CN111030882A - 一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法及系统，所述方法包括提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。本发明基于智能变电站业务报文进行网络质量的测量，能够实时采集通信链路的质量数据，包括链路时延、时延抖动、丢包率等。

Description

一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法及系统
技术领域
本发明属于电力系统自动化控制和网络通信技术领域，具体涉及一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法及系统。
背景技术
随着智能变电站技术的逐步推广，基于数据信息网络化传输的监控系统正逐步取代基于二次电缆硬连接的传统模式。目前智能变电站网络在逻辑上由站控层网络、间隔层网络和过程层网络组成，物理上配置两层，即站控层和过程层。站内自动化设备根据IEC61850标准进行统一建模，应用基于IEC61850定义的统一的数据接口模型，通过站控层MMS网交换设备及过程层GOOSE、SV网交换设备实现信息共享与交互。
在此结构下交换机网络成为了智能变电站的核心基础，实现了设备间的互联、互通、互操作。在变电站运行维护中，通信网络质量数据没有精确进行测量，智能变电站通信网络的质量状态处于黑盒状态，无法提前预警网络质量异常、无法精确定位质量故障点。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，基于智能变电站业务报文进行网络质量的测量，能够实时采集通信链路的质量数据，包括链路时延、时延抖动、丢包率等。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，包括：
提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；
向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息或者响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
第二方面，本发明提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：
获取模块，用于提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；
发送模块，用于向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
统计分析模块，用于接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
第三方面，本发明提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，包括：
响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；
判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息或者响应信息和网络质量测量数据发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端。
可选地，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至管理系统端。
可选地，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取本地交换机中的网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
可选地，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
第四方面，本发明提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：
响应模块，用于响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；
执行模块，用于判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息发送至管理系统端。
第五方面，本发明提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：通信质量测量管理系统和若干个沿着待测路径分布的交换机；
所述通信质量测量管理系统提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息，并向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
各交换机基于接收到的网络质量测量指令完成时间同步，并判别自身是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息或者响应信息发送至所述通信质量测量管理系统；
所述通信质量测量管理系统接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量。
可选地，当所述交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则所述交换机根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至通信质量测量管理系统。
可选地，当所述交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至通信质量测量管理系统，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
可选地，当所述交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
可选地，所述测量业务报文包括goose报文、sv报文和mms报文。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法及系统，基于智能变电站业务报文进行网络质量的测量，能够实时采集通信链路的质量数据，包括链路时延、时延抖动、丢包率等；结合网络可视化系统能够提前预警网络异常，快速查找定位出通信质量异常位置，有效提高运维的效率，消除安全隐患，保障电力系统安全运行。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例中提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，具体包括以下步骤：
(1)提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述测量业务报文包括goose报文、sv报文和mms报文；
(2)向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息
(3)接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
在具体实施过程中，本发明实施例中所述的方法可以被置入通信质量测量管理系统中，作为独立功能软件运行，也可以集成到作为独立功能软件运行，也可以集成到网络管理系统软件中作为功能模块软件中作为功能模块。
所述的网络质量包括：待测网络路径的时延、时延抖动、丢包率的数据信息。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：
获取模块，用于提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；
发送模块，用于向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
统计分析模块，用于接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
实施例3
本发明实施例中提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，包括：
(1)响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；优选地，时间同步完成后的下一个时钟上升或下降沿触发测量操作；
(2)判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息或者响应信息发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端。所述响应信息包括测试报文的个数统计、测试报文进入时间、测试报文离开时间。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，使用被标记的报文进行链路质量测量，测量周期内只对标记的报文进行统计、打时标，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，获得网络时延的测量数据，报文进入时打时戳，离开时打时戳，进入和离开两个时间点的差为链路时延，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取本地交换机中的网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端，对采集到的测量结果进行分析计算，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
测量周期到达后，被测路径上的非边缘交换机停止测量，把采集的测量数据上送给网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端(即通信质量测量管理系统)。
在具体实施过程中，本发明实施例中所述的方法可以被置入各交换机运行，测试报文沿着待测路径顺次经过各交换机。
实施例4
基于与实施例3相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：
响应模块，用于响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；
执行模块，用于判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端。
其余部分均与实施例4相同。
实施例5
本发明实施例中提供了一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，包括：通信质量测量管理系统和若干个沿着待测路径分布的交换机；
所述通信质量测量管理系统基于全站SCD文件，提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息，并向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
各交换机基于接收到的网络质量测量指令完成时间同步，并判别自身是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息发送至所述通信质量测量管理系统；
所述通信质量测量管理系统接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当所述交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则所述交换机根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至通信质量测量管理系统。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当所述交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至通信质量测量管理系统。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当所述交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述测量业务报文包括goose报文、sv报文和mms报文。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：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应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，其特征在于，包括：
提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；
向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息或者响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
2.一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息；
发送模块，用于向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
统计分析模块，用于接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量，所述响应信息是各交换机响应于接收到的测量业务报文特征信息执行设定操作产生的。
3.一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，其特征在于，包括：
响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；
判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息或者响应信息和网络质量测量数据发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端。
4.根据权利要求2所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，其特征在于，当判别结果为该本地交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至管理系统端。
5.根据权利要求2所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，其特征在于：当判别结果为该本地交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取本地交换机中的网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至网络质量测量指令和测量业务报文特征信息的发送端，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
6.根据权利要求2所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量方法，其特征在于：当判别结果为该本地交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
7.一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，包括：
响应模块，用于响应于接收到的网络质量测量指令，完成与待测路径上其他交换机的时间同步；
执行模块，用于判别本地交换机是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息发送至管理系统端。
8.一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，包括：通信质量测量管理系统和若干个沿着待测路径分布的交换机；
所述通信质量测量管理系统提取获取到的待测路径的测量业务报文特征信息，并向待测路径上的各交换机发送网络质量测量指令和所述测量业务报文特征信息；
各交换机基于接收到的网络质量测量指令完成时间同步，并判别自身是否为待测路径上的边缘交换机，基于判别结果和接收到的测量业务报文特征信息产生响应信息，并将所述响应信息或者响应信息发送至所述通信质量测量管理系统；
所述通信质量测量管理系统接收各交换机发送的响应信息，并进行统计和分析，完成网络质量测量。
9.根据权利要求8所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，当所述交换机为待测路径上的起始边缘交换机时，则所述交换机根据接收到的测量业务报文特征信息对接收到的测量报文进行识别和标记，记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并将测量报文的进入时间和离开时间写入到测量报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间发送至通信质量测量管理系统。
10.根据权利要求8所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，当所述交换机为待测路径上的非边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，并获取网络质量测量数据，时间累加信息写入到报文的保留字段或报文尾部，最后将所述测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间和网络质量测量数据发送至通信质量测量管理系统，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
11.根据权利要求8所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，当所述交换机为待测路径上的终点边缘交换机时，则所述交换机记录测量报文统计数据、测量报文的进入时间和离开时间，时间累加信息从测量报文的保留字段或报文尾部读出并记录，去除测量报文中的标记信息，去除报文保留字段记录的时间累加信息或尾部添加的字段还原报文，所述时间累加信息是对测量报文在每台交换机进入和离开的时延进行了累加得到的。
12.根据权利要求8所述的一种基于智能变电站业务报文的网络质量测量系统，其特征在于，所述测量业务报文包括goose报文、sv报文和mms报文。
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