通信技術(shù)工作組電力工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)規(guī)范_第1頁
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文檔簡介

DL/TXXXXX—202X錯誤!未找到引用源。SwConfig元素格式定義見REF_Ref116649024\r\h錯誤!未找到引用源。History元素History元素表示BCD文件版本信息。每一個Hitem表示一條版本記錄信息。Hitem屬性的version表示大版本,revision表示小版本。由設(shè)計院提供的交換機之間、交換機和IED之間拓?fù)潢P(guān)系生成的BCD文件為初始版本:version="1.00"、revision="1.00";系統(tǒng)集成和變電站調(diào)試階段允許版本更新,版本由version="1.00"、revision="1.00"更新至version="1.00"、revision="1.XX";變電站投入時固化版本,歸檔為version="2.00"、revision="2.00"。當(dāng)變電站后期改擴建或定檢時,BCD文件在原來版本基礎(chǔ)進一步更新,直至工程結(jié)束,再一次固化版本為version="3.00"、revision="3.00",以此類推。History元素的格式定義見REF_Ref116651574\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s133History元素格式定義BCD文件說明<History>BCD文件版本信息<Hitemversion="1.0"revision="1.00"when=""who=""what=""why=""/>…version、revision屬性值必須填寫who、what、why宜填寫,用于記錄版本變化詳細(xì)信息Topology元素Topology元素表示變電站內(nèi)采用交換機IED記錄的拓?fù)湫畔?。站?nèi)所有交換機的拓?fù)湫畔⒕涗浽赥opology元素內(nèi)。Topology元素的格式定義見REF_Ref116637083\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s134Topology元素的格式定義BCD文件說明<Topology>變電站內(nèi)拓?fù)湫畔?,采用交換機進行描述<Switchname="SW1"desc="小室交換機1">…</Switch><Switchname="SW2"desc="小室交換機2">…</Switch>…Switch表示站內(nèi)交換機Topology元素應(yīng)描述站內(nèi)所有交換機Switch元素Switch元素表示變電站內(nèi)交換機IED信息,內(nèi)部記錄了每個端口輸入輸出的GOOSE/SV信息。Switch元素的格式定義見REF_Ref116637291\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s135Switch元素格式定義BCD文件說明<Switchname="SW1"desc="小室交換機1">變電站內(nèi)每臺交換機(拓?fù)洌┬畔ⅲ簄ame屬性值與SCD中對應(yīng)交換機IED的IEDname屬性值一致desc屬性與SCD中對應(yīng)交換機IED的IEDdesc屬性值一致<Portname="1"desc="端口1"type="fiber">…</Port><Portname="2"desc="端口2"type="fiber">…</Port>...Port表示交換機的各端口屬性描述Port屬性總數(shù)應(yīng)與交換機端口個數(shù)一致Port元素Port元素表示交換機IED每個端口信息。Port元素的格式定義見REF_Ref116637784\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s136Port元素格式定義BCD文件說明<Portname="1"desc="端口1"type="fiber">交換機每個端口的描述信息:Name屬性表示交換機端口索引(即,第n個端口),應(yīng)與A.1.1中<Ptype=”Port”>元素值一致type屬性為交換機端口接口類型,應(yīng)與A.1.1中<Ptype=”Type”>元素值一致<GOOSEIN>…</GOOSEIN><GOOSEOUT>…</GOOSEOUT><SVIN>…</SVIN><SVOUT>…</SVOUT>GOOSEIN表示該交換機端口輸入的GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述GOOSEOUT表示該交換機端口輸出的GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述SVIN表示該交換機端口輸入的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述SVOUT表示該交換機端口輸出的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述GOOSEIN元素GOOSEIN元素表示交換機端口輸入的GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述。如沒有GOOSE數(shù)據(jù)從交換機端口輸入,則無此元素。GOOSEIN元素的格式定義見REF_Ref116638874\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s137GOOSEIN元素格式定義BCD文件說明<GOOSEIN>該交換機端口輸入的所有GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述<GOCBrefname="PM2203APIGO/LLN0$GO$gocb1">該交換機端口輸入的第n個GOOSE數(shù)據(jù)對應(yīng)控制塊屬性<GSEControlappID="PM2203APIGO/LLN0.gocb1".../>發(fā)送該GOOSE數(shù)據(jù)的IED的GSEControl元素參數(shù)<ConnectedAPapName="G1"iedName="PM2203A"><GSEcbName="gocb1"ldInst="PIGO"><Address><Ptype="MAC-Address">01-0C-CD-01-00-01</P><Ptype="VLAN-ID">1</P><Ptype="VLAN-PRIORITY">4</P><Ptype="APPID">101</P></Address></GSE></ConnectedAP>……發(fā)送該GOOSE數(shù)據(jù)的IED的GSE元素參數(shù)配置GOOSEOUT元素表示交換機端口輸出的GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述。如沒有GOOSE數(shù)據(jù)從交換機端口輸出,則無此元素。GOOSEOUT元素的格式定義見REF_Ref116647715\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s138GOOSEOUT元素格式定義BCD文件說明<GOOSEOUT>該交換機端口輸出的GOOSE數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述<GOCBrefname="PM2203APIGO/LLN0$GO$gocb1">該交換機端口輸出的第n個GOOSE數(shù)據(jù)對應(yīng)控制塊屬性<GSEControlappID="PM2203APIGO/LLN0.gocb1"…/>發(fā)送該GOOSE數(shù)據(jù)的IED的GSEControl元素參數(shù)<ConnectedAPapName="G1"iedName="PM2203A"><GSEcbName="gocb1"ldInst="PIGO"><Address><Ptype="MAC-Address">01-0C-CD-01-00-01</P><Ptype="VLAN-ID">1</P><Ptype="VLAN-PRIORITY">4</P><Ptype="APPID">101</P></Address></GSE></ConnectedAP>……發(fā)送該GOOSE數(shù)據(jù)的IED的GSE元素參數(shù)配置SVIN元素表示交換機端口輸入的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述。如沒有SV數(shù)據(jù)從交換機端口輸入,則無此元素。SVIN元素的格式定義見REF_Ref116648541\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s139SVIN元素格式定義BCD文件說明<SVIN>該交換機端口輸出的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述<SMVCBrefname="ML2211BMU/LLN0$MS$smvcb0">發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的發(fā)送控制塊路徑名<SampledValueControl...><SmvOpts…/></SampledValueControl>發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的IED的SampledValueControl元素參數(shù)<ConnectedAPapName="M1"iedName="ML2211B"><SMVcbName="smvcb0"ldInst="MU"><Address><Ptype="MAC-Address">01-0C-CD-04-00-01</P><Ptype="VLAN-ID">1</P><Ptype="VLAN-PRIORITY">7</P><Ptype="APPID">201</P></Address></SMV></ConnectedAP>……發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的IED的SMV元素參數(shù)配置SVOUT元素表示交換機端口輸出的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述。如沒有SV數(shù)據(jù)從交換機端口輸出,則無此元素。SVOUT元素的格式定義見REF_Ref116648783\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s140SVOUT元素格式定義BCD文件說明<SVIN>該交換機端口輸出的SV數(shù)據(jù)相關(guān)屬性描述<SMVCBrefname="ML2211BMU/LLN0$MS$smvcb0">發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的發(fā)送控制塊路徑名<SampledValueControl...><SmvOpts…/></SampledValueControl>發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的IED的SampledValueControl元素參數(shù)<ConnectedAPapName="M1"iedName="ML2211B"><SMVcbName="smvcb0"ldInst="MU"><Address><Ptype="MAC-Address">01-0C-CD-04-00-01</P><Ptype="VLAN-ID">1</P><Ptype="VLAN-PRIORITY">7</P><Ptype="APPID">201</P></Address></SMV></ConnectedAP>……發(fā)送該SV數(shù)據(jù)的IED的SMV元素參數(shù)配置SwConfig元素SwConfig元素表示變電站內(nèi)各交換機IED根據(jù)交換機端口輸入輸出GOOSE/SV數(shù)據(jù)而自動產(chǎn)生的配置參數(shù)描述。SwConfig元素的格式定義見REF_Ref116649454\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s141SwConfig元素格式定義BCD文件說明<SwConfig>交換機IED根據(jù)交換機端口輸入輸出GOOSE/SV數(shù)據(jù)而自動產(chǎn)生的配置參數(shù)描述<SwitchParname="SW1"desc="交換機1配置參數(shù)">…</SwitchPar><SwitchParname="SW2"desc="交換機2配置參數(shù)">…</SwitchPar>……一個SwitchPar元素表示站內(nèi)交換機IED的參數(shù)配置SwConfigPar元素應(yīng)描述站內(nèi)所有交換機的參數(shù)配置SwitchPar元素SwitchPar元素表示具體一臺交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置參數(shù)。SwitchPar元素的格式定義見REF_Ref116649445\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s142SwitchPar元素格式定義BCD文件說明<SwitchParname="SW1"desc="小室交換機1配置參數(shù)">一臺交換機IED的轉(zhuǎn)發(fā)配置參數(shù)描述name表示該交換機IEDnamedesc表示該交換機IEDdesc<fibConfigList>…</fibConfigList>……<fibConfigList>…</fibConfigList>根據(jù)一臺交換機輸入輸出GOOSE/SV數(shù)據(jù)確定的多組轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)fibConfigList元素fibConfigList元素表示一組交換機轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)。fibConfigList元素的格式定義見REF_Ref116649631\h錯誤!未找到引用源。。表STYLEREF1\s錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。.SEQ表\*ARABIC\s143fibConfigList元素格式定義BCD文件說明<fibConfigList>一組交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置參數(shù)描述,轉(zhuǎn)發(fā)表包含三個等價的轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系,DMAC,VLAN和APPID<dmac>01-0C-CD-01-00-01</dmac><appid>101</appid><vlanid>1</vlanid><portbitmap>1,2</portbitmap>該組參數(shù)中交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的組播地址該組參數(shù)中交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的APPID該組參數(shù)中交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的VLANID配置該組參數(shù)的交換機輸出端口序號實例BCD配置文件根據(jù)REF_Ref116630512\h錯誤!未找到引用源。的實例拓?fù)洌瑢?yīng)的BCD配置文件格式及內(nèi)容如下。<xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><Substationname="XXXX220kV"desc="220kVXXX變"> <History> <Hitemversion="1.00"revision="1.00"when=""who=""what=""why=""/> </History> <Topology> <Switchname="SW1"desc="小室交換機1"> <Portname="1"desc="端口1"type="fiber"> <GOOSEIN> <GOCBrefname="PM2203APIGO/LLN0$GO$gocb1"> <GSEControlappID="PM2203APIGO/LLN0.gocb1"confRev="1"datSet="dsGOOSE1"name="gocb1"type="GOOSE"/> <ConnectedAPapName="G1"iedName="PM2203A"> <GSEcbName="gocb1"ldInst="PIGO"> <Address> <Ptype="MAC-Address">01-0C-CD-01-00-01</P> <Ptype="VLAN-ID">1</P> <Ptype="VLAN-PRIORITY">4</P> <Ptype="APPID">101</P> </Address> </GSE> </ConnectedAP> </GOCBref> </GOOSEIN> <GOOSEOUT>...</GOOSEOUT> <SVIN>...</SVIN> <SVOUT>...</SVOUT> </Port> <Portname="2"desc="端口2"type="fiber">...</Port> …… </Switch> <Switchname="SW2"desc="小室交換機2">...</Switch> …… </Topology> <SwConfig> <SwitchParname="SW1"desc="小室交換機1配置參數(shù)"> <fibConfigList> <dmac>01-0C-CD-01-00-01</dmac> <appid>101</appid> <vlanid>1</vlanid> <portbitmap>2,3</portbitmap> </fibConfigList> …… </SwitchPar> <SwitchParname="SW2"desc="小室交換機2配置參數(shù)">...</SwitchPar> …… </SwConfig></Substation>

