一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于：設置廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，用于承載廣域保護系統(tǒng)的通信業(yè)務，提供廣域保護系統(tǒng)的裝置復用通信通道；采用統(tǒng)計復用的數據網絡通信結構，廣域保護系統(tǒng)的不同裝置共享通信網絡帶寬，統(tǒng)計復用，提高通信效率；采用E-tree方案承載組播通信報文，采用雙樹業(yè)務流方式實現通信故障業(yè)務保護，構成廣域保護系統(tǒng)組播通信方式；采用通信網絡傳輸IEEE1588v2協(xié)議實現網絡設備時間同步，并給廣域保護系統(tǒng)的裝置提供時間同步對時信號。本發(fā)明專利采用廣域保護系統(tǒng)利用數據網絡作為承載通道，E-tree組播通信方式實現一發(fā)多收方式的通信方案，通信網絡傳輸1588協(xié)議實現站間時間同步對時；具有節(jié)省通信帶寬、提高通信利用率、同步傳輸時間信號的特點。
【專利說明】一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，是一種采用E-tree組 播通信方式實現一發(fā)多收方式的通信方案。屬于電力通信【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 廣域保護系統(tǒng)指的是將緊密關聯的若干變電站作為一個區(qū)域，區(qū)域內的各保護裝 置通過光纖互聯，通過信息共享，根據網絡拓撲結構，快速定位故障點，對區(qū)域電網進行保 護與控制。
[0003] 廣域保護控制定義為依賴電力系統(tǒng)多點的信息，對故障進行快速、可靠、精確的 切除，同時分析故障切除對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響，并采取相應的控制措施，可提高輸 電線可用容量或系統(tǒng)可靠性，同時實現繼電保護和自動控制功能的系統(tǒng)。
[0004] 廣域保護系統(tǒng)可以分為二類：一類是利用廣域信息，主要具有安全監(jiān)視、控制、穩(wěn) 定邊界計算及狀態(tài)估計等功能，其側重點在廣域信息的利用和安全功能的實現；另一類是 利用廣域信息，完成繼電保護功能。所以站間通信是實現廣域保護系統(tǒng)功能的基本條件， 通信網絡必須滿足廣域保護裝置的通信需求，包括帶寬、接口、通道質量要求等。
[0005] 現有技術中，廣域保護系統(tǒng)站間通信一般采用SDH網絡E1專線方式，不同站點間 在SDH網絡上開通2M E1專線通道，廣域保護裝置與SDH網絡互聯采用協(xié)議轉換器（FE轉 E1接口）或MSTP以太網板卡方式，通信通道保護采用SDH自愈環(huán)保護或無保護。這種廣域 保護系統(tǒng)現有通信方式存在如下缺陷：（1)帶寬不足，限制了廣域保護裝置交互信息容量， 限制了廣域保護功能與控制精度的應用。（2)廣域保護裝置需要向多個對端站點發(fā)送相同 信息，采用二層組播方式發(fā)送報文，現狀開通SDH專線方式承載組播，通信效率不高，帶寬 占用大，網絡建設成本高。（3)由于各站點GPS衛(wèi)星接收機差異較大，使得各站同步誤差較 大，不能在業(yè)務信息中使用同步信號。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的，是為了提供一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法。該方法 利用數據網絡作為承載通道，采用E-tree組播通信方式實現一發(fā)多收式通信。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術方案達到：
[0008] -種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于：
[0009] 1)設置廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，用于承載廣域保護系統(tǒng)的通信業(yè)務，提 供廣域保護系統(tǒng)的裝置復用通信通道；
