本發(fā)明涉及通過(guò)廣域網(wǎng)WAN的分站相互間通信的領(lǐng)域,特定地,通過(guò)WAN在分站之間隧道化時(shí)間關(guān)鍵（time-critical）消息。

背景技術(shù)：

不同分站中的IED之間的開(kāi)放系統(tǒng)互連模型OSI層2（例如，以太網(wǎng)）服務(wù)的基本元素能夠使用偽線通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。偽線PW為雙向?qū)嶓w，其給出了用來(lái)仿真通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)PSN的原生（native）服務(wù)的基本屬性的機(jī)制。

互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)任務(wù)組（Internet Engineering Task Force）IETF的RFC 3985描述了任何兩個(gè)客戶邊緣CE之間的偽線的構(gòu)造。通過(guò)PSN在一個(gè)客戶邊緣和另一個(gè)客戶邊緣之間的原生通信經(jīng)由提供商邊緣PE能夠被實(shí)現(xiàn)。提供商邊緣裝置給出一個(gè)或更多偽線用于它們的客戶邊緣來(lái)通過(guò)PSN進(jìn)行通信。提供商邊緣經(jīng)由PSN隧道（通過(guò)它們的PSN標(biāo)記來(lái)被識(shí)別）來(lái)連接。隧道能夠攜帶一個(gè)或更多偽線。隧道中的偽線通過(guò)它們的偽線標(biāo)記來(lái)被識(shí)別。從發(fā)送器CE傳送的有效負(fù)載（payload）在接收器CE以和被發(fā)送器CE發(fā)送的相同的形式被接收，即PSN對(duì)于客戶邊緣是透明的。

IETF的RFC 5603描述用于通過(guò)PSN管理以太網(wǎng)偽線的模型。該模型定義帶有或不帶有VLAN ID的操縱（即改變、添加和移除）的、基于VLAN的偽線和基于端口的偽線?；诙丝诘膫尉€連接兩個(gè)物理以太網(wǎng)末端點(diǎn)，而基于VLAN的偽線連接兩個(gè)虛擬以太網(wǎng)末端點(diǎn)。IETF的RFC 5602描述用于通過(guò)MPLS隧道管理偽線服務(wù)的模型。偽線通過(guò)建立兩個(gè)標(biāo)記交換路徑LSP（其基本上是不定向隧道）來(lái)形成。

分站中的層2業(yè)務(wù)，諸如依據(jù)IEC 61850的時(shí)間關(guān)鍵GOOSE和SV消息，通常使用VLAN（其確保業(yè)務(wù)只到達(dá)訂戶的IED）來(lái)分割。這意味到其它分站的偽線必須基于這些VLAN ID來(lái)配置。然而，應(yīng)當(dāng)注意，用于層2業(yè)務(wù)的VLAN ID能夠在PE相沖突，因?yàn)楦竭B到PE的其它客戶端（client）CE可能使用相同的VLAN ID以用于傳輸不同的業(yè)務(wù)。這意味VLAN ID應(yīng)當(dāng)在發(fā)送器分站中的出口被轉(zhuǎn)換，或外部的802.1Q VLAN標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)被添加。相反地，修改的VLAN ID應(yīng)當(dāng)在進(jìn)入接收器分站的入口再被轉(zhuǎn)換到原始的或不同的VLAN ID，或者外部的VLAN標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)被移除。

IEC 61850-90-1技術(shù)報(bào)告提供了需要被考慮的，用于分站之間信息互換的不同的方面的概覽。該報(bào)告還提出了用于分站相互間通信的兩種手段，即隧道化和網(wǎng)關(guān)。前一個(gè)手段封裝了用于通過(guò)PSN隧道傳輸?shù)腎EC 61850消息?！八淼阑狈椒ǚ庋b了用于通過(guò)WAN傳輸?shù)南ⅲ恍薷南?nèi)的有效負(fù)載?！按砭W(wǎng)關(guān)”手段使用代理來(lái)重新創(chuàng)建由其它分站中的裝置經(jīng)由WAN發(fā)送的消息。它還依照在WAN中使用的傳輸協(xié)議來(lái)轉(zhuǎn)換信息的內(nèi)容。換言之，“代理網(wǎng)關(guān)”手段在IEC 61850和PSN傳輸協(xié)議之間做了協(xié)議變換。顯然地，網(wǎng)關(guān)應(yīng)當(dāng)充分地知道IEC 61850消息的內(nèi)容。