附錄C

(規(guī)范性)

主要測試儀器儀表網(wǎng)絡(luò)測試儀網(wǎng)絡(luò)測試儀符合以下要求:支持100/1000M以太網(wǎng)接口線速流量的產(chǎn)生;支持IETFRFC2544和IETFRFC2889測試功能,測試幀長、測試時間、時延類型、流量負(fù)載等參數(shù)可設(shè)置;支持流量編輯功能,可任意設(shè)置每條流量的帶寬、幀長和幀內(nèi)容(如:幀頭類型,VLAN,QoS,凈荷等);支持基于端口/流量的報文統(tǒng)計和分析功能,至少應(yīng)包括:發(fā)送、接收報文數(shù)量,最大、最小和平均時延,時延抖動和時延分布,正序或錯序等;時延測量分辨率優(yōu)于20ns;宜支持PTP協(xié)議和TSN協(xié)議測試。環(huán)境交換機環(huán)境交換機符合以下要求:功能、性能符合本文件要求;支持IEEE802.1w規(guī)定的RSTP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議;支持IEC62439—3規(guī)定的HSR/PRP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議;環(huán)境交換機與被測交換機宜為不同廠家設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)損傷模擬器網(wǎng)絡(luò)損傷模擬器符合以下要求:支持100/1000M以太網(wǎng)接口;能夠模擬不同類型的網(wǎng)絡(luò)損傷情況,如:幀丟失、幀復(fù)制、幀亂序、網(wǎng)絡(luò)延時等,并可設(shè)置損傷比率。網(wǎng)絡(luò)管理工具網(wǎng)絡(luò)管理工具符合以下要求:支持SNMPV1、V2c、V3版本協(xié)議對交換機進行配置及管理;支持DL/T860協(xié)議對交換機進行配置及管理;支持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、設(shè)備狀態(tài)查詢、MIB信息解析、SNMPtrap接收等功能;支持對交換機以管理員用戶及普通用戶進行登錄,并具備對操作日志和安全日志進行查閱、修改及刪除等操作功能。時間同步測試儀時間同步測試儀符合以下要求:可測量兩路時間同步(如:秒脈沖、IRIG-B等)信號之間的時間偏差,時間分辨率優(yōu)于20ns;支持PTP時間準(zhǔn)確度測試,時間分辨率優(yōu)于20ns,時間標(biāo)簽準(zhǔn)確度優(yōu)于50ns。支持時間同步管理測試功能,可解析對時信號狀態(tài),對時服務(wù)狀態(tài),支持時間跳變設(shè)置(分、秒、時)。PTP時鐘PTP時鐘符合以下要求:PTP主時鐘和PTP從時鐘符合DL/T1100.2—2013的要求;PTP主時鐘和PTP從時鐘提供用于檢測的時間同步信號輸出(如:秒脈沖、IRIG-B等)。熱像儀熱像儀符合以下要求:具備圖像顯示、存儲和分析功能,能夠?qū)崟r給出被測目標(biāo)的溫度及分布等圖像信息;測溫范圍不低于200℃,測溫的最大允許誤差不超過±2℃或被測溫度的±2%(℃)(取絕對值大者)。

附錄D

(資料性)

