设备、系统及检测方法。
背景技术
根据电力二次系统安全防护总体方案，电力系统业务可分为生产控制大区业务和管理信息大区业务。上述电力系统业务中，生产控制大区业务目前主要采用以TDM(TimeDivision Multiplexing，时分复用)为核心的SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)传输网络进行承载，管理信息大区业务目前主要采用以TCP/IP(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)为核心数据网进行承载。生产控制大区业务与管理信息大区业务之间分别通过不同内核的设备承载以实现物理隔离。
随着新一代安稳控制、保护、自动化以及信息管理大区业务等各类电网关键业务系统升级与带宽升级，现有传统的单纯以TDM或TCP/IP为核心的电力通信网无法满足各类业务的需求，导致不同业务需要不同设备分别承载，造成电网业务开发的成本增加以及电力纤芯资源的大量浪费。
发明内容
基于此，有必要针对不同业务需要不同设备分别承载的问题，提供一种电力数据传输设备。
一种电力数据传输设备，包括：SDH业务接口、PTN业务接口、核心设备以及网络接口；其中，
所述SDH业务接口以及PTN业务接口分别连接所述核心设备，所述SDH业务接口用于将SDH业务接入核心设备，所述PTN业务接口用于将PTN业务接入核心设备；
所述核心设备内运行SDH内核、PTN内核，所述SDH内核与所述PTN内核之间物理隔离；
所述核心设备利用所述SDH内核为接入的各种SDH业务分配带宽，并通过网络接口将所述SDH业务传输至SDH网络中，利用所述PTN内核为接入的各种PTN业务分配带宽，并通过网络接口将所述PTN业务传输至PTN网络中。
上述电力数据传输设备，通过在单台设备中设置各类业务接口，并同时运行SDH内核、PTN内核，实现了通过单台设备同时对SDH业务和PTN业务的有效承载，且各类业务的开通互不干扰、互不影响，满足电力二次系统安全防护的要求，为未来电网传输网的发展提供方向。
此外，还有必要针对电网业务开发成本高、电力纤芯资源浪费大的问题，提供一种电力数据传输系统。
一种电力数据传输系统，包括：多台上述的电力数据传输设备以及电网通信业务系统设备；
所述电网通信业务系统设备包括保护控制类大区的生产控制业务系统设备以及管理信息大区的管理信息业务系统设备；
所述生产控制业务系统设备与管理信息业务系统设备分别与所述电力数据传输设备连接，所述各台电力数据传输设备中的第一板卡之间通过第一光纤进行连接，并构建SDH内核网络，板卡之间通过第二光纤进行连接，并构建PTN内核网络；其中，所述第一板卡是承载SDH内核的板卡，所述第二板卡是承载SDH内核的板卡。
上述电力数据传输系统，利用多台可以同时承载SDH业务以及PTN业务的电力数据传输设备进行组网，实现了SDH网络以及PTN网络的融合，减少了电网业务开发以及数据传输的成本，提高了电力纤芯资源的利用率。
此外，还提供一种电力数据传输系统的测试方法。
一种电力数据传输系统的测试方法，基于上述的电力数据传输系统实现，包括以下步骤：
同时将生产控制业务以及管理信息业务接入电力数据传输设备，检测电力数据传输设备各个SDH业务接口以及各个PTN业务接口中业务数据是否存在误码；
切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个PTN业务接口中的业务数据是否存在误码；
切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个SDH业务接口中的业务数据是否存在误码。
上述电力数据传输系统的测试方法，可以有效地验证利用双内核电力数据传输设备进行SDH网络以及PTN网络融合的安全性，通过中断设备间不同内核网络的纤芯的操作，验证了SDH内核网络与PTN内核网络之间各个业务开通互不干扰、互不影响，满足电力二次系统安全防护的要求。
附图说明
图1为一个实施例的电力数据传输设备的结构示意图；
图2为一个实施例的电力数据传输系统的结构示意图；
图3为一个实施例的电力数据传输系统的测试方法的流程图；
图4为一个实施例的一个应用实例的电力数据传输网络的框架图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。