用于GOOSE和SV互換的隧道化手段能夠使用層2虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò)VPN通過(guò)MPLS構(gòu)架來(lái)實(shí)現(xiàn)。MPLS協(xié)議可以是IP/MPLS或MPLS-TP。偽線是用于通過(guò)此類分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)幕A(chǔ)。偽線是雙向?qū)嶓w，其給出了用于仿真通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)的原生服務(wù)的機(jī)制，使得它對(duì)使用該原生服務(wù)的節(jié)點(diǎn)透明。不同的連通性類型，諸如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、或多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，能夠使用偽線來(lái)實(shí)現(xiàn)。偽線能夠通過(guò)MPLS構(gòu)架傳輸多路復(fù)用（即基于VLAN的）或非多路復(fù)用（即基于端口的）服務(wù)。不同的偽線冗余機(jī)制（例如1+1備份）能夠被用來(lái)提供錯(cuò)誤容忍（fault tolerance）。偽線終止在服務(wù)提供商的邊緣裝置。分站W(wǎng)AN邊緣裝置經(jīng)由提供商邊緣裝置連接到WAN。

然而，傳統(tǒng)的分站沒(méi)被預(yù)想用于分站相互間通信。這意味對(duì)于分站的配置只是考慮適用在那些分站內(nèi)的信息和通信模型而被推導(dǎo)。用于分站相互間通信的分站配置的擴(kuò)展應(yīng)當(dāng)處理潛在的命名和尋址沖突。這是因?yàn)镮EC 61850推薦獨(dú)特的值用于某些命名和地址參數(shù)（例如LDName、VLAN、多播地址、APPID、goID、svID等）的系統(tǒng)范圍識(shí)別/分辨。然而，在很多的應(yīng)用（諸如保護(hù)）中，多個(gè)分站以相同的方式被設(shè)計(jì)（engineered），其中，分站中IEC 61850信息模型的命名和尋址參數(shù)可與其它分站中IEC 61850信息模型的命名和尋址參數(shù)相匹配。

命名和地址的沖突能夠通過(guò)重命名所述消息參數(shù)來(lái)解決。但這將影響在已激活（energized）分站中的那些不參加與遠(yuǎn)程分站中裝置的“直接協(xié)調(diào)”或那些不必要包含在WAN通信中的裝置中的一些裝置的重新配置。當(dāng)分站與多于一個(gè)分站相通信時(shí)，該問(wèn)題變得更加復(fù)雜。這是因?yàn)槊蛯ぶ窙_突的可能性變得更高。采用“綠場(chǎng)（Greenfield）”情形的假設(shè)（其中，沖突能夠通過(guò)將數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)權(quán)授予給其它分站項(xiàng)目來(lái)解決），IEC 61850-90-1提出了基于SED文件互換，對(duì)于隧道化手段的在分站之間的IEC 61850通信的設(shè)計(jì)。然而，標(biāo)準(zhǔn)不針對(duì)（address）能夠在擴(kuò)展已受委任的分站用于分站相互間通信時(shí)發(fā)生的命名和/或?qū)ぶ窙_突。

總之，為了解決命名和尋址沖突，公用事業(yè)公司（utility）中的大多數(shù)將不愿意去重新配置它們的激活分站中的裝置。裝置的重新配置可引起分站操作的中斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有對(duì)一種解決方案的需要，其能夠解決命名和/或?qū)ぶ窙_突，要求分站的較少的重新配置且減少分站操作的中斷。

本發(fā)明不僅提供通過(guò)WAN隧道化IEC 61850層2業(yè)務(wù)的可能，而且提供執(zhí)行命名和地址參數(shù)的快速硬件轉(zhuǎn)換，以將現(xiàn)有裝置的重新配置保持到最小的能力。

這個(gè)目標(biāo)通過(guò)依據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法與裝置來(lái)達(dá)到。從從屬專利權(quán)利要求，優(yōu)選的實(shí)施例是顯而易見(jiàn)的。

本發(fā)明提供一種將OSI層2網(wǎng)絡(luò)隧道中的時(shí)間關(guān)鍵消息通過(guò)WAN從第一分站中的第一IED傳送到第二分站中的第二IED的方法，其中該第一和第二分站中的每一個(gè)包括邊緣IED且與分站LAN相關(guān)聯(lián)，其中所述時(shí)間關(guān)鍵消息中的每一個(gè)包括消息參數(shù)，其中該方法包括以下的步驟：a）創(chuàng)建包括對(duì)于所述分站LAN中的之一和所述WAN，或?qū)τ诿恳粋€(gè)分站LAN和所述WAN的所述消息參數(shù)的對(duì)應(yīng)值的轉(zhuǎn)換表；b）使用所述消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換值在所述第二分站中定義虛擬IED，即虛擬IED模型，以模仿（impersonate）在所述第一分站中的所述第一IED；c）依據(jù)所述轉(zhuǎn)換表轉(zhuǎn)換所述消息參數(shù)；d）將所述時(shí)間關(guān)鍵消息從所述第一IED轉(zhuǎn)發(fā)（forward）到所述WAN；以及e）由所述第二IED從所述WAN接收所述時(shí)間關(guān)鍵消息。