交換延時累加用例交換延時累加計算方法目前智能變電站繼電保護采用網(wǎng)絡(luò)采樣最大的障礙在于跨間隔保護必須依賴于外部時鐘,以保證采樣數(shù)據(jù)的同步性,當(dāng)失去外部時鐘或外部時鐘出現(xiàn)故障時,跨間隔保護將退出運行。網(wǎng)絡(luò)采樣模式中,采樣數(shù)據(jù)報文的傳輸依賴交換機,而報文在交換機內(nèi)的傳輸延時是不確定的,因此當(dāng)外部時鐘失去時,保護裝置無法判斷采樣數(shù)據(jù)是否同步。通過交換機的交換延時累加功能,將報文在整個交換網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時傳遞給下游保護裝置,即可解決這個問題。圖H.1給出了SV報文在交換網(wǎng)絡(luò)中交換延時計算方式示意。交換延時計算方式示意圖如圖D.1所示,交換機對采樣報文的具體處理過程如下所述。SV報文從端口a進入網(wǎng)絡(luò)中,SV報文的Reserve字段值為0;SV報文進入交換機A的端口b,記錄SV報文第1個bit進入交換機A的時刻tb,并將運算后的時間插入到SV報文的Reserve字段中,Reserve=0-tb;記錄SV報文的第1個bit從交換機A端口c輸出的時刻tc,并將運算后的時間插入到SV報文的Reserve字段中,Reserve=tc+(0-tb)=tc-tb=ΔtA,即Reserve==ΔtA;SV報文進入交換機B的端口d,記錄下SV報文的第1個bit進入交換機B的時刻td,并將運算后的時間插入到SV報文的Reserve字段中,Reserve=ΔtA-td;記錄SV報文的第1個bit從交換機B端口e輸出的時刻te,并將運算后的時間插入到SV報文的Reserve字段中,Reserve=te+(ΔtA-td)=te-td+ΔtA=ΔtA+ΔtB,即Reserve==ΔtA+ΔtB;SV報文輸出到保護裝置,保護裝置記錄SV報文第1個bit進入保護裝置的時刻,并利用該時刻值減去SV報文中Reserve字段的延時累加值獲得報文發(fā)送的時刻,獲得SV報文在a端口發(fā)送的時刻值。交換機將每次的交換延時Δt累加并寫入SV報文內(nèi),保護裝置可以依賴本地時間基準(zhǔn)還原收到的多個間隔的采樣數(shù)據(jù)的發(fā)生時刻,完成采樣值的同步處理,其原理等效“直采”模式,體現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)“誰使用誰同步”的基本原則。交換延時累加技術(shù)應(yīng)用交換延時累加技術(shù)實現(xiàn)了將傳輸延時直接累加在SV報文保留字段中發(fā)送到接收端。接收端通過本地時鐘回溯發(fā)送時刻的方式獲得本地時間的報文發(fā)送時刻,并以此為依據(jù)計算及統(tǒng)計通道延時情況、實現(xiàn)不同源數(shù)據(jù)的時間對齊等。交換機延時累加技術(shù)的承載主體是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,延時累加技術(shù)可以與星型網(wǎng)絡(luò)、RSTP、PRP等組網(wǎng)技術(shù)同時使用。當(dāng)與HSR技術(shù)配合使用時,需要注意HSR更改了報文頭的內(nèi)容,在HSR端口計算延時后將延時插入報文時需要考慮HSR報文頭帶來的影響。當(dāng)與自動路由技術(shù)配合使用時,需要確定自動路由技術(shù)是否更改了GOOSE、SV的報文結(jié)構(gòu),根據(jù)實際情況確定兩種技術(shù)是否可以同時使用。D.2.1 星型網(wǎng)絡(luò)星型網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于智能變電站站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)等,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意如圖D.2所示。星型網(wǎng)絡(luò)交換延時累加應(yīng)用示意圖MU-1發(fā)送一路SV報文,如圖中綠色線所示,SV報文經(jīng)過交換機P1進入SW-2交換機,從SW-2交換機的G1端口輸出到SW-1交換機的G1端口,從SW-1交換機的G3口和G4口分別進入BPE和AU。母線保護接收到的SV報文攜帶了SW-2交換機的傳輸延時ΔT1和SW-1交換機的傳輸延時ΔT2。母線保護記錄接收報文時刻T1,并以本地時鐘為基準(zhǔn)回推出該SV報文的發(fā)送時刻為T1-ΔT1-ΔT2=T1’。MU-2發(fā)送一路SV報文,如圖中紅色線所示,SV報文經(jīng)過交換機P1進入SW-3交換機,從SW-3交換機的G1端口輸出到SW-1交換機的G2端口,從SW-1交換機的G3口和G4口分別進入BPE和AU。母線保護接收到的SV報文攜帶了SW-3交換機的傳輸延時ΔT3和SW-1交換機的傳輸延時ΔT4。母線保護記錄接收報文時刻T2,并以本地時鐘為基準(zhǔn)回推出該SV報文的發(fā)送時刻為T2-ΔT1-ΔT2=T2’。MU-1和MU-2發(fā)送的SV報文時刻均轉(zhuǎn)換為以母線保護本地時鐘為基準(zhǔn)的發(fā)送時刻,通過插值等方式可以轉(zhuǎn)換為相同時刻的采樣值用以進行保護計算。通過統(tǒng)計同一SV控制塊的每一幀報文的傳輸延時可以監(jiān)視該路控制塊在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸延時抖動等情況,用于監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。D.2.2 RSTP環(huán)網(wǎng)RSTP環(huán)網(wǎng)主要應(yīng)用于風(fēng)電、光伏等新能源領(lǐng)域,同樣適用于智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如圖D.3所示。 RSTP環(huán)網(wǎng)交換延時累加應(yīng)用示意圖初始狀態(tài)下,RSTP斷點在SW-3交換機的G1端口上,這時MU-1發(fā)送的SV控制塊報文通過SW-2與SW-1發(fā)送給BPE母線保護,接收報文時刻為T1,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時間為T1-ΔT1-ΔT2=T1’。MU-2發(fā)送的SV控制塊報文通過SW-4與SW-1發(fā)送給BPE母線保護,接收報文時刻為T2,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時間為T2-ΔT3-ΔT4=T2’。當(dāng)SW-2與SW-1之間的物理連線發(fā)生中斷,RSTP拓?fù)浒l(fā)生倒換,倒換后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖DD.4所示。這時MU-1發(fā)送的SV控制塊報文經(jīng)過SW-2、SW-3、SW4、SW1發(fā)送給BPE母線保護裝置,接收報文時刻為T3,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時間為T3-ΔT1-ΔT2-ΔT5-ΔT6=T3’。MU-2發(fā)送的SV控制塊報文依然通過SW-4、SW-1發(fā)送給BPE母線保護,回推發(fā)送時間依然為T2’。該場景下GOOSE、SV報文隨著RSTP協(xié)議鏈路倒換而切換傳輸路徑,同時通道延時也將發(fā)生變化。不同鏈路情況下,通過延時累加技術(shù)可以統(tǒng)計通道延時情況。 RSTP環(huán)網(wǎng)中斷時交換延時累加應(yīng)用示意圖D.2.3HSR環(huán)網(wǎng)HSR環(huán)網(wǎng)可應(yīng)用于風(fēng)電、光伏、智能變電站站控層、過程層網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如下圖所示。HSR環(huán)網(wǎng)中斷時交換延時累加應(yīng)用示意圖HSR對于組播報文采用雙向發(fā)送,在HSR環(huán)網(wǎng)中兩個方向分別傳輸,為了消除環(huán)網(wǎng),IEC62439-3協(xié)議規(guī)定由發(fā)送設(shè)備對該組播報文進行丟棄處理。圖中為了表述方便,不再畫出接收設(shè)備以后的報文轉(zhuǎn)發(fā)及丟棄過程。以MU-1發(fā)送SV控制塊報文為例,MU-1發(fā)送的報文通過SW-2的LRE冗余處理模塊復(fù)制兩份報文通過R1、R2口分別發(fā)送,R1口發(fā)送報文進入SW-1的R1口,R2口發(fā)送的報文經(jīng)過SW-4交換機發(fā)送到SW-1的R2口,SW-1的LRE對R1和R2收到的重復(fù)報文進行二選一處理,選中報文上送交換機轉(zhuǎn)發(fā)給BPE母線保護。當(dāng)R1端口報文選中上送BPE時,接收報文時刻為T1,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時刻為T1-ΔT1-ΔT2=T1’。當(dāng)R2端口報文選中上送BPE時,接收報文時刻為T2,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時刻為T2-ΔT3-ΔT4-ΔT5=T2’。需要注意,采用HSR情況下使用延時累加技術(shù),GOOSE、SV報文增加了HSR報文頭字段(如圖D.6所示),該字段位于報文的源MAC地址之后,因此,在處理時需要考慮HSR標(biāo)簽對GOOSE、SV報文插入的影響,防止錯誤處理,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等異常情況發(fā)生。HSR報文頭字段示意圖D.2.4PRP網(wǎng)絡(luò)PRP網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用于智能變電站站控層、過程層網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。當(dāng)接入設(shè)備本身支持PRP組網(wǎng)時,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要提供雙網(wǎng)即可,不限制每個網(wǎng)絡(luò)使用的組網(wǎng)技術(shù),同樣不限定兩張網(wǎng)必須使用相同的組網(wǎng)技術(shù)和組網(wǎng)架構(gòu)。例如第一張網(wǎng)可以使用星型架構(gòu),第二張網(wǎng)可以使用星型架構(gòu),也可以使用RSTP環(huán)網(wǎng)、HSR環(huán)網(wǎng)。延時計算方法同前面章節(jié)介紹,這里不再贅述。當(dāng)接入設(shè)備不支持PRP組網(wǎng)時,設(shè)備需要先經(jīng)過支持PRP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)PRP組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如圖D.7所示。PRP對輸入的報文在LRE中進行復(fù)制,分別通過R1和R2端口發(fā)送到A、B兩張網(wǎng)絡(luò)中,R1發(fā)送的報文經(jīng)過SW-3交換機進入SW-1交換機的R1端口,R2發(fā)送的報文經(jīng)過SW-4、SW-5、SW-6交換機(SW-4與SW-6交換機之間的連接被RSTP協(xié)議邏輯中斷)進入SW-1交換機的R2端口,SW-1交換機的R1和R2口收到的報文通過LRE二選一后進入BPE母線保護裝置。當(dāng)R1端口報文被選擇時,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時刻為T1-ΔT1-ΔT2-ΔT3=T1’。當(dāng)R2端口報文選中上送BPE時,接收報文時刻為T2,以BPE本地時鐘為基準(zhǔn)回推報文發(fā)送時刻為T2-ΔT4-ΔT5-ΔT6-ΔT7-ΔT8=T2’。由于PRP在報文中添加的標(biāo)簽位于報文尾部,如圖8所示,不影響插入時間累加值在GOOSE、SV報文中的位置,因此不必考慮PRP對報文修改帶來的影響。PRP網(wǎng)絡(luò)交換延時累加應(yīng)用示意圖PRP報文頭字段示意圖D.2.5混合組網(wǎng)主要是以上幾種組網(wǎng)方式的混合組網(wǎng),例如HSR、PRP混合組網(wǎng),PRP與雙星型網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng),PRP與RSTP混合組網(wǎng)等場景,適用于各種新能源領(lǐng)域組網(wǎng)及智能變電站站控層,過程層組網(wǎng)應(yīng)用。延時累加計算方式與單獨組網(wǎng)時無差異。需要特別強調(diào)的是,為了確保HSR、PRP延時累加的精度,需要計算延時累加值時間應(yīng)包含LRE引入的延時,也就是說,在交換機中的延時累加需要包含LRE部分處理的延時。