[0010] 2)采用統(tǒng)計復用的數據網絡通信結構，廣域保護系統(tǒng)的不同裝置共享通信網絡帶 寬，統(tǒng)計復用，提高通信效率；
[0011] 3)采用E-tree方案承載組播通信報文，采用雙樹業(yè)務流方式實現通信故障業(yè)務 保護，構成廣域保護系統(tǒng)組播通信方式；
[0012] 4)采用通信網絡傳輸IEEE 1588v2協(xié)議實現網絡設備時間同步，并給廣域保護系 統(tǒng)的裝置提供時間同步對時信號。
[0013] 本發(fā)明的目的還可以通過采取如下技術方案達到：
[0014] 進一步地，所述廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，其實現方式為分組交換網絡 承載廣域保護業(yè)務，包括PTN網絡、以太網交換機網絡或路由器網絡；網絡業(yè)務接口為 1000BASE以太網，網絡組網鏈路采用GE或10GE帶寬，端到端通信時延小于廣域保護業(yè)務要 求的15ms。
[0015] 進一步地，所述廣域保護系統(tǒng)組播通信方式，用于廣域保護系統(tǒng)業(yè)務組播報文通 信，以節(jié)省帶寬、提高網絡通信效率，其實現方式為網絡配置Ε-tree業(yè)務實現一站發(fā)信息， 多站接收信息，并且網絡配置成雙樹業(yè)務流，每個葉子節(jié)點可從兩個不同路徑接收組播報 文，主用業(yè)務流故障中斷情況下，設備50ms切換為接收備用業(yè)務流信息。
[0016] 進一步地，所述廣域保護系統(tǒng)網絡同步對時方式，用于廣域保護裝置互相同步對 時，使得各站點裝置能夠獲取同一時間信號，并應用于裝置監(jiān)測與控制，其實現方式為數據 網絡設備運行IEEE1588v2協(xié)議，從廣域保護主站獲取時間同步信號，通過網絡同步方式， 向各廣域保護子站傳送時間同步信號，子站接收1588同步報文，與主站時間一致。
[0017] 本發(fā)明具有如下突出的有益效果：
[0018] 1、本發(fā)明專利由于采用廣域保護系統(tǒng)利用數據網絡作為承載通道，采用E-tree 組播通信方式實現一發(fā)多收方式的通信方案，采用通信網絡傳輸1588協(xié)議實現站間時間 同步對時；因此具有節(jié)省通信帶寬、提高通信利用率、同步傳輸時間信號的特點，起到保障 廣域保護系統(tǒng)正常通信與對時的作用；應用本專利滿足了高效經濟的寬帶廣域保護系統(tǒng)通 信與對時需要。
[0019] 2、本發(fā)明涉及的廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，用于承載廣域保護系統(tǒng)業(yè)務， 提供廣域保護裝置站間復用通信通道。
[0020] 3、本發(fā)明涉及的采用Ε-tree方案承載組播通信報文，采用雙樹業(yè)務流方式實現 通信故障業(yè)務保護，構成廣域保護系統(tǒng)組播通信方式廣域保護系統(tǒng)組播通信方式，用于廣 域保護系統(tǒng)業(yè)務組播報文通信，節(jié)省帶寬，提高網絡通信效率。
[0021] 4、本發(fā)明涉及的廣域保護系統(tǒng)網絡同步對時方式，用于廣域保護裝置互相同步對 時，使得各站點裝置能夠獲取同一時間信號，并應用于裝置監(jiān)測與控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明涉及的廣域保護系統(tǒng)數據網絡組播通信結構示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明涉及的E-tree通信方式與時間同步方式示意圖。
[0024] 圖3為本專利涉及的廣域保護系統(tǒng)E-tree通信方式與時間同步方式示意圖。
[0025] 具體實現方式
[0026] 下面結合附圖對本專利作進一步詳細說明。
[0027] 本實施列涉及的廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于：
[0028] 1)設置廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，用于承載廣域保護系統(tǒng)的通信業(yè)務，提 供廣域保護系統(tǒng)的裝置復用通信通道；
