一種基于配電網(wǎng)epon的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能分布式饋線自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布智能技術(shù)是智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，對(duì)等通信是分布智能技術(shù)的基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)性是對(duì)等通信技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)，基于GOOSE的分布智能技術(shù)是智能配電網(wǎng)分布智能饋線自動(dòng)化的研究熱點(diǎn)。
[0003]然而采用底層MAC地址配置的GOOSE通信技術(shù)無法適應(yīng)智能配電終端點(diǎn)多面廣的要求，雖然采用IP地址配置的UDP可以很方便的進(jìn)行組網(wǎng)配置，但是UDP的實(shí)時(shí)性卻受網(wǎng)絡(luò)負(fù)載因素的影響很大。此外，網(wǎng)絡(luò)校時(shí)假定通信的雙向通信延時(shí)相等，通信延時(shí)的抖動(dòng)影響了網(wǎng)絡(luò)校時(shí)的精度。EPON信道的下行通信采用采用廣播模式，速度可以達(dá)到1GBPS;上行通信采用時(shí)分復(fù)用，IG的帶寬需要多個(gè)分光器ONU均分，可能只是下行帶寬的幾十分之一，造成了通信延時(shí)的抖動(dòng)。
[0004]目前，EPON通信系統(tǒng)在配電網(wǎng)自動(dòng)化中得到了成熟的應(yīng)用，但上述問題尚未得到重視，難以滿足分布智能技術(shù)的需要，而且對(duì)智能配電網(wǎng)的建設(shè)乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)及其方法。本發(fā)明采用配置報(bào)文優(yōu)先級(jí)的方法提高了配電終端的對(duì)等通信時(shí)的實(shí)時(shí)性，并采用配置光網(wǎng)絡(luò)單元的流量整形來減小通信延時(shí)的抖動(dòng)性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)，包括:
[0008]光線路終端，所述光線路終端的一端與配電主站相連，另一端通過單根光纖與分光器互聯(lián);所述分光器與若干個(gè)具有流量整形配置功能的光網(wǎng)絡(luò)單元相互通信，所述光網(wǎng)絡(luò)單元用于為配電終端提供以太網(wǎng)接口，每個(gè)所述光網(wǎng)絡(luò)單元均連接一個(gè)配電終端；
[0009]配電終端之間依次通過光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器傳送報(bào)文來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)等通信;所述報(bào)文通過特定端口號(hào)服務(wù)發(fā)送至特定IP地址；
[0010]每個(gè)所述配電終端中均設(shè)置有通信單元和優(yōu)先級(jí)配置單元，所述通信單元的物理層與光網(wǎng)絡(luò)單元相連，優(yōu)先級(jí)配置單元與通信單元的網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層相連;所述優(yōu)先級(jí)配置單元過濾所有通信單元的通信報(bào)文，配置特定端口號(hào)的報(bào)文的優(yōu)先級(jí)并映射到IP層或/和MAC層。
[0011 ]所述光線路終端通過交換機(jī)與配電主站相連。
[0012]所述光網(wǎng)絡(luò)單元還與其他智能電子設(shè)備相連。
[0013]所述通信單元為Socket通信單元。
[0014]一種基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)的通信方法，包括:
[0015]步驟(I):連接配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)，發(fā)送報(bào)文的配電終端設(shè)為發(fā)送端，接收?qǐng)?bào)文的配電終端設(shè)為接收端，并采用流量整形方法配置光網(wǎng)絡(luò)單元的流量整形參數(shù)，使光網(wǎng)絡(luò)單元的上下行帶寬一致；
[0016]步驟(2):發(fā)送端將報(bào)文首先通過優(yōu)先級(jí)配置單元提升報(bào)文優(yōu)先級(jí)，并映射到IP層或/和MAC層，然后依次通過光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器傳送至接收端的通信單元。
[0017]所述步驟(2)中優(yōu)先級(jí)配置單元將通過特定端口號(hào)的報(bào)文進(jìn)行配置優(yōu)先級(jí)并映射到IP層的過程為:
[0018]優(yōu)先級(jí)配置單元接收通信單元發(fā)送來的特定端口號(hào)的報(bào)文，獲取報(bào)文所對(duì)應(yīng)的目的端口號(hào)，并記錄所述報(bào)文在TCP/IP協(xié)議棧中的報(bào)文緩存區(qū)指針；
[0019]TCP/IP協(xié)議棧向以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層發(fā)送報(bào)文時(shí)，TCP/IP協(xié)議?；卣{(diào)優(yōu)先級(jí)配置單元，并利用報(bào)文緩存區(qū)指針進(jìn)行修改報(bào)文的TOS配置，完成報(bào)文在IP層的優(yōu)先級(jí)配置；
[0020]以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層接收配置IP層優(yōu)先級(jí)的報(bào)文后，發(fā)送至通信單元；
[0021]最后，優(yōu)先級(jí)配置完成的報(bào)文由通信單元發(fā)送至特定IP地址。
[0022]所述步驟(2)中優(yōu)先級(jí)配置單元將接收的報(bào)文進(jìn)行配置優(yōu)先級(jí)并映射到MAC層的過程為:
[0023]優(yōu)先級(jí)配置單元接收通信單元發(fā)送來的特定端口號(hào)的報(bào)文，獲取報(bào)文所對(duì)應(yīng)的目的端口號(hào)，記錄所述報(bào)文在TCP/IP協(xié)議棧中的報(bào)文緩存區(qū)指針；
[0024]TCP/IP協(xié)議棧向以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層發(fā)送報(bào)文；
[0025]以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層接收TCP/IP協(xié)議棧發(fā)送類的報(bào)文后，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層回調(diào)優(yōu)先級(jí)配置單元并利用報(bào)文緩存區(qū)指針進(jìn)行修改報(bào)文的COS配置，完成報(bào)文在MAC層的優(yōu)先級(jí)配置，并傳送至通信單元；
[0026]最后，優(yōu)先級(jí)配置完成的報(bào)文由通信單元發(fā)送至特定IP地址。
[0027]所述步驟(2)中優(yōu)先級(jí)配置單元將接收的報(bào)文進(jìn)行配置優(yōu)先級(jí)并映射到IP層和MAC層的過程為:
[0028]優(yōu)先級(jí)配置單元接收通信單元通過特定端口號(hào)發(fā)送來的具有特定IP地址的報(bào)文，獲取報(bào)文所對(duì)應(yīng)的目的端口號(hào)，記錄所述報(bào)文在TCP/IP協(xié)議棧中的報(bào)文緩存區(qū)指針；
[0029]TCP/IP協(xié)議棧向以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層發(fā)送報(bào)文時(shí)，TCP/IP協(xié)議?；卣{(diào)優(yōu)先級(jí)配置單元并利用報(bào)文緩存區(qū)指針進(jìn)行修改報(bào)文的TOS配置，完成報(bào)文在IP層的優(yōu)先級(jí)配置；
[0030]以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層接收配置IP層優(yōu)先級(jí)的報(bào)文后，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)層回調(diào)優(yōu)先級(jí)配置單元并利用報(bào)文緩存區(qū)指針進(jìn)行修改報(bào)文的COS配置，完成報(bào)文在MAC層的優(yōu)先級(jí)配置，并傳送至通信單元；
[0031]最后，優(yōu)先級(jí)配置完成的報(bào)文由通信單元發(fā)送至特定IP地址。
[0032]本發(fā)明的有益效果為:
[0033](I)本發(fā)明的該實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)為一種采用跨層優(yōu)先級(jí)的配電網(wǎng)EPON實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了配電終端之間的對(duì)等通信實(shí)現(xiàn)高實(shí)時(shí)性和低延時(shí)抖動(dòng)，為智能配電網(wǎng)的智能分布式自愈控制應(yīng)用打下基礎(chǔ)；
[0034](2)本發(fā)明采用配置報(bào)文優(yōu)先級(jí)的方法提高了配電終端的對(duì)等通信時(shí)的實(shí)時(shí)性，為了保證對(duì)等通信報(bào)文的實(shí)時(shí)性，采用了 IP/MAC甚至是兩層優(yōu)先級(jí)的配置；
