CN113472482A - 一种应用于5g网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统 - Google Patents
一种应用于5g网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统,方法包括:将每一帧数据按照信息帧头、链路信息和应用数据组帧;所述信息帧头按照帧前导字段和帧起始分隔字段组帧;所述链路信息按照以太网MAC地址、以太网IP地址和端口信息组帧;所述应用数据按照采样值帧序号、模拟量数据和状态量数据组帧。系统包括信息帧头模块、链路信息模块和应用数据模块。本发明将传统的采样值数据报文基于TCP/IP协议簇进行组帧,满足5G网络数据通信机制,能够支撑配电线路基于5G纵差保护功能的应用。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域,特别涉及一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统。
背景技术
随着大量分布式新能源的接入,配电网拓扑结构和故障特性发生了根本性变化,呈现出多电源、多分段、多分支等复杂特征,三段式过流保护因不能同时兼顾选择性及速动性的要求而难以应用。另外,兼具性能和成本优势的纵联通信通道在当前的配网系统比较缺乏,使得光纤差动保护不具备部署条件。近年来,5G通信技术日益成熟,并逐渐推广应用。其大带宽、超可靠、低时延等特点恰好满足了以纵联差动保护数据传输为代表的电力保护控制类通信性能要求,为配电网提供了可行的保护控制通信方案。
为完成基于5G通信的纵差保护功能,在5G通信下,配电线路本侧的保护终端在完成模拟量采样后,必须将模拟量采样数据转换为数字量再传输至线路对侧。如图2所示,5G通信网络的核心基础为TCP/IP协议簇,按照OSI定义的网络连接七层协议,其通信数据工作应在第三层网络层。然而传统采样值数据只能在链路层工作,与5G通信网络寻址传输的机制不匹配,不能直接传输,无法完成配电线路两侧保护终端的采样数据通信。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统,将传统的采样值数据报文基于TCP/IP协议簇进行组帧,满足5G网络数据通信机制,能够支撑配电线路基于5G纵差保护功能的应用。
第一方面,本发明实施例提供了一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其中,将每一帧数据按照信息帧头、链路信息和应用数据组帧。
所述信息帧头按照帧前导字段和帧起始分隔字段组帧。
所述链路信息按照以太网MAC地址、以太网IP地址和端口信息组帧。
所述应用数据按照采样值帧序号、模拟量数据和状态量数据组帧。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述帧前导字段用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成。
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述以太网MAC地址用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息。
所述以太网IP地址用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息。
所述端口信息用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述采样值帧序号用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步。
所述模拟量数据用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位。
所述状态量数据用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
第二方面,本发明实施例还提供了一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其中,每一帧数据包括信息帧头模块、链路信息模块和应用数据模块。
所述信息帧头模块包括帧前导字段单元和帧起始分隔字段单元。
所述链路信息模块包括以太网MAC地址单元、以太网IP地址单元和端口信息单元。
所述应用数据模块包括采样值帧序号单元、模拟量数据单元和状态量数据单元。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,所述帧前导字段单元用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成。
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,所述以太网MAC地址单元用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息。
所述以太网IP地址单元用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息。
所述端口信息单元用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式,其中,所述采样值帧序号单元用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步。
所述模拟量数据单元用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位。
所述状态量数据单元用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
本发明实施例的有益效果是:
针对传统的采样值数据报文无法在5G通信网络中寻址传输的问题,本发明提出了一种适用于5G通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统,将传统的采样值数据报文基于TCP/IP协议簇进行组帧,满足5G网络数据通信机制,能够支撑配电线路基于5G纵差保护功能的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法的流程图;
图2为现有技术中5G通信网络协议结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
请参照图1,本发明的第一个实施例提供一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其中,将每一帧数据按照信息帧头、链路信息和应用数据组帧。
所述信息帧头按照帧前导字段和帧起始分隔字段组帧。
所述链路信息按照以太网MAC地址、以太网IP地址和端口信息组帧。
所述应用数据按照采样值帧序号、模拟量数据和状态量数据组帧。
其中,所述帧前导字段用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成,占7个字节。
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成,占1个字节。
其中,所述以太网MAC地址用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息,占12个字节。
所述以太网IP地址用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息,占22个字节。
