CN215268311U - 一种数据转发装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种数据转发装置，包括：片上系统SoC、千兆光收发器、时间同步模块、千兆以太网收发器。千兆光收发器、时间同步模块和千兆以太网收发器分别与片上系统SoC连接。千兆光收发器用于获取RTDS生成的仿真数据，以及向RTDS发送片上系统SoC解析现场测试数据得到的第一现场测试数据。千兆以太网收发器用于通过5G通信终端发送片上系统SoC对仿真数据组包得到的第一仿真数据，以及通过5G通信终端接收现场测试终端发送的现场测试数据，时间同步模块用于向片上系统SoC发送时间同步信息，以用于片上系统SoC根据时间同步信息对第一仿真数据标注时间。通过该数据转发装置实现RTDS与现场测试终端之间及时进行信息互传，得到准确的稳控体系的可靠性测试结果。

Description

一种数据转发装置

技术领域

本申请属于电力系统安全控制技术领域，尤其涉及一种数据转发装置。

背景技术

随着现代电力系统规模的不断扩大，电网结构日益复杂，运行方式灵活多变，系统稳定问题日益突出。随着电力系统第二道防线的安全稳定控制系统(以下简称稳控系统)策略复杂性的增加以及系统规模越来越庞大，稳控系统的可靠性愈加重要。一旦发生稳控系统误动或拒动，轻则扩大事故影响，造成不必要的损失，重则对电力系统造成灾难性破坏。

因此，针对稳控系统的可靠性测试，形成了厂家内部测试、出厂调试、实时数字仿真仪(Real Time Digital Simulator，RTDS)试验和系统联调等多个阶段的综合性验证体系。但是，目前的稳控系统仿真实验体系将RTDS综合实验和现场调试相互割裂，RTDS生成的仿真数据与稳控系统的现场调试数据无法及时进行信息交互，导致对稳控体系的可靠性测试结果不准确。

实用新型内容

本申请实施例提供一种数据转发装置，能够及时进行信息互传，得到准确的稳控体系的可靠性测试结果。

第一方面，本申请实施例提供一种数据转发装置，包括：片上系统SoC、千兆光收发器、时间同步模块、千兆以太网收发器；

千兆光收发器，与片上系统SoC连接，用于获取实时数字仿真仪RTDS生成的仿真数据，并向片上系统SoC发送仿真数据；

时间同步模块，与片上系统SoC连接，用于获得时间同步信息，向片上系统SoC发送时间同步信息；

片上系统SoC，与千兆以太网收发器连接，用于接收千兆光收发器发送的仿真数据和时间同步模块发送的同步时间信息，根据仿真数据和同步时间信息，得到第一仿真数据，向千兆以太网收发器发送第一仿真数据；

千兆以太网收发器，用于接收第一仿真数据，并通过5G通信终端向现场测试终端发送第一仿真数据；

千兆以太网收发器，还用于接收现场测试终端通过5G通信终端发送的现场测试数据，并向片上系统SoC发送现场测试数据；

片上系统SoC，还用于接收千兆以太网收发器发送的现场测试数据，解析现场测试数据，得到第一现场测试数据，并向千兆光收发器发送第一现场测试数据；

千兆光收发器，还用于接收片上系统SoC发送的第一现场测试数据，并向RTDS发送第一现场测试数据。在一种可能的实现方式中，数据转发装置还包括：Boot Flash存储器，与片上系统SoC电连接，用于存储片上系统SoC的应用程序文件，当硬件电路上电时，加载应用程序文件启动片上系统SoC。