第二分站中的虛擬IED能夠被指定在第二分站的邊緣IED中，或作為獨(dú)立的描述存在。由于該虛擬IED使用消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換值來(lái)配置且因此能夠模仿或仿真第一IED（其是時(shí)間關(guān)鍵消息的真正發(fā)送器）。因此，接收IED（第二分站的第二IED）相信時(shí)間關(guān)鍵消息是由第二分站中的虛擬IED發(fā)送的。

本發(fā)明的方法能夠依據(jù)IEC 61850-90-1被用在隧道化機(jī)制中，其中，多個(gè)分站網(wǎng)絡(luò)被連接，以允許遠(yuǎn)程分站中功能的“直接協(xié)調(diào)”。要在分站之間傳送的時(shí)間關(guān)鍵消息通常是GOOSE和/或SV消息。時(shí)間關(guān)鍵消息的參數(shù)被用來(lái)識(shí)別消息且通常包括下列的標(biāo)識(shí)符之一：目的地MAC地址、VLAN ID、LDName（在GOOSE消息的“gocbRef”內(nèi)且在GOOSE和SV消息的“dataset”內(nèi)）、APPID、goID、或svID等。WAN可以是或電路交換或分組交換網(wǎng)絡(luò)。所有參數(shù)的轉(zhuǎn)換是可能的。然而，經(jīng)常只有子集（即上述標(biāo)識(shí)符中的一個(gè)或更多）可能被要求。這能夠是因情況不同而不同的。

創(chuàng)建轉(zhuǎn)換表和轉(zhuǎn)換參數(shù)的步驟由第一或第二分站的邊緣IED來(lái)完成。特定地，至少時(shí)間關(guān)鍵消息的VLAN ID的轉(zhuǎn)換是由第一分站的邊緣IED來(lái)執(zhí)行的。這對(duì)于將消息從第一分站LAN轉(zhuǎn)發(fā)到WAN是必要的。第一分站的邊緣IED可進(jìn)一步轉(zhuǎn)換其它參數(shù)，諸如MAC、APPID等。在接收側(cè)上，第二分站的邊緣IED也可以轉(zhuǎn)換從WAN接收的時(shí)間關(guān)鍵消息。

在轉(zhuǎn)換功能沒(méi)在第一分站的邊緣IED中實(shí)施的情況中，例如邊緣IED來(lái)自第三方或不再是最新的，則邊緣IED不能夠做其它參數(shù)的轉(zhuǎn)換。在這種情況下，轉(zhuǎn)換可由第二分站的邊緣IED來(lái)完成。

與在IEC 61850-90-1中引入的“代理網(wǎng)關(guān)”手段相比，本發(fā)明通過(guò)消息的即時(shí)（on the fly）硬件轉(zhuǎn)換能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間關(guān)鍵消息的快速傳送。

消息參數(shù)形成那個(gè)消息的標(biāo)識(shí)符。通過(guò)轉(zhuǎn)換沖突的消息參數(shù)，即如果必要?jiǎng)t修改參數(shù)的值，所述參數(shù)在分站內(nèi)變得獨(dú)特。因而，標(biāo)識(shí)符也變得獨(dú)特。由于在參數(shù)的轉(zhuǎn)換之后沒(méi)有了命名或?qū)ぶ窙_突，這避免了給分站的目前配置制造過(guò)分的改變。消息參數(shù)通常在消息報(bào)頭中以元數(shù)據(jù)的形式被定義。消息報(bào)頭和消息主體（即消息有效負(fù)載）一起形成了消息的整個(gè)內(nèi)容。本發(fā)明目的是在在需要的情況中通過(guò)僅僅修改消息報(bào)頭來(lái)避免命名或?qū)ぶ窙_突，以便使得消息參數(shù)在分站中的每一個(gè)內(nèi)是獨(dú)特的。當(dāng)消息參數(shù)已經(jīng)在所有分站內(nèi)是獨(dú)特的時(shí)候，沒(méi)有修改被要求，即原始消息參數(shù)的值與轉(zhuǎn)換表中轉(zhuǎn)換的參數(shù)是相同的。這將在稍后采用涉及圖7和8的描述來(lái)更詳細(xì)地解釋。本發(fā)明不需要修改或重建消息有效負(fù)載。

虛擬IED能夠?qū)崿F(xiàn)第二分站的第二IED相信消息是從虛擬IED而不是從真正的發(fā)送器（即第一分站中的第一IED）發(fā)送的。這允許消息以透明的方式從第一分站被譯釋（interpret）到第二分站。虛擬IED模型可以是分站描述語(yǔ)言SCL中的定義，即它可以是分站配置描述SCD文件中的段（section）。虛擬IED代表不必要作為硬件組件存在的IED。虛擬IED也可被集成在邊緣IED中。