[0035](3)本發(fā)明還采用配置光網(wǎng)絡(luò)單元的流量整形來減小通信延時(shí)的抖動(dòng)性。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明的基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明的優(yōu)先級(jí)配置單元在通信協(xié)議棧中的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0039]本發(fā)明提出的基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)，其具體系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。
[0040]該基于配電網(wǎng)EPON的配電終端實(shí)時(shí)對(duì)等通信系統(tǒng)，包括:
[0041]光線路終端，所述光線路終端的一端與配電主站相連，另一端通過單根光纖與分光器互聯(lián);所述分光器與若干個(gè)具有流量整形配置功能的光網(wǎng)絡(luò)單元相互通信，所述光網(wǎng)絡(luò)單元用于為配電終端提供以太網(wǎng)接口，每個(gè)所述光網(wǎng)絡(luò)單元均連接一個(gè)配電終端；
[0042]配電終端之間依次通過光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器傳送報(bào)文來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)等通信;所述報(bào)文通過特定端口號(hào)服務(wù)發(fā)送至特定IP地址；
[0043]每個(gè)所述配電終端中均設(shè)置有通信單元和優(yōu)先級(jí)配置單元，所述通信單元的物理層與光網(wǎng)絡(luò)單元相連，優(yōu)先級(jí)配置單元與通信單元的網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層相連;所述優(yōu)先級(jí)配置單元過濾所有通信單元的通信報(bào)文，配置特定端口號(hào)的報(bào)文的優(yōu)先級(jí)并映射到IP層或/和MAC層。
[0044]配電終端通過優(yōu)先級(jí)配置單元將接收的報(bào)文進(jìn)行優(yōu)先級(jí)配置，并映射到IP層或/和MAC層，來配電終端的實(shí)時(shí)對(duì)等通信。
[0045]其中:
[0046]I)光線路終端OLT是EPON通信系統(tǒng)部署于變電站的重要的局端設(shè)備，與前端交換機(jī)用網(wǎng)線相連，轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，用單根光纖與用戶端的分光器互聯(lián);實(shí)現(xiàn)對(duì)配電終端設(shè)備光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的控制、管理、測(cè)距;并和ONU設(shè)備一樣，是光電一體的設(shè)備。
[0047]2)0NU是EPON通信系統(tǒng)部署于配電終端側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元，提供給配電終端的是以太網(wǎng)接口，支持802.1P協(xié)議。在本系統(tǒng)中ONU執(zhí)行流量整形功能，需要對(duì)其進(jìn)行流量整形配置。
[0048]EPON通信系統(tǒng)的通信節(jié)點(diǎn)需要支持流量整形、隊(duì)列調(diào)度和擁塞避免的功能。配置EPON系統(tǒng)ONU結(jié)點(diǎn)的流量整形參數(shù)，使上下行帶寬一致。如:一條饋線的OLT鏈路中配置N個(gè)OUN結(jié)點(diǎn)，則下行帶寬按(1024/N)兆進(jìn)行流量整形。
[0049]3)配電終端在本系統(tǒng)中完成配電自動(dòng)化的具體功能，對(duì)于智能分布式饋線自動(dòng)化而言，配電終端之間相互自主通信。配電終端完成配電自動(dòng)化通信業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)提升功能，并把優(yōu)先級(jí)設(shè)置映射到IP層和MAC層。
[0050]配電自動(dòng)化報(bào)文的優(yōu)先級(jí)提升由報(bào)文生成者自主實(shí)現(xiàn)，配電終端產(chǎn)生的報(bào)文配電終端負(fù)責(zé)配置其優(yōu)先級(jí)，配電主站的下行報(bào)文是否提升其優(yōu)先級(jí)另議。在配電自動(dòng)化通信中，不同的通信規(guī)約對(duì)應(yīng)不同的端口，把特定端口數(shù)據(jù)設(shè)置成高優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)分別映射到IP層和MAC層，IP層的優(yōu)先級(jí)在TO