参考图1，图1示出了一个实施例的电力数据传输设备的结构示意图，主要包括：SDH业务接口201、PTN(Packet Transport Network，分组传送网)业务接口202、核心设备100以及网络接口300；其中，所述SDH业务接口201以及PTN业务接口202分别连接所述核心设备100，所述SDH业务接口201用于将SDH业务400接入核心设备100，所述PTN业务接口202用于将PTN业务500接入核心设备100；所述核心设备内运行SDH内核101、PTN内核102，所述SDH内核101与所述PTN内核102之间物理隔离；所述核心设备100利用所述SDH内核101为接入的各种SDH业务400分配带宽，并通过网络接口300将所述SDH业务400传输至SDH网络中，利用所述PTN内核102为接入的各种PTN业务500分配带宽，并通过网络接口300将所述PTN业务500传输至PTN网络中。
具体地，所述核心设备内运行SDH内核101以及PTN内核102，两内核在各自的平面内独立工作，针对不同种类的SDH业务400及PTN业务500，分配为各自对应的业务分配有效带宽，实现对业务承载业务。
其中，SDH业务接口可以是E1、FXO/FXS、V.24或STM-1，PTN业务接口可以是FE/GE等；所述SDH内核可以接入生产大区业务，实现业务低速到高速的升级；所述PTN内核可以单点提供GE带宽分组通道，可以接入管理大区业务，实现对数据业务的复用。通过同时运行SDH内核与PTN内核，可以实现按照业务的不同，灵活地为SDH业务以及PTN业务分配带宽，由于SDH业务与PTN业务带宽的颗粒度差异较大，按照实际业务的需求，灵活分配带宽可以提高带宽利用率。
在业务安全方面，SDH内核与PTN内核之间物理隔离，业务开通互不干扰，进一步地，各个SDH业务与PTN业务之间可以采用基于逻辑通道、物理通道等不同的隔离方式，保证业务的安全性。
进一步地，还包括主控单元，所述主控单元通过网络接口与核心设备连接，并通过网管接口与网管系统设备连接。
对于所述电力传输设备的主控盘，可以进行盘级1+1、时钟或交叉1+1备份，也可以采用双电源的电源盘，完成备份和负荷分担；进一步地，SDH内核板卡以及PTN内核板卡可以支持热插拔设计。
在一个实施例中，通过SDH业务接口接入所述核心设备的业务包括：调度电话语音业务、能量管理业务、厂站自动化监控业务、相量测量业务、安全自动控制业务、继电保护业务、直流控制保护业务以及配电网自动化业务等生产控制大区系统的业务。
在一个实施例中，根据权利要求1所述的双内核电力数据传输设备，其特征在于，所述通过PTN业务接口接入所述核心设备的业务包括：雷电定位业务、综合网管业务、光缆监测业务、资产管理业务、财务管理业务、人力资源管理业务、营销管理业务、协同办公业务以及综合管理业务等管理信息大区系统的业务。
根据电力二次系统安全防护总体方案，电网通信业务可分为生产控制大区和管理信息大区，生产控制大区业务主要采用以TDM为核心的SDH传输网络进行承载，管理信息大区业务目前主要采用以TCP/IP为核心数据网进行承载，随着各类电网关键业务系统升级与带宽升级，现有传统的单纯以TDM或TCP/IP为内核的电力通信网以无法满足业务需求，SDH传输网与IP数据网分别承载电力系统业务的方案对电网投资、电力纤芯资源造成倍数级的浪费。
本发明的一个实施例，通过单台设备中设置各类业务接口，并同时运行SDH内核、PTN内核，实现了通过单台设备同时对生产控制大区业务和管理信息大区业务的有效承载，满足通道带宽、时延、丢包率、隔离性等多方面对生产控制大区业务和与管理信息大区业务的通道要求，总体提升了网络安全性与组网经济性，为未来电网传输网发展提供方向。
在一个实施例中，上述电力数据传输设备还包括合波模块，所述合波模块与所述核心设备连接，用于将各种波长的SDH业务以及PTN业务复用到同一根光纤中，并通过所述网络接口传输至OTN(Optical Transport Network，光传送网)网络中。
其中，上述电力数据传输设备的SDH内核、PTN内核均可以同时独立地进行工作，基于对节约传输光纤资源的考虑，也可以根据网络构架的不同，增加合波单元，将SDH内核承载的业务以及PTN承载的业务复用在一条光路由中进行传送；其中，可以采用WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)复用技术或OTN复用技术，具体可根据网络构架的不同进行相应地选择。通过增加合波模块，不同波长的光信号复用到同一根光纤中，有效提高了光纤的利用率，减少了建设成本。