依據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明也提供一種將OSI層2網(wǎng)絡(luò)隧道中的時(shí)間關(guān)鍵消息通過(guò)WAN從第一分站中的第一IED傳送到第二分站中的第二IED的設(shè)備，其中所述第一和第二分站分別與第一和第二分站LAN相關(guān)聯(lián)，其中所述設(shè)備包括：邊緣裝置，其適合于依據(jù)包括對(duì)于所述第一和/或第二分站LAN與所述WAN的消息參數(shù)的對(duì)應(yīng)值的轉(zhuǎn)換表來(lái)轉(zhuǎn)換所述時(shí)間關(guān)鍵消息的消息參數(shù)；以及虛擬IED模型，其被使用所述消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換值定義在所述第二分站中，且適合于模仿仿真所述第一分站中的所述第一IED。

依據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種將OSI層2網(wǎng)絡(luò)隧道中的時(shí)間關(guān)鍵消息通過(guò)WAN從第一分站中的第一IED傳送到第二分站中的第二IED的系統(tǒng)，其中所述第一和第二分站分別與第一和第二分站LAN相關(guān)聯(lián)，其中所述系統(tǒng)包括：第一和第二邊緣IED，其被分別安排在所述第一和第二分站LAN中，且適合于依據(jù)包括對(duì)于所述第一和/或第二分站LAN與所述WAN的消息參數(shù)的對(duì)應(yīng)值的轉(zhuǎn)換表來(lái)轉(zhuǎn)換所述時(shí)間關(guān)鍵消息的消息參數(shù)；以及虛擬IED，其被使用所述消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換值定義在第二分站中，且適合于模仿所述第一分站中的所述第一IED。

依據(jù)本發(fā)明，時(shí)間關(guān)鍵消息的參數(shù)的轉(zhuǎn)換是依據(jù)轉(zhuǎn)換表通過(guò)替換時(shí)間關(guān)鍵消息中的消息參數(shù)的值來(lái)執(zhí)行的。

依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)換由OSI層2中邊緣IED來(lái)執(zhí)行。與使用更高OSI層中的軟件來(lái)修改消息參數(shù)相比，使用OSI層2能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)轉(zhuǎn)換（其能夠在消息傳送期間和在硬件線上被完成）。這能夠使得由消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換引起的延遲成極小，且保持轉(zhuǎn)換時(shí)間盡可能地短。更進(jìn)一步地，邊緣IED能夠監(jiān)視OSI層2網(wǎng)絡(luò)隧道，且例如當(dāng)發(fā)生通信信道的狀態(tài)改變時(shí)，對(duì)保護(hù)IED與監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA）進(jìn)行通知。

依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，方法進(jìn)一步包括以下的步驟：在轉(zhuǎn)換的步驟之前，從時(shí)間關(guān)鍵消息中選擇相關(guān)的時(shí)間關(guān)鍵消息。

所述相關(guān)的時(shí)間關(guān)鍵消息具有第二分站的目的地，即如果消息不是應(yīng)被遞送到第二分站，則它將不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)以用于進(jìn)一步的處理，諸如轉(zhuǎn)換。消息的相關(guān)性的另外準(zhǔn)則可以是包含在消息中的信息，其被要求以用于第二分站的恰當(dāng)操作，例如關(guān)于第一分站中某個(gè)斷路器（breaker）的狀態(tài)改變的信息，其可對(duì)第二分站的操作有作用。

選擇的步驟能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)濾時(shí)間關(guān)鍵消息，使得只有相關(guān)的或合格的消息被發(fā)送到第二分站。這避免了第二分站被不必要的消息所淹沒(méi)。

更可取地（preferably）,創(chuàng)建轉(zhuǎn)換表、選擇消息以及轉(zhuǎn)換屬性的步驟由第一分站的邊緣IED來(lái)執(zhí)行。

更可取地，轉(zhuǎn)換的步驟被執(zhí)行n次，其中，n是接收或發(fā)送時(shí)間關(guān)鍵消息從或到WAN的分站的數(shù)量。換言之，如果消息需要被傳送到三個(gè)分站，則轉(zhuǎn)換可被執(zhí)行三次，這保證在接收消息的所有三個(gè)分站中沒(méi)有命名和尋址沖突。備選的是，n也可對(duì)應(yīng)于時(shí)間關(guān)鍵消息從WAN被接收所經(jīng)由的冗余偽線的數(shù)量。

更可取地，轉(zhuǎn)換表包括：用于從分站LAN向WAN的時(shí)間關(guān)鍵消息的傳送的出口轉(zhuǎn)換表、以及用于從WAN到分站LAN的時(shí)間關(guān)鍵消息的入口表。

