CN112188420B - 利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法和系统，复接装置A接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识；复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，并向对侧复接装置B发送短报文；复接装置B根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及复接装置A获得的其自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。本发明方法不需要对保护装置进行升级改造，不需要插拔装置线缆，解决了复用通道故障区间快速识别的难题，提高了光纤复用通道故障区间识别的效率。

Description

利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法和系统

技术领域

本发明涉及变电站继电保护通信技术领域，具体涉及利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法和系统。

背景技术

光纤复用通道是光纤纵联保护的重要组成部分，由于其不受距离限制，在通信网故障时可依靠电力通信网自愈环恢复运行，相对安全可靠，因此，在电力系统中应用广泛。在现场应用过程中，光纤复用通道也会出现一些异常问题导致通道不通畅，例如通道瞬时故障瞬时恢复、调试过程中线缆连接错误等，因此，需要对通道出现的问题进行定位。由于光纤复用通道环节较多，传统排查通道异常的方法费时费力，尤其对瞬时故障瞬时返回的情况难以起效，同时，传统排查过程也容易造成光纤二次污染和线缆松动等问题。

发明内容

针对现有应用过程中的不足，本发明的目的在于提供一种利用短报文在线识别光纤复用通道故障区间的实现方法，以解决现有技术中存在的复用通道故障区间在线定位问题。

本发明采用以下技术方案。

一方面，本发明提供利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，包括以下步骤：

复接装置A接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识；

复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，并向对侧复接装置B发送短报文；

复接装置B根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及对侧复接装置A获得的其自身光口收和电口收的通道状态、获取的复接装置B同侧线路保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

进一步地，复接装置A在空闲时隙向对侧复接装置B发送短报文。

进一步地，复接装置A在向复接装置B传送同侧线路保护装置A的长报文之后间隔预定时间再向对侧复接装置B发送短报文。

进一步地，所述复接装置A接收同侧线路保护装置A的报文并解析获得报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识的方法包括：

进一步地，所述线路保护装置A光口接收端对由对侧保护装置B发送过来的报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得的校验结果包括线路保护装置A光口收侧通道状态量，将该状态量填充到线路保护装置A光口发送端所发送长报文的对应标识位；所述复接装置A光口接收到线路保护装置A发送的长报文后，按照预先约定的协议内容将对应标识位解析出来。

进一步地，复接装置A获取其自身光口收和电口收的通道状态标识的方法包括：

所述复接装置A光口接收端对所收由本侧保护装置A发送的长报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得自身光口接收端的通道状态标识；所述复接装置A电口接收端对所收由对侧保护装置B发送而来的长报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得自身电口接收端的通道状态标识。

进一步地，复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文的方法具体包括：

所述复接装置A将线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收的通道状态标识和电口收的通道状态标识填充到短报文中对应的标识位中构成短报文。

第二方面，本发明提供了利用短报文识别光纤复用通道故障区间的系统，包括线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B，所述线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B用于通过光纤复用通道各环节建立通信链路实现传送报文；

所述复接装置A，用于接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识，根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，并向对侧复接装置B发送短报文；

所述复接装置B，用于根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及获得的自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

本发明所取得的有益技术效果：

本发明利用短报文在复接装置之间进行通信，有效利用了光纤复用通道的空闲时隙，不影响保护装置之间传输的报文，不需要保护装置升级改造；通过短报文实现了光纤复用通道的在线快速定位，不需要插拔光纤和线缆，单侧装置即能在线定位到通道故障区间，有效提高了通道故障区间的定位效率。

附图说明

图1为本发明一种实施例结构示意图；

图2为本发明实施例利用短报文实现光纤复用通道故障区间定位的流程示意；

图3为本发明实施例利用短报文实现光纤复用通道故障区间定位的流程示意；

图4为传统的光纤复用通道所传输信号的传输示意图；

图5为线路保护装置长报文发送的示意图；

图6为本发明实施例复接装置在长报文后发送短报文示意图。

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。

实施例一：如图1所示利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，本实施例的结构示意图如图1所示，所述方法包括以下步骤：

复接装置A接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识；

复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的其自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，并向对侧复接装置B发送短报文；

复接装置B根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及获得的自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

图1示出，保护装置A与保护装置B通过光纤复用通道各环节建立通信链路，本实施例利用短报文实现光纤复用通道故障区间定位的流程示意图2和图3所示，传输保护装置A所产生的报文M1，其中所有复接装置、通信网对M1透明转发。复接装置A通过路径2在空闲时隙传输短报文S-M1至复接装置B。保护装置A监视自身光口收的信号质量和协议内容，诊断出保护装置A光口收侧在线状态S6，将S6搭载在报文M1中，经路径1传输给复接装置A。