在一种可能的实现方式中，数据转发装置还包括：AC/DC电源模块，与片上系统SoC电连接，用于将交流电转化直流电为片上系统SoC供电。

在一种可能的实现方式中，时间同步模块包括：时间同步接收天线和时间同步接收器；

时间同步接收天线，与时间同步接收器连接，用于获取时间基准信号，并向时间同步接收器发送时间基准信号；

时间同步接收器，用于接收时间基准信号，并解析时间基准信号，得到时间同步信息，向片上系统SoC发送时间同步信息。

在一种可能的实现方式中，片上系统SoC包括：协调世界时UTC时间解析器、串行数据收发模块、数据缓存器、TCP/IP解包器和TCP/IP组包器；

UTC时间解析器，与数据缓存器连接，用于接收时间同步信息，并解析时间同步信息，得到UTC时间，以用于对仿真数据标注时间；

TCP/IP解包器，与数据缓存器连接，用于解析现场测试数据，得到第一现场测试数据；

TCP/IP组包器，与数据缓存器连接，用于对离散仿真数据进行TCP/IP组包，得到第一仿真数据；

串行数据收发模块，与数据缓存器连接，用于接收千兆光收发器发送的仿真数据，以及现场测试终端通过5G通信终端发送的现场测试数据，并将第一仿真数据发送至千兆以太网收发器，以及将现场测试数据发送至千兆光收发器；

数据缓存器，用于缓存仿真数据、第一仿真数据以及UTC时间。

在一种可能的实现方式中，千兆光收发器与片上系统SoC通过差分信号线连接。

在一种可能的实现方式中，千兆以太网收发器与5G通讯终端通过双绞线连接。

在一种可能的实现方式中，片上系统SoC还包括介质访问控制层MAC模块，片上系统SoC通过MAC层与千兆以太网收发器采用并行数据总线连接。

在一种可能的实现方式中，时间同步接收天线为有源天线。

本申请实施例提供的一种数据转发装置，包括：片上系统SoC、千兆光收发器、时间同步模块、千兆以太网收发器。千兆光收发器，与片上系统SoC连接，用于获取实时数字仿真仪RTDS生成的仿真数据，并向片上系统SoC发送仿真数据。时间同步模块，与片上系统SoC连接，用于获得时间同步信息，向片上系统SoC发送时间同步信息。片上系统SoC，与千兆以太网收发器连接，用于接收千兆光收发器发送的仿真数据和时间同步模块发送的同步时间信息，根据仿真数据和同步时间信息，得到第一仿真数据，向千兆以太网收发器发送第一仿真数据。千兆以太网收发器，用于接收第一仿真数据，并通过5G通信终端向现场测试终端发送第一仿真数据。千兆以太网收发器，还用于接收现场测试终端通过5G通信终端发送的现场测试数据，并向片上系统SoC发送现场测试数据。片上系统SoC，还用于接收千兆以太网收发器发送的现场测试数据，解析现场测试数据，得到第一现场测试数据，并向千兆光收发器发送第一现场测试数据。千兆光收发器，还用于接收片上系统SoC发送的第一现场测试数据，并向RTDS发送第一现场测试数据。通过该数据转发装置实现RTDS与现场测试终端之间及时进行信息互传，得到准确的稳控体系的可靠性测试结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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的附图。

图1是本申请实施例提供的一种数据转发装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由于RTDS与现场的运行系统耦合过于紧密，需要在RTDS仿真中心备份与现场装置的功能和试验参数完全相同的稳控装置，通过RTDS仿真系统验证所投入稳控装置的功能、判据和动作策略。整个试验过程被割裂成两个部分，在稳控系统的现场侧重于回路和装置的基本参数和部分功能试验，在RTDS仿真中心完成动作策略和系统仿真试验。这种调试方法需要在RTDS仿真中心安装大量的稳控装置，增加了试验成本，又因其装置本身的差异以及现场网络通讯延时和二次回路等因素，这种实验室的仿真测试方法无法及时进行信息交互，导致对稳控体系的可靠性测试结果存在误差，无法准确校验稳控系统，存在很大的事故隐患。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种数据转发装置及远程实时仿真系统。