依據(jù)進(jìn)一步的方面，本發(fā)明還提供了用于獲得依據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程可包括以下的步驟：引入第二分站的邊緣IED的配置文件到第二分站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具之中、以及獲得第二分站的SCD文件、以及將SCD文件輸入到虛擬IED設(shè)計(jì)工具（其包括用于生成對(duì)于虛擬IED和邊緣IED的實(shí)例化IED描述的部件）中。

更可取地，設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)一步包括以下的步驟：生成對(duì)于虛擬IED的第一實(shí)例化IED描述IID，其中虛擬IED的物理裝置信息代理名稱被設(shè)定為第一分站中的第一IED的名稱；基于在第一和第二分站的通信接口實(shí)例之間定義的信道鏈路來(lái)生成對(duì)于邊緣IED的實(shí)例化IED描述IID；以及引入第一和第二IID到第二分站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具之中。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的主題將參照在附圖中示出的優(yōu)選示范實(shí)施例在下列文本中被更加詳細(xì)地解釋，其中：

圖1示意地示出由傳統(tǒng)IED發(fā)送的通常GOOSE幀結(jié)構(gòu)，其中，GOOSE幀包括消息參數(shù)，諸如APPID、gocbRef、dataset、和goID；

圖2示意地示出包括通信段和IED段的示范SCD文件；

圖3示意地示出通過(guò)WAN的分站之間隧道化通信；

圖4示意地示出采用WAN連接的多個(gè)分站的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

圖5示意地示出依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、包括出口和入口轉(zhuǎn)換表的轉(zhuǎn)換過(guò)程；

圖6示意地示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的圖解，其中，消息的過(guò)濾在消息的轉(zhuǎn)換之前被執(zhí)行；

圖7示出依據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換表的示例，其包括帶有對(duì)于LAN的值的參數(shù)，以及對(duì)于WAN的這些參數(shù)的轉(zhuǎn)換值；

圖8示出依據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換表的進(jìn)一步示例，其包括帶有對(duì)于WAN的值的參數(shù)，以及對(duì)于LAN的這些參數(shù)的轉(zhuǎn)換值；

圖9示意地示出通過(guò)WAN連接的兩個(gè)分站，其中分站中的每一個(gè)包括用于發(fā)送或接收消息的IED、用于轉(zhuǎn)換消息的邊緣IED，且其中接收由第一IED發(fā)送的消息的第二分站包括模仿第一分站中的第一IED的虛擬IED；以及

圖10示意地示出使用虛擬IED的分站配置描述語(yǔ)言SCL設(shè)計(jì)過(guò)程。

圖中使用的參考符號(hào)以及它們的主要含義被以概要的形式列在稱號(hào)（designation）的列表中。原則上，同樣的部分在圖中被提供以相同的參考符號(hào)。

具體實(shí)施方式

圖1示出在層2隧道化通信中的示范時(shí)間關(guān)鍵消息幀，這里是GOOSE幀。如所示出的，GOOSE框架包含諸如APPID、gocbRef、和goID的消息參數(shù)。依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，這些消息參數(shù)的值應(yīng)當(dāng)在分站內(nèi)是獨(dú)特的。

圖2示出示范分站配置描述SCD文件，其中，較上面的部分包含用于通信的信息且較下面的部分涉及IED描述。在通信部分，若干參數(shù)諸如APPID、VLAN ID和目的地MAC被定義，這些參數(shù)被要求用于分站之間消息的傳送。

特定地，分站中GOOSE和SV業(yè)務(wù)通常使用VLAN來(lái)分割，以確保業(yè)務(wù)只到達(dá)訂戶。到WAN的GOOSE和SV業(yè)務(wù)的VLAN ID通常共享相同的分站W(wǎng)AN邊緣裝置，即邊緣IED。這意味基于VLAN的多路復(fù)用服務(wù)將被用于通過(guò)WAN的通信。VLAN到偽線的映射在服務(wù)提供商的邊緣裝置中被配置。能夠發(fā)生在發(fā)送分站中用于GOOSE或SV業(yè)務(wù)的VLAN ID已經(jīng)在接收分站內(nèi)用來(lái)分割一些其它的GOOSE或SV業(yè)務(wù)。這意味VLAN ID必須被修改，以便避免在接收分站中的任何重新配置。相同情況適用于GOOSE和SV消息參數(shù)（諸如MAC地址、APPID、svID、goID、GOOSE消息的“gocbRef”內(nèi)的LDName以及GOOSE和SV消息的“dataset”內(nèi)的LDName）的其它系統(tǒng)范圍的獨(dú)特值。

圖3示出依據(jù)IEC 61850-90-1的“隧道化手段”，用于通過(guò)WAN（或通過(guò)電路交換網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)分組交換網(wǎng)絡(luò)）在分站之間通信的示意結(jié)構(gòu)。在保護(hù)IED和邊緣IED之間的接口可以是以太網(wǎng)。如所示出的，分站1與分站LAN A相關(guān)聯(lián)，而分站2和分站LAN B相關(guān)聯(lián)。時(shí)間關(guān)鍵消息的分站相互間通信通過(guò)WAN穿過(guò)LAN A和B。