在一个实施例中，所述合波模块包括：依次连接的光转换单元、光合波单元以及光放大器单元；上述实施例，采用WDM技术对各类业务进行复用，所述光转换单元对承载各种业务的波进行波长转换后传输至光合波单元，所述光合波单元将承载各种业务的不同波长的波在汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中，再经由光放大器单元对光信号进行放大和补偿后进行传输；进一步地，在接收端设置相应的分波单元，进行解复用后将各种SDH以及PTN业务传输至相应的客户侧设备。
通过利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，将各载波信道在光纤内同时传输，把不同波长的光信号复用到同一根光纤中，有效提高了光纤的利用率，且对于不同的业务可以即插即用，使用简单，操作方便，尤其适用于点对点的网络环境。
在一个实施例中，所述合波模块包括：多个线路单板、交叉板以及支路单板；所述各个线路单板分别与交叉板连接，每个线路单板用于承载一种波长的SDH业务或PTN业务，所述交叉板将不同波长的SDH业务和PTN业务复用到同一根光纤中，并利用支路单板将复用后的业务传输到相应的客户侧路由器中。
在上述实施例，采用OTN复用技术对各类业务进行复用，核心设备将承载各种SDH业务以及PTN业务的不同波长的波通过线路单板传入到交叉版中，交叉板对各种波进行配置、管理及复用，并将复用后的各业务通过支路单板进行传输。
其中，OTN网络以波分复用技术为基础，是光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网，可以在一条光路由中，提供多个光通道，同时可以对光通道带宽继续配置、管理，并且可实现内部交叉。OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题，也部分克服了WDM系统故障定位困难，以点到点连接为主的组网方式、组网能力较弱、能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点。
通过采用OTN复用技术进行复用，并通过OTN网络进行传输，不但可以实现波分的波道物理隔离，同时可以根据业务带宽不同，进行多级复用，从而充分利用光通道资源。
另外，本发明还针对电网业务开发成本高、电力纤芯资源浪费大的问题，提供了一种电力数据传输系统。
参考图2，图2示出了一个实施例的电力数据传输系统的结构示意图，主要包括：多台上述的电力数据传输设备10a-10d以及电网通信业务系统设备；所述电网通信业务系统设备包括保护控制类大区的生产控制业务系统设备以及管理信息大区的管理信息业务系统设备；所述生产控制业务系统设备与管理信息业务系统设备分别与所述电力数据传输设备连接，所述各台电力数据传输设备中的第一板卡之间通过第一光纤20进行连接，并构建SDH内核网络，第二板卡之间通过第二光纤30进行连接，并构建PTN内核网络；其中，所述第一板卡是承载SDH内核的板卡，所述第二板卡是承载SDH内核的板卡。
传统的技术分别利用多台SDH设备构建SDH网络，利用多台PTN设备构建PTN网络，无法实现SDH网络与PTN网络的融合，造成了设备及纤芯的大量浪费，同时增加电网业务开发的成本。上述电力数据传输系统，利用可以同时承载SDH业务以及PTN业务的电力数据传输设备进行组网，实现了SDH网络以及PTN网络的融合，减少了电网业务开发以及数据传输的成本，提高了设备利及电力纤芯资源的利用率。
此外，为了验证SDH内核网络以及PTN内核网络的融合的安全性，本发明还提供一种电力数据传输系统的测试方法。参考图3，图3示出了一个实施例的电力数据传输系统的测试方法的流程图。
上述电力数据传输系统的测试方法，是基于上述的电力数据传输系统实现，包括以下步骤：
步骤S10：同时将生产控制业务以及管理信息业务接入电力数据传输设备，检测电力数据传输设备各个SDH业务接口以及各个PTN业务接口中业务数据是否存在误码。