附錄E

(資料性)

流量控制用例為提升智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)GOOSE、SV報文傳輸?shù)目煽啃裕苊庖蚰陈稧OOSE或SV報文故障而導(dǎo)致整個過程層網(wǎng)絡(luò)異常的情況發(fā)生,本標(biāo)準(zhǔn)提出針對每路GOOSE和SV報文分別進行流量控制的技術(shù),確保發(fā)生風(fēng)暴的GOOSE/SV報文僅占用網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的一小部分,保證其他網(wǎng)絡(luò)帶寬能夠正常傳輸GOOSE/SV報文。實例拓?fù)浼傲髁靠刂婆渲谜f明見圖E.1。圖E.1變電站GOOSE/SV拓?fù)浼傲髁渴疽鈭D交換機流量控制配置交換機SW1、SW2分別按表E.1、E.2配置流量控制值。SW1流量控制值配置報文控制塊流量控制閾值(Mbit/s)每路GOOSE控制塊2每路SV控制塊15SW2流量控制值配置報文控制塊流量控制閾值(Mbit/s)每路GOOSE控制塊2每路SV控制塊15交換機流量控制結(jié)果經(jīng)過流量控制,交換機SW1、SW2各端口輸出的GOOSE/SV流量見表B.3、B.4。SW1流量控制結(jié)果報文控制塊輸出端口流量速率(Mbit/s)01:0C:CD:01:00:014201:0C:CD:04:00:0111501:0C:CD:04:00:0121501:0C:CD:04:00:01415SW2流量控制結(jié)果組播MAC地址輸出端口流量速率(Mbit/s)01:0C:CD:01:00:011201:0C:CD:01:00:014201:0C:CD:01:00:015201:0C:CD:04:00:01415流量控制技術(shù)應(yīng)用流量控制是基于每個GOOSE、SV控制塊分別進行流量控制管理。基于入口處對每個GOOSE、SV控制塊進行流量控制。因此,對于網(wǎng)絡(luò)是否采用HSR、PRP、RSTP環(huán)網(wǎng)或雙星型網(wǎng)絡(luò)等情況對流量控制的處理并無影響。需要注意的是以下應(yīng)用場景:當(dāng)HSR構(gòu)成環(huán)網(wǎng)時,HSR端口是否需要對每個控制塊的流量進行流量控制,因HSR作為級聯(lián)端口使用,輸入端口為普通端口,普通端口已對每個控制塊的報文進行了流量控制,因此,HSR級聯(lián)端口可以不做控制塊的流量控制。如考慮HSR端口支持控制塊流量控制功能,需在兩個HSR端口上分別實現(xiàn),因為HSR需要在兩個端口之間轉(zhuǎn)發(fā)報文。當(dāng)HSR集成在IED設(shè)備中,由IED設(shè)備直接構(gòu)成HSR環(huán)網(wǎng)情況下,應(yīng)由IED設(shè)備對每路控制塊的報文流量進行控制。當(dāng)采用PRP進行組網(wǎng)時,IED設(shè)備通過普通端口接入支持PRP功能的交換機普通端口,交換機的PRP端口作為IED設(shè)備的PRP端口使用,該交換機通過PRP端口與普通交換機的端口進行級聯(lián),組網(wǎng)的普通交換機不需要支持PRP功能,因此,普通交換機在處理上按照正常的控制塊流量控制即可。支持PRP功能的交換機普通端口需要支持控制塊流量控制功能,PRP端口可選支持流量控制功能。當(dāng)PRP支持流量控制功能時,可以在LRE模塊后進行流量控制,或兩個PRP端口分別進行控制塊流量控制,當(dāng)采用兩個PRP端口分別進行流量控制時,因丟幀的隨機性,會導(dǎo)致LRE輸出的流量比實際流量控制值略大,主要原因是兩個PRP端口丟幀的序號不會完全一致,導(dǎo)致僅剩一幀的報文可以正常通過LRE模塊而進入交換機轉(zhuǎn)發(fā)。因此,從流控精度角度考慮,應(yīng)在LRE后進行流控。當(dāng)PRP集成在IED設(shè)備中,由IED設(shè)備直接支持PRP功能,交換機本身不支持PRP功能,因此,交換機支持控制塊流量控制功能即可。

附錄F

(資料性)