所述端口信息用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息,占8个字节。
其中,所述采样值帧序号用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步,序号范围0~3999,占2个字节。
所述模拟量数据用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位。
所述状态量数据用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
本发明的第二个实施例提供一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其中,每一帧数据包括信息帧头模块、链路信息模块和应用数据模块。
所述信息帧头模块包括帧前导字段单元和帧起始分隔字段单元。
所述链路信息模块包括以太网MAC地址单元、以太网IP地址单元和端口信息单元。
所述应用数据模块包括采样值帧序号单元、模拟量数据单元和状态量数据单元。
其中,所述帧前导字段单元用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成,占7个字节。
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成,占1个字节。
其中,所述以太网MAC地址单元用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息,占12个字节。
所述以太网IP地址单元用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息,占22个字节。
所述端口信息单元用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息,占8个字节。
其中,所述采样值帧序号单元用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步,序号范围0~3999,占2个字节。
所述模拟量数据单元用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位。
所述状态量数据单元用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
本发明实施例旨在保护一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统,具备如下效果:
本发明提供一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及系统,将传统的采样值数据报文基于TCP/IP协议簇进行组帧,满足5G网络数据通信机制,能够支撑配电线路基于5G纵差保护功能的应用。
本发明实施例所提供的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法及装置的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
具体地,该存储介质能够为通用的存储介质,如移动磁盘、硬盘等,该存储介质上的计算机程序被运行时,能够执行上述应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,从而能够满足5G网络数据通信机制,支撑配电线路基于5G纵差保护功能的应用。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其特征在于,包括:将每一帧数据按照信息帧头、链路信息和应用数据组帧;
所述信息帧头按照帧前导字段和帧起始分隔字段组帧;
所述链路信息按照以太网MAC地址、以太网IP地址和端口信息组帧;
所述应用数据按照采样值帧序号、模拟量数据和状态量数据组帧。
2.根据权利要求1所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其特征在于,
所述帧前导字段用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成;
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成。
3.根据权利要求1所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其特征在于,
所述以太网MAC地址用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息;
所述以太网IP地址用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息;
所述端口信息用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息。
4.根据权利要求1所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧的组帧方法,其特征在于,
所述采样值帧序号用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步;
所述模拟量数据用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位;
所述状态量数据用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
5.一种应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其特征在于,每一帧数据包括信息帧头模块、链路信息模块和应用数据模块;
所述信息帧头模块包括帧前导字段单元和帧起始分隔字段单元;
所述链路信息模块包括以太网MAC地址单元、以太网IP地址单元和端口信息单元;
所述应用数据模块包括采样值帧序号单元、模拟量数据单元和状态量数据单元。
6.根据权利要求5所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其特征在于,
所述帧前导字段单元用于使接收侧获知导入帧,由1和0组成;
所述帧起始分隔字段用于信息帧头与网络信息部分的分隔,由1和0组成。
7.根据权利要求5所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其特征在于,
所述以太网MAC地址单元用于接收端校验两侧数据的MAC地址,包括源MAC地址和目的MAC地址,所述源MAC地址用于描述发送端的物理地址信息,所述目的MAC地址用于描述接收端的物理地址信息;
所述以太网IP地址单元用于接收端设备校验两侧数据的IP地址,描述IP地址信息类型,进行IPV4或IPV6格式的区分,描述发送端及接收端设备的IP地址信息;
所述端口信息单元用于接收端校验两侧数据的端口信息,包括发送端及接收端的端口信息。
8.根据权利要求5所述的应用于5G网络数据通信的保护采样值数据帧系统,其特征在于,
所述采样值帧序号单元用于接收端识别发送端的采样序号并进行同步;
所述模拟量数据单元用于保留采样值信息,包括发送端采集的三相电压数据和电流数据,还包括预留扩展位;
所述状态量数据单元用于将发送端的保护启动信息和联跳对侧信号发送至接收端,还包括预留扩展位。
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