具体地，对于各SDH业务接口：配置E1接口到光口的2M交叉，测试E1的非成帧业务有无误码；配置RS232接口到光口的2M交叉，测试RS232业务有无错误数据；配置RS422接口到光口的2M交叉，测试RS422业务有无错误数据；配置RS485接口到光口的2M交叉，测试RS485业务有无错误数据；配置EOS(以太)到光口的2M交叉，测试95M的混合帧以太业务有无丢包。
对于各PTN业务接口：配置E1接口的CES业务，测试E1的非成帧业务有无误码；配置RS232接口的CES业务，测试RS232业务有无错误数据；配置RS422接口的CES业务，测试RS422业务有无错误数据；配置RS485接口的CES业务，测试RS485业务有无错误数据；配置以太的MPLS业务，测试95M的混合帧以太业务有无丢包。
步骤S20：切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个PTN业务接口中的业务数据是否存在误码。
步骤S30：切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个SDH业务接口中的业务数据是否存在误码。
同时将生产控制业务以及管理信息业务接入电力数据传输设备，电力数据传输设备的各个SDH业务接口以及各个PTN业务接口中的业务数据不存在误码，符合预期要求；在切断任意一条电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯时，检测到各SDH业务接口无错误数据，即SDH业务的E1业务无误码、RS232业务无错误数据、RS422业务无错误数据、RS485业务无错误数据、以太业务无丢包；在切断任意一条电力数据传输设备承载PTN内核的板卡之间的纤芯时，检测到各PTN业务接口无错误数据，即PTN业务的E1业务无误码、RS232业务无错误数据、RS422业务无错误数据、RS485业务无错误数据、以太业务无丢包。
通过上述安全性验证，可以得出上述电力数据传输设备能够在单台设备上融合SDH内核与PTN内核，实现了SDH内核网络及PTN内核网络的安全融合，且能够对电网系统中的控制类业务及管理信息类业务实现共同承载；通过中断设备间不同内核网络的纤芯，验证了SDH内核网络与PTN内核网络之间各个业务开通互不干扰、互不影响，满足电力二次系统安全防护的要求。
在一个实施例中，在所述切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个PTN业务接口中的业务数据是否存在误码的步骤之后，还包括步骤：检测各个PTN业务接口的业务是否能接入OTN网络；在所述断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个SDH业务接口中的业务数据是否存在误码的步骤之后，还包括步骤：检测各个SDH业务接口的业务是否能接入OTN网络。
通过上述检测方法，可以得出SDH业务以及PTN业务可通过OTN技术进行合波，实现对线路侧不同业务通过不同波道的复用承载，而且，在切断SDH内核的板卡之间的纤芯后，各个PTN业务接口的业务是否能接入OTN网络，在切断PTN内核的板卡之间的纤芯后，各个SDH业务接口的业务是否能接入OTN网络，所以，可以进一步验证通过上述电力数据传输设备构建的SDH内核网络和PTN内核网络之间的业务开通互不干扰，各类业务可分别接入到OTN网络中。
下面，结合一个在110kV变电站的典型业务中应用本发明的电力数据传输设备的应用实例，对现有的建网模式和本发明的电力数据传输设备的建网模式进行了对比，对比结果如表1所示：
表1
下面，结合本发明一个应用实例的电力数据传输系统的框架图，对本发明进行进一步的阐述；参考图4，图4示出了一个应用实例的电力数据传输网络的框架图。
核心设备利用SDH内核承载电网系统中的生产控制类业务，并将生产控制类业务传输至调度数据网或调度交换网中，利用PTN内核承载管理信息类业务，并将管理信息类业务传输至综合数据网或行政交换网中；进一步地还可以利用OTN内核，将生产控制类业务以及管理信息类业务进行复用，通过同一条光纤传输至OTN网络，再由经OTN网络分别传输至属于SDH网络的调度数据网或行政数据网及属于PTN网络的综合数据网或行政交换网中。