GOOSE/SV自動路由用例為了解決智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)GOOSE、SV控制塊轉(zhuǎn)發(fā)路徑手工配置工作量大,效率低等問題,本文件提出了通過GOOSE、SV自動路由技術(shù)實現(xiàn)控制塊轉(zhuǎn)發(fā)路徑自動配置的解決方案,在提升配置工作效率的同時,提升了配置準(zhǔn)確率,解決了多年來困擾智能變電站現(xiàn)場調(diào)試的疑難問題。靜態(tài)配置方案靜態(tài)配置方案基于IED設(shè)備間的GOOSE、SV訂閱關(guān)系和固定的網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)渥鳛檩斎?,生成具有GOOSE、SV轉(zhuǎn)發(fā)路徑的交換機配置文件,自動生成GOOSE、SV的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。實例物理拓?fù)淙鐖DF.1所示。圖F.1變電站模擬拓?fù)鋵嵗齀ED間的訂閱關(guān)系如表F.1所示。表F.1實例IED間的訂閱關(guān)系發(fā)布設(shè)備DMACAPPIDVLANID訂閱設(shè)備IED101-00-CD-01-00-0110011IED2、IED5、IED6IED301-00-CD-04-00-0140011IED5、IED6IED401-00-CD-01-00-0210021IED2、IED5、IED6基于實例物理拓?fù)浜虸ED間的訂閱關(guān)系,生成交換機的轉(zhuǎn)發(fā)配置如表F.2所示,轉(zhuǎn)發(fā)配置可由輔助工具自動生成。表F.2交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置表SW1交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置DMACAPPIDVLANID轉(zhuǎn)發(fā)端口配置01-00-CD-01-00-01100112、301-00-CD-04-00-0140011301-00-CD-01-00-02100211、3SW2交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置01-00-CD-01-00-01100111、401-00-CD-04-00-0140011/01-00-CD-01-00-02100214SW3交換機轉(zhuǎn)發(fā)配置01-00-CD-01-00-0110011401-00-CD-04-00-0140011401-00-CD-01-00-02100214將該配置上裝到交換機中,交換機將自動完成轉(zhuǎn)發(fā)配置工作。動態(tài)配置方案自動路由步驟動態(tài)配置方案基于IED設(shè)備間的GOOSE、SV訂閱關(guān)系,依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吞崛《丝谳斎隚OOSE、SV報文的關(guān)鍵信息自動生成具有GOOSE、SV轉(zhuǎn)發(fā)路徑的交換機配置文件,自動生成GOOSE、SV的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。建立GOOSE、SV轉(zhuǎn)發(fā)路徑需要以下步驟:收集IED設(shè)備間的GOOSE、SV控制塊訂閱關(guān)系。收集網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)溥B接關(guān)系。IED學(xué)習(xí),提取端口輸入GOOSE、SV控制塊關(guān)鍵信息:輸入端口號、APPID、DMAC、SMAC、VLANID等。為每臺交換機配置VLAN或組播轉(zhuǎn)發(fā)表。驗證GOOSE、SV轉(zhuǎn)發(fā)路徑的正確性。IED學(xué)習(xí)IED學(xué)習(xí)可以自動檢測/跟蹤/更新IED的網(wǎng)絡(luò)連接信息。IED學(xué)習(xí)的原理是讓交換機通過持續(xù)分析入口上的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包來推斷其端口上連接了哪些IED。除了GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址外,數(shù)據(jù)包中還攜帶其他特定的字段,如APPID,GoID/SvID,GoDatRef等。通過將信息組合在一起,生成了一個獨一無二的關(guān)鍵信息,它可以用來匹配SCD文件中指定GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的IED設(shè)備。在交換機內(nèi)部,需要提取兩個字段,一個字段用于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā),另一個字段用于區(qū)分GOOSE/SV數(shù)據(jù)包,后者可以稱為GOOSE/SV流字段。為了簡化起見,如果每個APPID在SCD中配置為唯一,則至少113位字段(由48位源MAC地址、48位目標(biāo)MAC地址、16位APPID和1位數(shù)據(jù)包類型(GOOSE或SV)組成)足以識別唯一類型的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包,稱為GOOSE/SV流。有了這個字段和其他信息,就可以建立一個哈希表來檢測/跟蹤/更新其端口上連接的IED,這個表可以稱為GOOSE/SV入口流表。GOOSE/SV入口流表需要幾個數(shù)據(jù)字段。源端口用于跟蹤IED端口的移動;這可能發(fā)生在同一交換機上,但也可能發(fā)生在不同的交換機之間。時間戳也是出于兩個目的而需要的,它可用于報告第一次在交換機端口上收到的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包,每次在GOOSE/SV數(shù)據(jù)包進入后也會更新。數(shù)據(jù)包長度是可選的,但最好有它,它可用于報告特定GOOSE/SV流的速率。為了檢測何時從交換機上移除IED,每個流還需要一個計時器。每次數(shù)據(jù)包到達時,計時器都會重置為設(shè)置值,否則超時是該流的觸發(fā)器,然后會使流表中的條目無效,并向CPU報告流超時事件。根據(jù)數(shù)據(jù)包類型,GOOSE/SV可能需要不同的超時設(shè)置以適應(yīng)不同的流量模式。IED學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一個通過數(shù)據(jù)包學(xué)習(xí)的過程,這意味著對于那些從不發(fā)送任何GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的IED,IED學(xué)習(xí)將失敗。有兩種可能的方法可以解決此問題。一種是強制每個簡易IED設(shè)備發(fā)出至少一個GOOSE/SV數(shù)據(jù)包來標(biāo)識自己,另一種是在IED設(shè)備和交換機之間手動創(chuàng)建一個靜態(tài)綁定,以幫助交換機識別靜默IED設(shè)備。第一種方法可能更可取,因為IED可以移動到任何橋接端口,而第二種方法需要在每次移動或斷開IED時更新綁定。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫荊OOSE/SV路徑構(gòu)建過程中最重要的因素之一。許多與交換機相關(guān)的事件可能發(fā)生在變電站的每個階段;可能是添加或刪除交換機,更換故障單元,使用更先進的型號升級交換機,添加或拆除交換機間的連接交換機間通信正常/中斷等。所有這些事件都可能對GOOSE/SV路徑的可用性產(chǎn)生一定程度的影響。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)是一個自動過程,它嘗試跟蹤網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓⒏戮W(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟杂|發(fā)GOOSE/SV路徑重建和驗證過程。根據(jù)交換機參與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)過程的主動程度,有兩種不同的方法可以完成這項工作:被動或主動。被動方式的作用非常有限,只有兩件事,通告其身份并從其直接鄰居收集信息,例如鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(LLDP)。在這種方式下,交換機沒有能力使用拓?fù)湫畔⒒驅(qū)⑺鼘W(xué)到的東西傳播給網(wǎng)絡(luò)中的其他交換機,其他交換機需要從交換機收集信息并做相應(yīng)的處理。主動的方式是交換機將更多地參與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)過程,例如使用協(xié)議IS-IS(一種鏈路狀態(tài)協(xié)議(LSP))。通過這種方式,交換機不僅可以主動探測其直接鄰居,了解其他交換機的網(wǎng)絡(luò)信息,還可以將他們的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔V播給其他交換機。