复接装置A监视自身光口收、电口收两者的信号质量和协议内容，诊断出自身光口收、电口收的在线状态S1和S5。复接装置A将诊断的本侧状态量S1、S5、S6搭载在短报文S-M1中，发到对侧复接装置B。保护装置B和复接装置B重复以上方法判断出S2、S3、S4，复接装置B结合状态量S1、S5、S6诊断出光纤复用通道的整体通信工况，进而判断出光纤复用通道的故障区间。所述短报文S-M1仅存在于复接装置A、复接装置B之间的环节。

所述短报文S-M1紧跟报文M1传输，当复接装置A检测到T时间内无法收到保护装置A光口信号时，按照固定发送频率发送到对侧复接装置B。

保护装置B与保护装置A通过光纤复用通道各环节建立通信链路，传输保护装置B所产生的报文M2，其中所有复接装置、通信网对M2透明转发。

复接装置B通过路径5在空闲时隙传输短报文S-M2至复接装置A。保护装置B监视自身光口收的信号质量和协议内容，诊断出保护装置B光口收侧在线状态S3，将S3搭载在报文M2中，经路径4传输给复接装置B。复接装置B监视自身光口收、电口收两者的信号质量和协议内容，诊断出自身光口收、电口收的在线状态S2和S4。复接装置B将诊断的本侧状态量S2、S3、S4搭载在短报文S-M2中，发到对侧复接装置A。保护装置A和复接装置A诊断出S1、S5、S6，复接装置A结合状态量S2、S3、S4诊断出光纤复用通道的整体通信工况，进而判断出光纤复用通道的故障区间。

所述短报文S-M2仅存在于复接装置A、复接装置B之间的环节。

所述短报文S-M2紧跟报文M2传输，当复接装置B无法收到保护装置B光口信号时，按照固定发送频率发送到对侧复接装置A。

所述状态S1、S4状态为复接装置的光口收在线状态，所述状态S3、S6状态为保护装置的光口收在线状态，光口收在线状态包括光口功率故障状态、光口报文故障状态。

所述状态S2、S5状态为复接装置的电口收的在线状态，电口收的在线状态包括电口码型故障状态、电口报文故障状态。

光纤复用通道采用的报文格式是HDLC格式（属于现有技术）。

HDLC报文帧格式通常是：

帧头	地址域	控制域	信息域	校验域	帧尾
						7E	A	C	I	CRC	7E

线路保护装置所产生报文（因其信息域长度相对后文中“短报文”较长，后文中称为“长报文”）（后文中长报文Message缩写M，短报文Short Message缩写S-M）：

传统的光纤复用通道所传输信号的传输顺序（如图4所示）为：线路保护装置产生HDLC报文（光信号），经本侧复接装置（光信号转换成电信号）、电力通信网设备（电信号转换成光信号再转换成电信号）（报文传输经过的电力通信网装置实际上很多，此处电力通信网部分相当于信息管道性质，在此处当做一个示意即可）、对侧复接装置（电信号转换成光信号），最终由对侧线路保护装置接收（光信号）。线路保护装置长报文发送的示意图如图5所示。

图4中示出的通信网仅为示意，实际上很复杂，包含很多设备，其功能为信息管道，不对传输的报文做改动。

线路保护装置之间所要传输的有效信息：按照HDLC帧格式填充到帧头、帧尾之间的地址域、控制域、信息域中，由线路保护装置发起到对侧线路保护装置，信息传送方向为双向传送（即对侧线路保护装置也需要发起报文到本侧线路保护装置）。

校验方法：CRC校验方法一般为CRC-16算法，但不限于此校验算法，发送侧按照CRC校验方法计算出校验码填充到校验域中，接收侧按照CRC校验方法计算出校验码，比对校验结果是否和接收报文的校验域一致。

应用层校验方法：根据帧头帧尾之间的数据区的数据，判定通道编码、稳定、同步、丢帧、误帧、延时变化等情况是否正常，属于线路保护装置现有技术手段。

信息域I：包含保护装置的采样值、状态量等消息，其中状态量使用二进制数据位，其实际含义决定于事先定义的功能，例如，定义某数据位，1表示光纤通道异常，0表示光纤通道正常。