圖4示出了示出通過(guò)WAN的分站相互間通信，其中，每一個(gè)分站包括IED和邊緣IED。為了達(dá)到隧道化功能性，本發(fā)明提出邊緣IED結(jié)合轉(zhuǎn)換功能且也可選擇地結(jié)合過(guò)濾功能（其在本發(fā)明的稍后段中被描述，例如圖6）。時(shí)間關(guān)鍵消息可通過(guò)WAN從分站1被向分站2、3、和4發(fā)送。

圖5示出依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中重新配置能夠通過(guò)在對(duì)于1+1偽線冗余的情況的分站邊緣IED執(zhí)行近似物理比特率、低等待時(shí)間、GOOSE和SV電報(bào)中沖突參數(shù)的硬件轉(zhuǎn)換來(lái)避免。

還應(yīng)當(dāng)注意，用于GOOSE或SV業(yè)務(wù)的VLAN能夠在服務(wù)提供商的邊緣裝置中相沖突。這是因?yàn)槟軌蛴惺褂孟嗤腣LAN ID用于傳輸它們的業(yè)務(wù)，被連接到服務(wù)提供商的邊緣裝置的其它客戶邊緣裝置。這意味VLAN ID可能需要被修改或外部的802.1Q VLAN標(biāo)簽（也被引用為“QinQ”）能夠被邊緣IED添加，來(lái)解決WAN中的VLAN沖突。另外，邊緣IED能夠依據(jù)偽線冗余機(jī)制（即1+1）來(lái)負(fù)責(zé)對(duì)流進(jìn)行復(fù)制，即指派不同的VLAN ID。這意味分站邊緣IED應(yīng)當(dāng)能夠在從LAN到WAN的出口以及在從WAN到LAN的入口轉(zhuǎn)換VLAN標(biāo)簽。它應(yīng)當(dāng)還能夠過(guò)濾從WAN到LAN的不希望的VLAN業(yè)務(wù)，且反之亦然。

GOOSE和SV電報(bào)中沖突參數(shù)的轉(zhuǎn)換能夠在到WAN的出口或在從WAN的入口被做出。在在接收分站的邊緣IED不能夠轉(zhuǎn)換上面參數(shù)的情況中，在到WAN的出口的轉(zhuǎn)換可是必要的。用于解決WAN中沖突的VLAN轉(zhuǎn)換和不希望的業(yè)務(wù)的過(guò)濾也能夠在邊緣IED的相同硬件中被實(shí)現(xiàn)。為了執(zhí)行這些轉(zhuǎn)換和過(guò)濾，對(duì)于VLAN和MAC地址轉(zhuǎn)換的情況，硬件能夠用如圖5中所示出的入口和出口轉(zhuǎn)換表來(lái)配置。

兩個(gè)基于VLAN的冗余點(diǎn)對(duì)點(diǎn)偽線PW1、PW2被用來(lái)經(jīng)由MPLS構(gòu)架將一個(gè)分站中的邊緣IED 1連接到另一個(gè)分站中的邊緣IED 2。偽線提供在MPLS構(gòu)架中的1+1活動(dòng)冗余。因此，邊緣IED將復(fù)制消息且指派被映射到1+1偽線的兩個(gè)相異的VLAN ID。在服務(wù)提供商邊緣中的VLAN沖突通過(guò)在出口轉(zhuǎn)換到?jīng)]有在WAN內(nèi)使用的VLAN ID，且再轉(zhuǎn)換回到在接收分站內(nèi)不沖突的VLAN ID來(lái)解決。從偽線中之一接收到的第一個(gè)有效的消息被轉(zhuǎn)發(fā)到接收分站的分站LAN。如圖5中所示出的，在兩個(gè)分站中有通過(guò)邊緣IED 1和2的GOOSE消息的出口和入口轉(zhuǎn)換。應(yīng)當(dāng)注意，在GOOSE或SV消息被多播到兩個(gè)或更多分站的情況中，則邊緣IED可復(fù)制信息并通過(guò)它們分別的1+1偽線將它們發(fā)送到不同的分站。

邊緣IED還應(yīng)當(dāng)能夠監(jiān)視不同信道的狀態(tài)且經(jīng)由IEC 61850通信服務(wù)告知保護(hù)IED和局部SCADA關(guān)于信道狀態(tài)的改變。它也可以監(jiān)視來(lái)自/到WAN的GOOSE和SV消息來(lái)創(chuàng)建事件/擾動(dòng)記錄。這意味分站邊緣IED不只是如IEC 61850-90-1所假定的交換機(jī)。它能夠被視為一方面給出IEC 61850服務(wù)到分站LAN中的裝置且另一方面經(jīng)由提供商邊緣裝置連接到WAN的IED。顯然地，分站W(wǎng)AN邊緣裝置是特殊的IED，其不僅依據(jù)IEC 61850要求設(shè)計(jì)以用于提供原生IEC 61850服務(wù)給分站LAN中的裝置，而且要求WAN通信設(shè)計(jì)。