協(xié)議LLDP和IS-IS都被設(shè)計/用于跟蹤/更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌O(shè)計理念和典型使用場景完全不同。這兩個協(xié)議的詳細(xì)信息參考IEEE802.1AB和RFC6325。LLDP有兩個設(shè)計決策需要注意:第一個是每個具有LLDP功能的交換機只能與直接連接的鄰居交換LLDP廣告,它不知道甚至不關(guān)心非直連的任何交換機。其次,LLDP發(fā)現(xiàn)的鄰里信息存儲在管理信息庫(MIB)中。為LLDP定義了兩個標(biāo)準(zhǔn)MIB,LLDP本地系統(tǒng)MIB和LLDP遠(yuǎn)程系統(tǒng)MIB。LLDP本地系統(tǒng)MIB存儲有關(guān)本地交換機的信息,即交換機本身的信息。LLDP遠(yuǎn)程系統(tǒng)MIB存儲從LLDP鄰居交換機收集的信息。由單獨的網(wǎng)絡(luò)管理軟件(NMS)堆?;蛟O(shè)備通過SNMP協(xié)議從每個交換機收集這兩個MIB的信息,然后提取出整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。要?gòu)建第一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,NMS需要經(jīng)歷類似Bellman-Ford的過程,收集直接連接到NMS站的交換機的本地MIB以首先檢索這些交換機的IP地址,然后檢索這些直接鄰居的遠(yuǎn)程MIB以檢索這些交換機的IP地址一跳,然后繼續(xù)相同的步驟,直到網(wǎng)絡(luò)中的所有交換機都完成。像IS-IS這樣的鏈路狀態(tài)協(xié)議是基于網(wǎng)絡(luò)分布式地圖的想法。當(dāng)協(xié)議收斂時,網(wǎng)絡(luò)中運行同一組鏈路狀態(tài)協(xié)議的所有交換機都具有相同的網(wǎng)絡(luò)知識,該網(wǎng)絡(luò)由路由協(xié)議本身構(gòu)建,不需要外部協(xié)調(diào)器或服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约坝嘘P(guān)交換機和鏈路的所有信息保存在每個交換機上的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫實際上是記錄的形式,將網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浔硎緸閺囊粋€交換機到另一個交換機的一系列鏈接。一個區(qū)域中的所有交換機上的數(shù)據(jù)庫必須相同,LSP才能正常工作。最初,每個交換機只知道整個網(wǎng)絡(luò)的一部分。本地交換機只知道自己和與鄰居的本地接口。LSP路由協(xié)議將此信息分發(fā)到所有其他交換機,以便生成網(wǎng)絡(luò)的完整圖片并將其存儲在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中。LSP使用可靠的傳遞機制,以便LSP交換機有辦法找出是否收到傳遞到另一個網(wǎng)橋的信息。LSP必須處理的交換機和鏈路越多,每個交換機中必須維護的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫就越大。建立GOOSE/SV轉(zhuǎn)發(fā)路徑一旦建立了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,每個交換機上運行的算法就開始根據(jù)定向IED學(xué)習(xí)列表計算GOOSE/SV訂閱信息。它使用從SCD文件中提取的信息作為字典,并迭代IED列表作為生成兩組信息的鍵。一個是GOOSE/SV數(shù)據(jù)包到那些連接了IED的端口的本地路由信息,第二個是聚合的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包只通過這個交換機,沒有IED連接,然后分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)。在集中式實現(xiàn)中,例如SDN,SDN控制器將使用此信息繪制每個交換機的GOOSE/SV路徑。在LSP實現(xiàn)中,此信息將被放入LSP并分發(fā)到網(wǎng)絡(luò),無論哪個交換機具有該GOOSE/SV數(shù)據(jù)包,都將開始根據(jù)LSP封裝形式的修剪后的分布式樹轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。此分布基于最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)算法構(gòu)建,它可以是一棵樹用于所有樹,也可以是使用幾棵樹,具體取決于配置。當(dāng)中間交換機收到此GOOSE/SV數(shù)據(jù)包時,它會查找本地轉(zhuǎn)發(fā)表,如果此交換機上有IED的請求,交換機將解封數(shù)據(jù)包并對這些端口進行本地組播。然后,交換機執(zhí)行第二次查找,以查看是否有任何下游交換機需要此數(shù)據(jù)包,如果是,則以LSP封裝形式對下游交換機進行第二次組播。生成交換機配置最終的GOOSE/SV路徑表示將由變電站網(wǎng)絡(luò)中每個交換機中的VLAN/MAC表體現(xiàn)。完成GOOSE/SV路徑計算后,自動路由會為每個涉及的交換機生成相關(guān)的配置信息,然后涉及的交換機會根據(jù)這些信息創(chuàng)建相關(guān)的VLAN/MAC表條目。所以,GOOSE/SV路徑的安裝過程就是在每個交換機上逐個設(shè)置生成的配置VLAN或MAC表,這個過程也是自動進行的。當(dāng)在發(fā)生故障的情況下拓?fù)浒l(fā)生變化時,GOOSE/SV配置信息也可能發(fā)生變化,它將觸發(fā)交換機重新配置VLAN/MAC以分配新的GOOSE/SV路徑以避免通信中斷。如果SCD文件或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫枰鶕?jù)間隔擴展或其他情況的需求進行更新,則需要由參與人工干預(yù)的變電站運營商檢查和審查更新過程,以確保更新文檔的正確性和可用性。然后,交換機可以讓自動路由使用這些文檔自動重新配置網(wǎng)絡(luò)。驗證GOOSE/SV路徑正確性實現(xiàn)自動布線的在線驗證是一種不同于現(xiàn)有變電站網(wǎng)絡(luò)驗證過程的新方法。通常GOOSE/SV路徑驗證有正確性和準(zhǔn)確性兩部分,這意味著GOOSE/SV數(shù)據(jù)包只能去它應(yīng)該去的端口,而不能去其他端口。GOOSE/SV路徑驗證的正確性需要至少三方參與測試,其中IED可以同時是訂閱者和發(fā)布者:生成GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的發(fā)布者IED;轉(zhuǎn)發(fā)GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò);接收GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的用戶IED。在變電站網(wǎng)絡(luò)中部署自動路由,完成GOOSE/SV路徑安裝后,交換機具有感知和識別GOOSE/SV消息的能力。當(dāng)發(fā)布者IED發(fā)送GOOSE/SV消息時,變電站網(wǎng)絡(luò)會將數(shù)據(jù)包投遞到相關(guān)用戶IED連接的端口,并實時驗證GOOSE/SV路徑上的每個節(jié)點,以確保正確性。同時,還通過IED學(xué)習(xí)結(jié)果監(jiān)控GOOSE/SV路徑的準(zhǔn)確性,以識別不需要或錯誤的接收端口。如果GOOSE/SV路徑出現(xiàn)問題,無論物理鏈路或節(jié)點如何,都可以通過特殊的應(yīng)用程序界面發(fā)送報警信息,以使變電站人員發(fā)出警報?;赥RILL協(xié)議的自動路由實例TRILL協(xié)議簡介TRILL是一種L2轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,在一個符合IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)廣播域中運行。它通過使用IS-IS路由來分發(fā)鏈路狀態(tài)信息并計算通過網(wǎng)絡(luò)的最短路徑,從而取代生成樹協(xié)議。之所以使用IS-IS,是因為它具有純L2路由功能,不需要IP來傳輸幀。TRILL數(shù)據(jù)包和IS-IS路由數(shù)據(jù)包在路由交換機之間交換。交換機通過IS-IS“Hello”幀自動發(fā)現(xiàn)彼此,不需要顯式配置。終端站(即IED裝置)的MAC地址僅在TRILL域的邊緣獲知。核心網(wǎng)絡(luò)中的交換機不需要跟蹤終端站MAC地址。TRILL協(xié)議可以輕松支持高度網(wǎng)狀拓?fù)?,因此?yīng)盡量減少躍點數(shù)以提高實時性能(如果適用)。TRILL已被IETF標(biāo)準(zhǔn)化。