在本申请实施例中，数据转发装置包括：片上系统SoC、千兆光收发器、时间同步模块、千兆以太网收发器。千兆光收发器，与片上系统SoC连接，用于获取实时数字仿真仪RTDS生成的仿真数据，并向片上系统SoC发送仿真数据。时间同步模块，与片上系统SoC连接，用于获得时间同步信息，向片上系统SoC发送时间同步信息。片上系统SoC，与千兆以太网收发器连接，用于接收千兆光收发器发送的仿真数据和时间同步模块发送的同步时间信息，根据仿真数据和同步时间信息，得到第一仿真数据，向千兆以太网收发器发送第一仿真数据。千兆以太网收发器，用于接收第一仿真数据，并通过5G通信终端向现场测试终端发送第一仿真数据。千兆以太网收发器，还用于接收现场测试终端通过5G通信终端发送的现场测试数据，并向片上系统SoC发送现场测试数据。片上系统SoC，还用于接收千兆以太网收发器发送的现场测试数据，解析现场测试数据，得到第一现场测试数据，并向千兆光收发器发送第一现场测试数据。千兆光收发器，还用于接收片上系统SoC发送的第一现场测试数据，并向RTDS发送第一现场测试数据。通过该数据转发装置实现RTDS与现场测试终端之间及时进行信息互传，得到准确的稳控体系的可靠性测试结果。

图1示出了本申请一个数据转发装置的示意图。如图1所示，该数据转发装置100包括：片上系统SOC110、时间同步模块120、千兆光收发器130、千兆以太网收发器140。

千兆光收发器130一端外接LC接口光纤，另一端与片上系统SoC110之间通过差分信号线连接。片上系统SOC110内置MAC模块，其中，MAC模块包括RGMII接口，通过RGMII接口与千兆以太网收发器140进行以太网通讯，即，片上系统SOC110与千兆以太网收发器140采用并行数据总线连接。千兆以太网收发器140与5G通讯终端通过双绞线连接。时间同步模块120通过通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)串行数据接口与片上系统SOC110进行信息传输。

千兆光收发器130获取RTDS生成的仿真数据，并向片上系统SoC110发送该仿真数据。时间同步模块120获得时间同步信息，并向片上系统SoC110发送该时间同步信息。片上系统SoC110接收千兆光收发器130发送的仿真数据和时间同步模块120发送的同步时间信息，根据仿真数据和同步时间信息，得到第一仿真数据，向千兆以太网收发器140发送第一仿真数据。由于仿真数据为AURORA协议的数据，所以片上系统SoC110内置Aurora协议解析程序以获取仿真数据。第一仿真数据为TCP/IP协议的数据，可基于5G网络进行数据传输。千兆以太网收发器140接收第一仿真数据后，通过5G通信终端向现场测试终端发送第一仿真数据。

同时，千兆以太网收发器140接收现场测试终端通过5G通信终端发送的现场测试数据，并向片上系统SoC110发送现场测试数据。由于RTDS接收Aurora协议的数据，而现场测试数据为TCP/IP协议的数据，因此，需要将其转化为Aurora协议的数据。片上系统SoC110接收千兆以太网收发器140发送的现场测试数据之后，解析现场测试数据，得到Aurora协议的第一现场测试数据，并向千兆光收发器130发送第一现场测试数据。千兆光收发器130接收片上系统SoC110发送的第一现场测试数据，并向RTDS发送第一现场测试数据。

通过数据转发装置实现基于5G网络的信息交互，使得数据传输的时延不影响可靠性测试的结果，准确地校验控制系统。

具体地，片上系统SoC110包括UTC时间解析器111、串行数据收发模块112、数据缓存器113、TCP/IP解包器114、TCP/IP组包器115。UTC时间解析器111、串行数据收发模块112、TCP/IP解包器114和TCP/IP组包器115分别与数据缓存器113连接。UTC时间解析器111接收时间同步模块120发送的时间同步信息，并解析时间同步信息，得到UTC时间，以用于对仿真数据标注时间。TCP/IP解包器114解析现场测试数据，得到第一现场测试数据。TCP/IP组包器115对仿真数据进行TCP/IP组包，在组包过程中，根据UTC时间对仿真数据加入时间标记，得到第一仿真数据。串行数据收发模块112接收千兆光收发器130发送的仿真数据，并将第一仿真数据发送至千兆以太网收发器140。数据缓存器113用于暂时存储仿真数据、第一仿真数据、UTC时间。

具体地，时间同步模块120包括时间同步接收天线121和时间同步接收器122，时间同步接收天线121为有源天线，与时间同步接收器122连接。时间同步接收天线121获取时间基准信号，并向时间同步接收器122发送时间基准信号。时间同步接收器122接收时间基准信号，并解析时间基准信号，得到时间同步信息，向片上系统SoC110发送所述时间同步信息。