圖6示出用于選擇時(shí)間關(guān)鍵消息的過(guò)濾模塊。包括了從LAN進(jìn)行到WAN的GOOSE和SV的幀被過(guò)濾模塊過(guò)濾，使得只有相關(guān)的，即只有合格的GOOSE和SV幀能夠被傳給WAN。過(guò)濾器可使用以太網(wǎng)協(xié)議、APPID等的屬性（諸如以太網(wǎng)類型領(lǐng)域）來(lái)在GOOSE、SV和其它幀類型之間進(jìn)行區(qū)分。過(guò)濾器可具有帶有參數(shù)（諸如APPID、目的地MAC和VLAN ID）的白名單。被轉(zhuǎn)發(fā)到WAN的所有GOOSE和SV幀可在轉(zhuǎn)換功能性被應(yīng)用之前傳遞該白名單。這避免將不希望的消息大量涌到其它分站或WAN。過(guò)濾功能是描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的可選特征。

圖7示出在從LAN進(jìn)行到WAN的過(guò)濾的幀的諸如目的地MAC地址、APPID以及VLAN ID三元組的屬性之間映射的轉(zhuǎn)換表。例如，參數(shù)VLAN ID在LAN中為VLAN_ID_LAN_A。在對(duì)于WAN的轉(zhuǎn)換之后，它變成了VLAN_ID_WAN_A。換言之，在分站LAN中的VLAN ID的值已經(jīng)在WAN中在使用，且將在轉(zhuǎn)換之后被修改。如果對(duì)于特定的VLAN ID沒(méi)有沖突，則值的修改不被要求。轉(zhuǎn)換表代表消息參數(shù)的值的映射，其保證在它的轉(zhuǎn)換之后沒(méi)有命名和尋址沖突存在。

在多播通信的情況中，轉(zhuǎn)換器可對(duì)于每一個(gè)目的地采用不同的轉(zhuǎn)換屬性集將原始屬性轉(zhuǎn)換n次數(shù)，例如LAN B中的VLAN_ID被轉(zhuǎn)換三次。

圖8轉(zhuǎn)換模塊在從WAN進(jìn)行到LAN的過(guò)濾的幀的MAC目的地地址、APPID以及VLAN ID三元組之間映射。轉(zhuǎn)換模塊也考慮冗余幀，例如圖8中的A'和A''幀，B'和B''幀。

除了轉(zhuǎn)換和過(guò)濾，隧道化特征也能夠使用下列的來(lái)受益：冗余，以便增加通信的可靠性、從LAN進(jìn)行到WAN的幀被復(fù)制且所有的復(fù)制在接收側(cè)上被移除。

圖9示意地示出依據(jù)本發(fā)明的分站相互間通信的概覽。兩個(gè)分站1、2被通過(guò)WAN 30來(lái)連接，其中分站1、2中的每一個(gè)包括IED 10、20以用于發(fā)送或接收時(shí)間關(guān)鍵消息100（其包括消息參數(shù)101、103），以及用于轉(zhuǎn)換消息100的邊緣IED 15、25。時(shí)間關(guān)鍵消息100包括由分站1中的IED1 10發(fā)送的消息參數(shù)101，其可被邊緣IED1 15轉(zhuǎn)換，以便避免在向WAN傳送期間的命名和尋址沖突。邊緣IED1 15至少轉(zhuǎn)換消息參數(shù)VLAN ID，即被轉(zhuǎn)換消息參數(shù)102至少具有轉(zhuǎn)換的VLAN ID。更可取地，邊緣IED 15還轉(zhuǎn)換其它參數(shù)、諸如MAC、APPID等。

轉(zhuǎn)換依據(jù)轉(zhuǎn)換表來(lái)被執(zhí)行，轉(zhuǎn)換表具有包括了對(duì)于分站LAN 12的消息參數(shù)101的值和WAN 30中的消息參數(shù)102的值的對(duì)應(yīng)表。示范轉(zhuǎn)換表在圖5、7和8中被提供。特定地，對(duì)于LAN 12的消息參數(shù)101的值被對(duì)于WAN的消息參數(shù)102的對(duì)應(yīng)值所代替。比如，依據(jù)圖5的出口表，對(duì)于LAN 12的VLAN ID是“101”，且對(duì)于經(jīng)由PW4的WAN的對(duì)應(yīng)VLAN ID是“2002”。換言之，由IED1 10發(fā)送的消息具有VLAN ID值“101”，其與WAN 30或分站LAN 22中的其它VLAN ID相沖突；這個(gè)沖突的VLAN ID值“101”在轉(zhuǎn)換之后變成了不與WAN或分站LAN 22中的任何VLAN ID沖突的“2002”。