它使用現(xiàn)有的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議技術(shù)和具有躍點計數(shù)的封裝,為具有任意拓?fù)涞亩嗵鳬EEE802.1兼容以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的最短路徑幀路由提供了一種解決方案。工作組目前的工作是圍繞協(xié)議的操作和部署支持。這包括一個MIB模塊和操作所需的其他部件,以及針對其部署的網(wǎng)絡(luò)屬性擴展和優(yōu)化TRILL的其他方法。在TRILL域中,交換機在入口處封裝以太網(wǎng)幀,使用IS-IS鏈路狀態(tài)路由信息路由幀,然后再次在出口處解封以太網(wǎng)幀。此過程下圖所示。 上圖中的主機A(MAC地址mac1)需要向右側(cè)的主機B(MAC地址mac8)發(fā)送以太網(wǎng)幀時,幀處理過程如下:幀由入口交換機封裝,帶有TRILL標(biāo)頭和以太網(wǎng)標(biāo)頭。TRILL標(biāo)頭包含入口交換機的2字節(jié)標(biāo)識符和出口交換機的2字節(jié)標(biāo)識符。出口交換機由到最終目標(biāo)(主機B)的最短路徑確定。TRIL標(biāo)頭還包含躍點計數(shù)。入口交換機將外部以太網(wǎng)標(biāo)頭中的源地址設(shè)置為其傳出接口的MAC地址,并將目標(biāo)地址設(shè)置為下一跳交換機的MAC地址(由IS-IS最短路徑路由確定)。路徑中的每個交換機都使用自己的MAC地址作為源,將下一跳交換機的MAC地址作為目標(biāo)重寫外部以太網(wǎng)標(biāo)頭。在每個交換機中,TRILL標(biāo)頭中的躍點計數(shù)遞減。在出口處,封裝標(biāo)頭將被刪除,原始以太網(wǎng)幀將發(fā)送到目標(biāo)(主機B)。 兩個交換機之間可以有任意數(shù)量的傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機,因為不支持TRILL的交換機只是根據(jù)目標(biāo)MAC地址和VLANID(如果存在)轉(zhuǎn)發(fā)流量。路由交換機不傳播生成樹協(xié)議BPDU,因此路由交換機可以限制生成樹區(qū)域的跨度。下圖顯示了TRILL協(xié)議使用的以太網(wǎng)和TRILL標(biāo)頭的幀結(jié)構(gòu)。TRILL協(xié)議使用0x22F3作為Ethertype。它可以封裝未標(biāo)記或標(biāo)記的客戶框架??蛻艨蚣苤械臉?biāo)簽在通過TRILL域轉(zhuǎn)發(fā)時保留。單播幀通過入口和出口交換機之間的最短路徑發(fā)送。交換機使用分布樹轉(zhuǎn)發(fā)多目標(biāo)幀(即具有未知MAC地址的單播幀、組播和廣播幀)。TRILL域中可以有一個或多個分布樹。RBridges將預(yù)先計算所有可能使用的分布樹。每個交換機都在其TRILLLSP中通告它可以支持的最大分布樹數(shù),但只有一個交換機由TRILL域中的所有交換機(基于多個交換機限定符)選擇,以便對所有交換機做出以下決定:將使用多少棵樹?將使用哪些樹?每棵樹的樹號。確定的分布樹數(shù)不能高于交換機支持的具有最少數(shù)量容量的樹數(shù)。每個入口交換機(指定用于特定VLAN的轉(zhuǎn)發(fā)器)選擇它將用于多目標(biāo)幀的分布樹。通常,這是根具有來自入口交換機的開銷最低路徑的樹。入口交換機本身可能是所選樹的根。它在其LSP分布中包含所選的樹信息,所有其他交換機都會跟蹤它,以便它們可以在反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)(RPF)檢查中使用此信息。分布樹在所有VLAN之間共享,但當(dāng)分支沒有潛在的接收方時,應(yīng)按VLAN進行修剪。接收本機多目標(biāo)幀時,入口交換機會將其轉(zhuǎn)換為TRILL數(shù)據(jù)包。它使用全交換機組播地址(01-80-c2-02-00-01)作為外部目標(biāo)MAC地址。支持跨多個分布樹的多路徑。入口和出口交換機是學(xué)習(xí)終端站MAC地址和VLAN信息的唯一網(wǎng)橋。在入口處,交換機通過收集接收幀的端口和MAC地址以及VLAN信息來學(xué)習(xí)本地終端站信息。在出口處,交換機通過在TRILL封裝數(shù)據(jù)包中收集原始幀的入口交換機和MAC地址以及VLAN信息來學(xué)習(xí)遠(yuǎn)程終端站信息。中轉(zhuǎn)交換機不需要收集終端站信息。他們只需要收集其他交換機的MAC地址。因此,中轉(zhuǎn)交換機的MAC轉(zhuǎn)發(fā)表與交換機的數(shù)量而不是終端站的數(shù)量成比例。交換機可以選擇TRILL域中的主干VLAN來相互通信。此VLAN獨立于封裝的TRILL數(shù)據(jù)包中原始以太網(wǎng)幀中使用的VLAN。ESADI(終端站地址分布信息)協(xié)議可用于宣布已顯式注冊的終端站。使用ESADI通告終端站MAC地址是可選的,從這些公告中學(xué)習(xí)也是可選的。作為特定VLAN的指定轉(zhuǎn)發(fā)器的RBridge可以參與該VLAN的TRILLESADI協(xié)議。所有中轉(zhuǎn)交換機必須正確轉(zhuǎn)發(fā)TRILLESADI幀,就好像它們是組播TRILL數(shù)據(jù)幀一樣。使用ESADI有幾個優(yōu)點。注冊可能經(jīng)過身份驗證(例如,通過IEEEStd802.1X-2010通過基于加密的EAP方法)。ESADI協(xié)議還支持對其消息進行加密身份驗證,以實現(xiàn)更安全的傳輸。最后,如果拔下終端站,可以通過ESADI協(xié)議立即發(fā)送更新。交換機可以選擇支持多路徑。這是通過等價多路徑(ECMP)路由完成的。如果朝向同一目標(biāo)存在多個等價路徑,則交換機可以在這些多個路徑上分配流量。這通常是按流完成的,以避免重新排序和路徑MTU發(fā)現(xiàn)問題?;赥RILL的自動路由用TRILLLSP泛洪傳播GOOSE/SV信息 TRILL可用于實現(xiàn)GOOSE/SV自動路由,沒有太大困難。在IED學(xué)習(xí)的幫助下,每個交換機可以收集直接連接的IED訂閱的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包,將所需GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的DMAC或VLANID列表放入IS-IS-LSP中,并將LSP泛洪到整個網(wǎng)絡(luò)中的其他交換機,如下圖所示。每個交換機將計算每個交換機根植的相同數(shù)量的分布樹,然后根據(jù)嵌入在LSP數(shù)據(jù)包中的所需DMAC或VLANID列表修剪樹。用TRILL構(gòu)建的GOOSE/SV路徑當(dāng)交換機收到本地GOOSE/SV數(shù)據(jù)包時,它將根據(jù)DMAC或VLANID進行兩次查找;第一次查找確定任何直接連接的IED是否需要此數(shù)據(jù)包,如果是,則執(zhí)行正常的二層轉(zhuǎn)發(fā)過程。第二個查找是查找分布樹的下一跳,如果是這樣,它將用TRILL組播標(biāo)頭封裝本機GOOSE/SV數(shù)據(jù)包并轉(zhuǎn)發(fā)到下一個交換機。當(dāng)交換機收到TRILL封裝的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包時,它也會執(zhí)行兩次查找。如果這些是此交換機上的訂閱者,它將解封裝TRILL標(biāo)頭并將本機GOOSE/SV數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到這些端口。如果此交換機是分發(fā)樹中的轉(zhuǎn)換節(jié)點,它將修改TRILL標(biāo)頭,將跳計數(shù)器減少1,在躍點計數(shù)器達到零時丟棄數(shù)據(jù)包,并將修改后的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到下一躍點。隨著此查找過程的結(jié)束,將構(gòu)建一個GOOSE/SV路徑。采用TRILL協(xié)議的GOOSE/SV數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程如下圖所示。使用TRILL處理IED裝置斷開/添加當(dāng)IED與交換機斷開連接時,IED學(xué)習(xí)將更新所需的DMAC或VLANID列表,它將觸發(fā)IS-ISLSP更新,新版本的LSP將被泛洪到其他交換機,每個交換機將計算新版本的分布樹和修剪。當(dāng)協(xié)議收斂時,到該斷開連接的IED裝置的GOOSE/SV路徑將被刪除。每次添加新的IED裝置或移動現(xiàn)有IED裝置時,交換機都會重復(fù)此過程。IED斷開連接/添加的TRILLLSP更新過程如下圖所示。使用TRILL處理網(wǎng)橋斷開/添加當(dāng)新的交換機添加到網(wǎng)絡(luò)中時,IS-IS呼叫機制將檢測鄰居交換機,IS-IS協(xié)議將更新其鄰居并將LSP泛洪到其他交換機。同時,它會將最新的LSP發(fā)送到新添加的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。每個交換機都會重新計算包含此交換機的分布樹和修剪。當(dāng)協(xié)議收斂時,GOOSE/SV路徑將更新以反映最新的拓?fù)?。?dāng)交換機與網(wǎng)絡(luò)斷開連接時,將使用相同的過程。交換機斷開連接/添加的TRILLLSP更新過程如下圖所示。

