[发明专利]一种光纤以太网实时性能监视与测试的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤以太网通信领域，具体涉及一种光纤以太网实时性能监视与测试的装置及方法。

背景技术

随着计算机技术、通信技术的飞速发展，智能电网、特高压系统及新能源的需要，传统电力系统二次设备主要包括继电保护、安全自动装置、故障录波、就地监控及远动系统将越来越依赖通讯网络技术来实现其传统功能。目前的数字化变电站或智能变电站以太网络结构存在两种常用的方式：三层一网和三层两网结构。IEC61850标准规定了三层两网的体系结构，三层是指站控层、间隔层、过程层设备。两网是指以三层设备为节点的两层网络：站控层网络和过程层网络，都是以IEEE802.3标准规定的以太网为基础。智能变电站的站控层网络完成MMS数据传输和变电站GOOSE联闭锁等功能。过程层网络由于承担着变电站模拟量、开关量的实时传输，因此需要保证网络的高效、实时和可靠。仅现阶段广泛使用的三层两网中过程层网络就有多种运行模式，包括：1、过程层SV（Sample Value，实时的交直流数据采样值）GOOSE（变电站的通用事件信号，用于传输跳闸信号和开关量信号）均点对点传输；2、SV点对点、GOOSE组网；3、SV和GOOSE分网传输；4、SV和GOOSE共网传输。如果采用三层一网的结构，更需要保证网络流量及网络交换机传输实时性和可靠性的要求。

现阶段智能变电站的网络通讯性能测试的方法主要是基于通讯网络的测试仪器，通常这样的仪器可以发生不同流量的信息报文，监测网络的整体的可靠性及协议的一致性能，但是针对智能变电站的网络应用需求还不能针对性地解决实时性测试与监视问题，而且一般仪器仅仅能做到测试，对于实时运行的设备不能达到监视的要求。这些情况的主要原因在于以太网通讯测试的仪器的关注重点在以太网交换机及其他通讯转接设备（路由器等），而变电站内还需要关注每个设备与应用相关的通讯发送和接收的可靠性和实时的时间指标，即在使用专用的以太网测试工具情况下，不能完全满足变电站基于以太网上的实时应用需求的测试。此外，数字化变电站和智能变电站的报文数据特殊性及组网方式的多样性也需要更灵活、有针对性的设备完成实际应用环境下的测试和监视功能。本发明专利提出的方法就是在当前技术应用的背景情况下，解决了实际测试中变电站MMS报文、实时GOOSE及MV报文实时测试方法，同时提供了满足现场安全需要的实时以太网运行监视的功能。。

当前数字化变电站或智能变电站运行中网络测试和监视采取的方法一般采用通过将实时过程层网络的信息接入光纤以太网交换机，基于交换机的转发数据，获取当前情况下的以太网实时运行信息的测试和记录。

如图1所示为现有技术中智能变电站网络分析记录仪接线布置图，由图1可知，网络分析记录仪处在站控层网络，通过跨间隔的交换机获取网络上的实时报文，实际合并单元或智能单元发送出的报文需要经过交换机的转发进入网络分析记录仪的接收端口，这个过程中存在一定的不确定的延时过程。可能是由于交换机的网络延时，可能是由于网络分析记录仪自身的接收端口的堵塞。即存在网络分析记录仪并不能真实反映二次设备实际接收和发送网络报文的实时情况。

发明内容

本发明面向数字化、智能化变电站技术中广泛使用的光纤以太网传输高实时性保护跳闸、采样值数据、闭锁信号的延时性能测试与监视需求，提供一种光纤以太网实时性能监视与测试的装置，被测光纤以太网回路连接两个二次设备，其特征在于，所述装置包括分光器、光纤适配器、以太网报文接收实时分析模块、人机交互平台、通讯接口以及光纤连接器IN端口和OU端口；

所述分光器、光纤适配器、以太网报文接收实时分析模块、IN端口和OU端口对应设置，数量相同均为至少两个；

将每两个所述分光器接入一个所述被测光纤回路中（光纤以太网回路由两根光纤构成，一收一发，可以选择性监测其中一根光纤通道收发信息，一般同时监视两根光纤的收发信息）：

一个所述二次设备的输出端口连接第一个所述IN端口，输入端口连接第二个所述OU端口；另一个所述二次设备的输入端口连接第一个所述OU端口，输出端口连接所述第二个IN端口；所述分光器的上行光接口P1与所述IN端口连接，接收光信号，所述分光器的下行光接口P2与所述OU端口连接，下行光接口P3通过所述光纤适配器与所述以太网报文接收实时分析模块连接；

所述光纤适配器将光信号转化为包含报文信息的数字信号并发送给所述以太网报文接收实时分析模块；

所述人机交互平台和所述通讯接口均与所述以太网报文接收实时分析模块通讯连接，所述人机交互模块包括显示模块，所述装置通过所述通讯接口与外部的总站通信连接；