在一个实施例中，数据转发装置100还包括：AC/DC电源模块150，与片上系统SoC110电连接，用于将交流电转化直流电为片上系统SoC110供电。

在一个实施例中，数据转发装置100还包括：Boot Flash存储器160，与片上系统SoC110电连接，用于存储片上系统SoC110的应用程序文件，当硬件电路上电时，加载应用程序文件启动片上系统SoC110。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数据转发装置，其特征在于，包括：片上系统SoC、千兆光收发器、时间同步模块、千兆以太网收发器；

所述千兆光收发器，与所述片上系统SoC连接，用于获取实时数字仿真仪RTDS生成的仿真数据，并向所述片上系统SoC发送所述仿真数据；

所述时间同步模块，与所述片上系统SoC连接，用于获得时间同步信息，向所述片上系统SoC发送所述时间同步信息；

所述片上系统SoC，与所述千兆以太网收发器连接，用于接收所述千兆光收发器发送的所述仿真数据和所述时间同步模块发送的同步时间信息，根据所述仿真数据和所述同步时间信息，得到第一仿真数据，向所述千兆以太网收发器发送所述第一仿真数据；

所述千兆以太网收发器，用于接收所述第一仿真数据，并通过5G通信终端向现场测试终端发送所述第一仿真数据；

所述千兆以太网收发器，还用于接收所述现场测试终端通过所述5G通信终端发送的现场测试数据，并向所述片上系统SoC发送所述现场测试数据；

所述片上系统SoC，还用于接收所述千兆以太网收发器发送的所述现场测试数据，解析所述现场测试数据，得到第一现场测试数据，并向所述千兆光收发器发送所述第一现场测试数据；

所述千兆光收发器，还用于接收所述片上系统SoC发送的所述第一现场测试数据，并向所述RTDS发送所述第一现场测试数据。

2.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述数据转发装置还包括：BootFlash存储器，与所述片上系统SoC电连接，用于存储所述片上系统SoC的应用程序文件，当硬件电路上电时，加载所述应用程序文件启动所述片上系统SoC。

3.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述数据转发装置还包括：AC/DC电源模块，与所述片上系统SoC电连接，用于将交流电转化直流电为所述片上系统SoC供电。

4.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述时间同步模块包括：时间同步接收天线和时间同步接收器；

所述时间同步接收天线，与所述时间同步接收器连接，用于获取时间基准信号，并向所述时间同步接收器发送所述时间基准信号；

所述时间同步接收器，用于接收所述时间基准信号，并解析所述时间基准信号，得到所述时间同步信息，向所述片上系统SoC发送所述时间同步信息。

5.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述片上系统SoC包括：协调世界时UTC时间解析器、串行数据收发模块、数据缓存器、TCP/IP解包器和TCP/IP组包器；

所述UTC时间解析器，与所述数据缓存器连接，用于接收所述时间同步信息，并解析所述时间同步信息，得到UTC时间，以用于对所述仿真数据标注时间；

所述TCP/IP解包器，与所述数据缓存器连接，用于解析所述现场测试数据，得到所述第一现场测试数据；

所述TCP/IP组包器，与所述数据缓存器连接，用于对所述仿真数据进行TCP/IP组包，得到所述第一仿真数据；

所述串行数据收发模块，与所述数据缓存器连接，用于接收所述千兆光收发器发送的所述仿真数据，以及所述现场测试终端通过所述5G通信终端发送的所述现场测试数据，并将所述第一仿真数据发送至所述千兆以太网收发器，以及将所述现场测试数据发送至所述千兆光收发器；

所述数据缓存器，用于缓存所述仿真数据、所述第一仿真数据以及UTC时间。

6.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述千兆光收发器与所述片上系统SoC通过差分信号线连接。

7.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述千兆以太网收发器与所述5G通讯终端通过双绞线连接。

8.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述片上系统SoC还包括介质访问控制层MAC模块，所述片上系统SoC通过所述MAC层与所述千兆以太网收发器采用并行数据总线连接。

9.根据权利要求1所述的数据转发装置，其特征在于，所述时间同步接收天线为有源天线。

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