附錄G

(資料性)

GOOSE/SV全鏈路監(jiān)視用例為解決智能變電站GOOSE、SV報文傳輸?shù)娜狈ΡO(jiān)視手段,避免故障時問題排查苦難等問題,本標(biāo)準(zhǔn)提出針對每路GOOSE和SV報文分別全鏈路監(jiān)視的技術(shù),通過監(jiān)視GOOSE、SV經(jīng)過的全部網(wǎng)絡(luò)路徑報文傳輸情況,實現(xiàn)對GOOSE、SV報文的各個傳輸環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)視,解決GOOSE、SV報文監(jiān)視不全面,問題分析困難等問題。GOOSE、SV全鏈路監(jiān)視功能適用于任何使用GOOSE、SV進行業(yè)務(wù)傳輸?shù)膱鼍?。GOOSE、SV全鏈路監(jiān)視功能實現(xiàn)了按照GOOSE、SV控制塊進行轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)節(jié)各個節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)視功能,如下圖所示:以MU-1和MU-2發(fā)送SV報文為例進行舉例說明。發(fā)送IED設(shè)備源MAC地址APPIDSW-2SW-1接收IEDMU-100-0C-CD-04-00-014001輸入:P1輸出:G1輸入:G1輸出:G3,G4BPE,AUMU-200-0C-CD-04-00-024002輸入:P1輸出:G1輸入:G2輸出:G3,G4BPE,AUMU-1發(fā)送的SV報文經(jīng)過SW-2的P1端口輸入,經(jīng)過SW-2的G1端口輸出交換機,經(jīng)過SW-2的G1端口輸入,經(jīng)過SW-1的G3端口輸出給BPE母線保護,經(jīng)過SW-1的G4端口輸出給AU采集單元。因此,全鏈路監(jiān)視的關(guān)鍵節(jié)點為SW-2的P1輸入、G1輸出,SW-1的G1輸入,G3、G4輸出。每個關(guān)鍵節(jié)點統(tǒng)計信息包含如下信息:源MAC地址APPID輸入端口輸出端口輸入幀數(shù)輸入字節(jié)數(shù)輸出隊列幀數(shù)實際輸出幀數(shù)輸出丟幀數(shù)同一時刻的展示統(tǒng)計信息如下圖所示:MU-1發(fā)送控制塊信息全鏈路監(jiān)視信息MU-2發(fā)送控制塊信息全鏈路監(jiān)視信息SW-2交換機監(jiān)視信息SW-3交換機監(jiān)視信息源MAC地址00-0C-CD-04-00-01源MAC地址00-0C-CD-04-00-02APPID4001APPID4002輸入端口P1輸入端口P1輸入幀數(shù)16288輸入幀數(shù)16284輸入字節(jié)數(shù)4365184輸入字節(jié)數(shù)4640940輸出端口G1輸出端口G1輸出隊列幀數(shù)16288輸出隊列幀數(shù)16284實際輸出幀數(shù)16288實際輸出幀數(shù)16284輸出丟幀數(shù)0輸出丟幀數(shù)0SW-1交換機監(jiān)視信息SW-1交換機監(jiān)視信息源MAC地址00-0C-CD-04-00-01源MAC地址00-0C-CD-04-00-02APPID4001APPID4002輸入端口G1輸入端口G2輸入幀數(shù)16288輸入幀數(shù)16284輸入字節(jié)數(shù)4365184輸入字節(jié)數(shù)4640940輸出端口G3輸出端口G3輸出隊列幀數(shù)16288輸出隊列幀數(shù)16284實際輸出幀數(shù)16288實際輸出幀數(shù)16284輸出丟幀數(shù)0輸出丟幀數(shù)0輸出端口G4輸出端口G4輸出隊列幀數(shù)16288輸出隊列幀數(shù)16284實際輸出幀數(shù)16288實際輸出幀數(shù)16284輸出丟幀數(shù)0輸出丟幀數(shù)0每臺交換機的端口輸入、輸出控制塊信息統(tǒng)計情況得到了實時監(jiān)視,實現(xiàn)了GOOSE、SV全鏈路監(jiān)視。 ━━━━━━━━目次TOC\o"1-7"\h\z前言 III1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 34符號和縮略語 55一般要求 65.1供電要求 65.2氣候環(huán)境 66技術(shù)要求 76.1接口 76.2功能和性能 86.3功率消耗 136.4絕緣性能 136.5機械性能 146.6電磁兼容 146.7可靠性 156.8接地要求 156.9結(jié)構(gòu)和外觀 157測試方法 167.1測試條件 167.2電源影響測試 167.3氣候環(huán)境影響測試 167.4接口測試 177.5基本功能測試 187.6基本性能測試 207.7組網(wǎng)測試 227.8鏈路聚合測試 257.9組播測試 257.10時間同步 277.11時間同步管理 287.12流量控制 287.13交換延累加測試 287.14自動路由測試 297.15GOOSE/SV路徑監(jiān)視測試 307.16時間敏感網(wǎng)絡(luò)測試 307.17安全功能測試 337.18網(wǎng)絡(luò)管理測試 357.19溫升測試 357.20功耗消耗測試 357.21絕緣性能測試 357.22機械性能測試 367.23電磁兼容測試 367.24可靠性測試 377.25接地測試 377.26結(jié)構(gòu)和外觀測試 388用例 389檢驗規(guī)則 389.1檢驗分類 389.2檢驗項目 3810標(biāo)志和包裝 3910.1標(biāo)志 3910.2包裝 40附錄A(資料性)交換機DL/T860模型 41附錄B(資料性)BCD文件格式要求 56附錄C(規(guī)范性)主要測試儀器儀表 62附錄D(資料性)交換延時累加用例 64附錄E(資料性)流量控制用例 70附錄F(資料性)GOOSE/SV自動路由用例 72附錄G(資料性)GOOSE/SV全鏈路監(jiān)視用例 80前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替DL/T1241-2013《電力工業(yè)以太網(wǎng)交換機技術(shù)規(guī)范》,與DL/T1241-2013相比,除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外,主要技術(shù)變化如下:更新了交換機接口要求,增加電接口的PoE供電功能、增加調(diào)試接口和告警接口要求(見6.1);增加了時間同步管理、流量控制、交換延時累加、自動路由、GOOSE/SV路徑監(jiān)視、時間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和溫度監(jiān)測的技術(shù)要求,更新了組網(wǎng)、組播、時間同步、網(wǎng)管管理和安全功能(見6.2);更新了功率消耗計算公式(見6.3);更新了可靠性技術(shù)要求(見6.7);更新了接地技術(shù)要求(見6.8);更新技術(shù)要求及新增技術(shù)要求增加對應(yīng)測試方法(見第7章);增加交換機用例章節(jié)(見第8章);增加

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