[0029] 2)采用統(tǒng)計復用的數據網絡通信結構，廣域保護系統(tǒng)的不同裝置共享通信網絡帶 寬，統(tǒng)計復用，提高通信效率；
[0030] 3)采用E-tree方案承載組播通信報文，采用雙樹業(yè)務流方式實現通信故障業(yè)務 保護，構成廣域保護系統(tǒng)組播通信方式；
[0031] 4)采用通信網絡傳輸IEEE 1588V2協(xié)議實現網絡設備時間同步，并給廣域保護系 統(tǒng)的裝置提供時間同步對時信號。
[0032] 參照圖1，本發(fā)明涉及的設備包括廣域控制保護裝置主站和若干個廣域控制保護 裝置子站，廣域控制保護裝置主站與廣域控制保護裝置子站之間及廣域控制保護裝置子站 與廣域控制保護裝置子站之間，通過分組數據網絡連接。
[0033] 參照圖2,本發(fā)明涉及的所述廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，包括組播E-tree 源和若干個組播E-tree葉子，所述組播E-tree源通過E-tree主用樹鏈路與一部分E-tree 葉子連接、形通過E-tree備用樹鏈路與另一部分E-tree葉子連接，形成雙組播E-tree通 信鏈路。用于承載廣域保護系統(tǒng)業(yè)務，提供廣域保護裝置站間復用通信通道，其實現方式有 采用分組交換網絡承載廣域保護業(yè)務，如PTN網絡、以太網交換機網絡、路由器網絡等。網 絡業(yè)務接口為1000BASE以太網，網絡組網鏈路采用GE或10GE帶寬，端到端通信時延小于 廣域保護業(yè)務要求的15ms。
[0034] 所述廣域保護系統(tǒng)組播通信方式，用于廣域保護系統(tǒng)業(yè)務組播報文通信，節(jié)省帶 寬，提高網絡通信效率，其實現方式為網絡配置E-tree業(yè)務實現一站發(fā)信息，多站接收信 息，并且網絡配置成雙樹業(yè)務流，每個葉子節(jié)點可從兩個不同路徑接收組播報文，主用業(yè)務 流故障中斷情況下，設備50ms切換為接收備用業(yè)務流信息。
[0035] 參照圖1和圖2,本實施例的具體實現方式為：
[0036] 通過網絡管理系統(tǒng)或其他管理手段，在分組交換網絡內建立組播E-tree的主路 徑和備路徑，盡量做到主路徑和備路徑不重合，對于同一 E-tree節(jié)點最多從主備兩個方向 接收組播業(yè)務流信息。廣域保護系統(tǒng)的主站接入到組播E-tree源設備節(jié)點，組播E-tree 源設備將組播業(yè)務報文復制到E-tree主用鏈路和備用鏈路兩個方向并向下游發(fā)送。任意 組播下游的E-tree葉子節(jié)點會從主用鏈路和備用鏈路方向均收到由源發(fā)送過來的組播業(yè) 務信息，E-tree葉子節(jié)點判斷主用鏈路和備用鏈路的告警狀態(tài)，正常情況下選擇主用鏈路 發(fā)送過來的業(yè)務報文發(fā)送到用戶主機，同時需要復制報文并往下游葉子節(jié)點進行發(fā)送。當 主用鏈路上存在告警時，則選擇備用鏈路發(fā)送過來的業(yè)務報文發(fā)送到用戶主機，并進行復 制和往下游葉子節(jié)點進行發(fā)送。當主用和備用鏈路都存在告警時，當前E-tree葉子節(jié)點需 要往它本身下游葉子節(jié)點傳遞告警信息。在所有運行該保護機制的所有分組設備上，需要 在各節(jié)點之間運行分組0ΑΜ的連通性檢測機制，實現各節(jié)點之間快速的檢測鏈路和節(jié)點故 障檢測，同時該0ΑΜ報文也承擔告警通知的功能，在本站檢測到故障后往下游節(jié)點下插AIS 信號，通知下游節(jié)點及時倒換，實現E-tree各節(jié)點在50ms內完成故障檢測和倒換。
[0037] 在PTN網絡中，相鄰葉子之間通過PW和LSP來承載業(yè)務，在不需要業(yè)務落地的設 備可以做LSP的穿通，只進行LSP標簽的交換，不需要做業(yè)務的復制和轉發(fā)，可以最大限度 降低時延和減少抖動。可以對PW和LSP進行Qos的配置，設置它們的保證帶寬（CIR)和峰 值帶寬（PIR)，能夠端到端保證業(yè)務的傳輸質量。不同業(yè)務之間通過LSP和PW隔離，業(yè)務在 各個設備轉發(fā)過程中不會互相干擾，業(yè)務的隔離性比交換機高，可以滿足廣域保護系統(tǒng)里 面各種業(yè)務互相隔離的要求。