线路保护装置通道异常的功能实现：其中在信息域I中定义某一位为“光口收侧通道状态标识”，即本侧线路保护装置对光口收侧报文进行校验，根据内部逻辑判断而得出的通道异常bit位（具体判断方法：现有线路保护装置都有光纤通道异常判定功能，具体方法不在本发明的范畴，判断光纤通道异常的常用方法包括报文物理层的编码规则校验、链路层HDLC的CRC校验等，传统的信号校验顺序是从底层到上层的顺序，在本发明中表现为先物理层校验再链路层校验）。

复接装置获得线路保护装置光口收侧通道状态标识的方法如下：

按照以上描述，如图4所示复接装置会接收线路保护装置发送的长报文，复接装置需要解析长报文，进而可获得线路保护装置所发送的HDLC报文中的“光口收侧通道状态标识”（即<保护装置对链路报文的判定结果bit位>）,复接装置A可将此bit位标记成S6。

本实施例中线路保护装置A光口接收端对所收报文（由对侧保护装置B发送而来）进行链路层CRC校验和应用层校验，将校验结果（即线路保护装置A光口收侧通道状态量S6）填充到线路保护装置A光口发送端所发送长报文的对应标识位；所述复接装置A光口接收到线路保护装置A发送的长报文后，按照事先约定的协议内容将对应标识位解析出来。

所述复接装置A光口接收端对所收长报文（由本侧保护装置A发送而来）进行链路层CRC校验和应用层校验，即可获得光口接收端的通道状态标识S1；所述复接装置A电口接收端对对所收长报文（由对侧保护装置B发送而来）进行链路层CRC校验和应用层校验（包括丢帧、误帧），即可获得电口接收端的通道状态标识S5。

所述复接装置A将线路保护装置A光口收侧通道状态标识S6以及获得的自身光口收的通道状态标识S1和电口收的通道状态标识S5填充到短报文中对应的标识位中，由复接装置A在发送长报文后一定时间后再发送短报文。

所述复接装置B可按照上述方法获取线路保护装置B光口收侧通道状态标识S3以及获得的自身光口收的通道状态标识S4和电口收的通道状态标识S2，根据S1-S6的具体故障点和实现规定的故障区间进行一一对应即可获知故障区间。

短报文仅在本侧复接装置和对侧复接装置之间传输，相对于线路保护装置所发送的长报文，短报文的I帧数据长度较短，故此发明中统称为“短报文”：

传统光纤复用通道仅仅是传输长报文，不容易对通道出现的问题进行定位，为了解决该技术问题，本发明对通道的状态判定是对长报文进行判定，短报文仅用来在复接装置之间传输通道状态；当复接装置不能正常接收短报文时，复接装置仅按照单侧判定结果在两侧分别做出判断，由现场检修人员根据两侧判定结果判定故障区间，当复接装置可正常接收短报文时，由复接装置判断故障区间。本发明利用短报文在复接装置之间进行通信，有效利用了光纤复用通道的空闲时隙，不影响保护装置之间传输的报文，不需要保护装置升级改造；通过短报文实现了光纤复用通道的在线快速定位，不需要插拔光纤和线缆，单侧装置即能在线定位到通道故障区间，有效提高了通道故障区间的定位效率。

本实施例中短报文同样使用HDLC协议，组帧方法与长报文所用方法相同。校验方法：其中CRC校验方法与长报文所用方法相同，应用层校验方法仅为丢帧、误帧。

信息域I帧仅包含本侧复接装置判断好的通道状态等消息。包含4字节（32bit），目前仅填充其中8bit位。表1中内容为复接装置所判定的通道状态信息映射到短报文具体含义。（S1\S5\S6为主判定结果，其他判定结果可用作辅助判断依据）

表1复接装置所判定的通道状态信息映射到短报文具体含义

BIT	含义	释义
			1	本侧光收光功率越下限	光口接口功率低
2	本侧光收异常状态S1	复接装置A光接收口报文异常
			3	本侧电收异常状态S5	复接装置A电接收口报文异常
4	本侧保护接收异常状态S6	保护装置A光接收口报文异常
			5	本侧电口长报文接收心跳	复接装置A电接收口长报文心跳
6	本侧电口短报文接收心跳	复接装置A电接收口短报文心跳
			7	本侧录波功能投退状态	本侧复接装置A的报文记录功能投入标志
8	本侧录波触发	本侧复接装置A的报文记录功能已触发
			9-32	保留字段	预留