通过SDH与PTN双内核的架构，实现不同种类业务之间的安全物理隔离，提高网络利用率，实现了SDH、PTN及OTN的环网保护，提高了网络的自愈能力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，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。
Claims (10)
1.一种电力数据传输设备，其特征在于，包括：SDH业务接口、PTN业务接口、核心设备以及网络接口；其中，
所述SDH业务接口以及PTN业务接口分别连接所述核心设备，所述SDH业务接口用于将SDH业务接入核心设备，所述PTN业务接口用于将PTN业务接入核心设备；
所述核心设备内运行SDH内核、PTN内核，所述SDH内核与所述PTN内核之间物理隔离；
所述核心设备利用所述SDH内核为接入的各种SDH业务分配带宽，并通过网络接口将所述SDH业务传输至SDH网络中，利用所述PTN内核为接入的各种PTN业务分配带宽，并通过网络接口将所述PTN业务传输至PTN网络中。
2.根据权利要求1所述的电力数据传输设备，其特征在于，还包括：合波模块；
所述合波模块与所述核心设备连接，用于将各种波长的SDH业务以及PTN业务复用到同一根光纤中，并通过所述网络接口传输至OTN网络中。
3.根据权利要求2所述的电力数据传输设备，其特征在于，所述合波模块包括：依次连接的光转换单元、光合波单元以及光放大器单元。
4.根据权利要求1所述的电力数据传输设备，其特征在于，所述合波模块包括：多个线路单板、交叉板以及支路单板；
所述各个线路单板分别与交叉板连接，每个线路单板用于承载一种波长的SDH业务或PTN业务，所述交叉板将不同波长的SDH业务和PTN业务复用到同一根光纤中，并利用支路单板将复用后的业务传输到相应的客户侧路由器中。
5.根据权利要求1所述的双内核电力数据传输设备，其特征在于，所述通过SDH业务接口接入所述核心设备的业务包括：调度电话语音业务、能量管理业务、厂站自动化监控业务、相量测量业务、安全自动控制业务、继电保护业务、直流控制保护业务以及配电网自动化业务。
6.根据权利要求1所述的双内核电力数据传输设备，其特征在于，所述通过PTN业务接口接入所述核心设备的业务包括：雷电定位业务、综合网管业务、光缆监测业务、资产管理业务、财务管理业务、人力资源管理业务、营销管理业务、协同办公业务以及综合管理业务。
7.根据权利要求1所述的双内核电力数据传输设备，其特征在于，所述SDH网络包括调度数据网和调度交换网；所述PTN网络包括综合数据网和行政交换网。
8.一种电力数据传输系统，其特征在于，包括：多台权利要求1至5任一项所述的电力数据传输设备以及电网通信业务系统设备；
所述电网通信业务系统设备包括保护控制类大区的生产控制业务系统设备以及管理信息大区的管理信息业务系统设备；
所述生产控制业务系统设备与管理信息业务系统设备分别与所述电力数据传输设备连接，所述各台电力数据传输设备中的第一板卡之间通过第一光纤进行连接，并构建SDH内核网络，第二板卡之间通过第二光纤进行连接，并构建PTN内核网络；其中，所述第一板卡是承载SDH内核的板卡，所述第二板卡是承载SDH内核的板卡。
9.一种电力数据传输系统的测试方法，其特征在于，基于权利要求7所述的电力数据传输系统实现，包括以下步骤：
同时将生产控制业务以及管理信息业务接入电力数据传输设备，检测电力数据传输设备各个SDH业务接口以及各个PTN业务接口中业务数据是否存在误码；
切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个PTN业务接口中的业务数据是否存在误码；
切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个SDH业务接口中的业务数据是否存在误码。
10.根据权利要求8所述的电力数据传输系统的测试方法，其特征在于，在所述切断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个PTN业务接口中的业务数据是否存在误码的步骤之后，还包括步骤：检测各个PTN业务接口的业务是否能接入OTN网络；
在所述断各台电力数据传输设备承载SDH内核的板卡之间的纤芯，检测各个SDH业务接口中的业务数据是否存在误码的步骤之后，还包括步骤：检测各个SDH业务接口的业务是否能接入OTN网络。
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