[0038] 參照圖3,本發(fā)明涉及的廣域保護系統(tǒng)網絡同步對時方式，用于廣域保護裝置互相 同步對時，使得各站點裝置能夠獲取同一時間信號，并應用于裝置監(jiān)測與控制，其實現方式 為數據網絡設備運行IEEE1588v2協(xié)議，從廣域保護主站獲取時間同步信號，通過網絡同步 方式，向各廣域保護子站傳送時間同步信號，子站接收1588同步報文，與主站時間一致。
[0039] 以上所述實現方式僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。 因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
[0040] 本發(fā)明用于廣域保護系統(tǒng)業(yè)務組播報文通信，節(jié)省帶寬，提高網絡通信效率。
[0041] 所述廣域保護系統(tǒng)網絡同步對時方式，用于廣域保護裝置互相同步對時，使得各 站點裝置能夠獲取同一時間信號，并應用于裝置監(jiān)測與控制。
【權利要求】
1. 一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于： 1) 設置廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，用于承載廣域保護系統(tǒng)的通信業(yè)務，提供廣 域保護系統(tǒng)的裝置復用通信通道； 2) 采用統(tǒng)計復用的數據網絡通信結構，廣域保護系統(tǒng)的不同裝置共享通信網絡帶寬， 統(tǒng)計復用，提高通信效率； 3) 采用E-tree方案承載組播通信報文，采用雙樹業(yè)務流方式實現通信故障業(yè)務保護， 構成廣域保護系統(tǒng)組播通信方式； 4) 采用通信網絡傳輸IEEE 1588v2協(xié)議實現網絡設備時間同步，并給廣域保護系統(tǒng)的 裝置提供時間同步對時信號。
2. 根據權利要求1所述的一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于： 所述廣域保護系統(tǒng)數據網絡通信模型，其實現方式為分組交換網絡承載廣域保護業(yè)務，包 括PTN網絡、以太網交換機網絡或路由器網絡；網絡業(yè)務接口為1000BASE以太網，網絡組網 鏈路采用GE或10GE帶寬，端到端通信時延小于廣域保護業(yè)務要求的15ms。
3. 根據權利要求1所述的一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在于： 所述廣域保護系統(tǒng)組播通信方式，用于廣域保護系統(tǒng)業(yè)務組播報文通信，以節(jié)省帶寬、提高 網絡通信效率，其實現方式為網絡配置E-tree業(yè)務實現一站發(fā)信息，多站接收信息，并且 網絡配置成雙樹業(yè)務流，每個葉子節(jié)點可從兩個不同路徑接收組播報文，主用業(yè)務流故障 中斷情況下，設備50ms切換為接收備用業(yè)務流信息。
4. 根據權利要求1所述的一種廣域保護系統(tǒng)數據網絡的組播通信方法，其特征在 于：所述廣域保護系統(tǒng)網絡同步對時方式，用于廣域保護裝置互相同步對時，使得各站點 裝置能夠獲取同一時間信號，并應用于裝置監(jiān)測與控制，其實現方式為數據網絡設備運行 IEEE1588v2協(xié)議，從廣域保護主站獲取時間同步信號，通過網絡同步方式，向各廣域保護子 站傳送時間同步信號，子站接收1588同步報文，與主站時間一致。
【文檔編號】H04J3/06GK104219066SQ201410475531
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】黃盛 , 魏承志, 劉年, 楊穎 , 安卓越, 黃維芳, 文安, 趙曼勇, 連偉華, 金鑫 申請人:中國南方電網有限責任公司, 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院