本实施例中生成并发送短报文过程：复接装置接收光信号、电信号后，对光信号或电信号承载的长报文进行快速判定（判定方法同长报文光信号），判定完毕后，将逻辑判定结果填充到短报文对应位中；由于复接装置收到长报文后进行逻辑判定需要一些时间，复接装置先转发完线路保护装置所发送的长报文，为保证发送短报文的内容可靠性，复接装置可在转发长报文后一定时间内发送空报文，之后再发送短报文到电力通信网设备，其中长报文、短报文总体的发送周期不能超出线路保护装置的长报文的间隔期（如图6所示）。

本实施例中接收并解析短报文过程：复接装置接收电信号，首先根据信号长度判定报文是“长报文”还是“短报文”，对长报文透明转发；对短报文校验，校验正确确保其信息有效性，提取短报文帧中的各通道状态标志位，进而一侧复接装置可获知另一侧复接装置的通道状态判定状态，从而实现全局通道状态的综合判定结果。

本实施例中故障区间定位的方法：综合判定结果中各标志位S1-S6和复用通道的通道状态对应如图1所示，可根据标志位的结果判定出故障区间，由现场检修人员按照“发送端最近原则”依次处理通道故障。

本发明在保护装置发送报文的同时，复接装置利用光纤复用通道的空闲时隙互发短报文，本侧的复接装置将诊断出的通道状态传输到对侧复接装置，对侧复接装置综合实现了两侧复接装置诊断出的通道状态信息，从而实现在线快速识别复用通道故障区间。此方法不需要对保护装置进行升级改造，不需要插拔装置线缆，解决了复用通道故障区间快速识别的难题，提高了光纤复用通道故障区间识别的效率

实施例二、与以上实施例相对应的，本实施例提供利用短报文识别光纤复用通道故障区间的系统，包括线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B，所述线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B用于通过光纤复用通道各环节建立通信链路实现传送报文；

所述复接装置A，用于接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识，根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，并向对侧复接装置B发送短报文；

所述复接装置B，用于根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及获得的自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

需要说明的是，本实施例中线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B执行的具体方法如上述实施例中所述，本实施例中不再赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，其特征在于，包括以下步骤：

复接装置A接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识；

复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的其自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，复接装置A在空闲时隙向对侧复接装置B发送短报文；

复接装置B根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及复接装置A获得其自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

2.根据权利要求1所述的利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，复接装置A在向复接装置B传送同侧线路保护装置A的长报文之后间隔预定时间再向对侧复接装置B发送短报文。

3.根据权利要求1所述的利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，所述复接装置A接收同侧线路保护装置A的报文并解析获得报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识的方法包括：

所述线路保护装置A光口接收端对由对侧保护装置B发送过来的报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得的校验结果包括线路保护装置A光口收侧通道状态量，将该状态量填充到线路保护装置A光口发送端所发送长报文的对应标识位；所述复接装置A光口接收到线路保护装置A发送的长报文后，按照预先约定的协议内容将对应标识位解析出来。

4.根据权利要求1所述的利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，复接装置A获取其自身光口收和电口收的通道状态标识的方法包括：

所述复接装置A光口接收端对所收由本侧保护装置A发送的长报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得光口接收端的通道状态标识；所述复接装置A电口接收端对所收由对侧保护装置B发送而来的长报文进行链路层CRC校验和应用层校验，获得电口接收端的通道状态标识。

5.根据权利要求1所述的利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，其特征在于，复接装置A根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及复接装置A获得的其自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文的方法具体包括：

所述复接装置A将线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收的通道状态标识和电口收的通道状态标识填充到短报文中对应的标识位中构成短报文。

6.根据权利要求1所述的利用短报文识别光纤复用通道故障区间的方法，其特征在于，短报文同样使用HDLC协议。

7.利用短报文识别光纤复用通道故障区间的系统，包括线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B，所述线路保护装置A、复接装置A、复接装置B和线路保护装置B用于通过光纤复用通道各环节建立通信链路实现传送报文，其特征在于，

所述复接装置A，用于接收同侧线路保护装置A的长报文并解析获得长报文中保护装置A的光口收侧通道状态标识，根据线路保护装置A光口收侧通道状态标识以及获得的自身光口收和电口收的通道状态标识生成短报文，复接装置A在空闲时隙向对侧复接装置B发送短报文；

所述复接装置B，用于根据接收对侧复接装置A发送的短报文以及复接装置A获得的其自身光口收和电口收的通道状态、保护装置B的光口收侧通道状态标识以及复接装置B自身光口收和电口收的通道状态确定光纤复用通道的故障区间。

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