在沒(méi)有特定消息參數(shù)的沖突的情況中，則在LAN 12和WAN 30中的值都相同。在這種情況下，在參數(shù)的轉(zhuǎn)換之后，參數(shù)的值不改變。

在WAN 30接收到帶有轉(zhuǎn)換的消息參數(shù)102的時(shí)間關(guān)鍵消息100之后，它向分站2發(fā)送該消息。如之前所解釋的，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為邊緣IED1 15不僅轉(zhuǎn)換VLAN ID，而且轉(zhuǎn)換其它參數(shù)，諸如MAC、APPID等，即由于沒(méi)有通過(guò)邊緣IED2的另外轉(zhuǎn)換是必要的，消息參數(shù)102將被第二分站中的IED2 25接收。然而，如果IED1 15沒(méi)有或不能夠轉(zhuǎn)換其它參數(shù)，諸如MAC和APPID，則分站2中的邊緣IED2 25能夠執(zhí)行這些參數(shù)的轉(zhuǎn)換。于是，如圖9中所示出的，轉(zhuǎn)換之后的消息具有消息參數(shù)103。

第二分站進(jìn)一步包括虛擬IED模型26，其能夠模擬或模仿分站1的IED 10。當(dāng)分站2中的IED 20接收到消息，它相信消息100是從虛擬IED 26通過(guò)路徑B而不是真實(shí)路徑A被發(fā)送的。由于轉(zhuǎn)換的消息參數(shù)103在分站2內(nèi)是獨(dú)特的，接收IED 20不具有任何命名或?qū)ぶ窙_突。

對(duì)比按照由IEC 61850-90-1建議的“代理網(wǎng)關(guān)”手段，消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換不重新創(chuàng)建全部的消息內(nèi)容，而只是如果有任何潛在的命名或?qū)ぶ窙_突則即時(shí)修改消息參數(shù)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)換步驟能夠在近似物理比特率被執(zhí)行，因此避免了在“代理網(wǎng)關(guān)”手段中可能發(fā)生的延遲或等待時(shí)間。

此外，由于虛擬IED模型26可被定義在SCD描述文件中，沒(méi)有另外的硬件被要求用于虛擬IED。虛擬IED模型模仿在接收分站中的發(fā)送IED，因此在接收分站中那些不是消息的目的地的和那些與被隧道化的消息有命名或?qū)ぶ窙_突的其它IED不需要被重新配置或升級(jí)以用于本發(fā)明的實(shí)施。依據(jù)本發(fā)明的該方法提供了包括用于解決命名或?qū)ぶ窙_突的透明轉(zhuǎn)換的透明傳送，其不僅減少分站的重新配置而且僅僅要求最小的努力來(lái)用于它的實(shí)施。

在下文中，依據(jù)本發(fā)明的用于獲得虛擬IED模型和邊緣IED的配置的示范設(shè)計(jì)過(guò)程將被解釋。依據(jù)本發(fā)明，通過(guò)WAN的IEC 61850層2仿真的SCL設(shè)計(jì)考慮下列的：

事件記錄：邊緣IED是發(fā)送到或從其它分站接收的GOOSE消息的訂戶；

WAN通信：虛擬IED復(fù)制且指派不同的VLAN ID給被多播到多于一個(gè)分站的GOOSE和SV消息。VLAN ID被用來(lái)將消息映射到連接到不同分站的它們分別的偽線。此外，它還在到WAN的出口和在從WAN的入口轉(zhuǎn)換消息的VLAN ID、MAC地址和APPID。

虛擬IED模擬或仿真帶有特殊特征的裝置。它能夠被視為是一方面給出IEC 61850服務(wù)到分站LAN中的裝置且另一方面經(jīng)由提供商邊緣裝置連接到WAN的IED。顯然地，虛擬IED不僅依據(jù)IEC 61850要求SCL設(shè)計(jì)以用于提供原生IEC 61850服務(wù)給分站LAN中的裝置，而且要求WAN通信設(shè)計(jì)。為了使得SCL設(shè)計(jì)任務(wù)和職責(zé)明確，系統(tǒng)級(jí)別設(shè)計(jì)由系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具來(lái)處置，且項(xiàng)目具體的項(xiàng)目具體IED實(shí)例（即IID文件）的創(chuàng)建由稍后解釋的虛擬IED設(shè)計(jì)工具來(lái)處置。

邊緣IED能夠被建模為具有包括邏輯節(jié)點(diǎn)，諸如LPHD、LLN0、LN ITPC1…n，和LN RDRE，的邏輯裝置的IED。特定地，LPHD是代表作為邏輯裝置宿主的物理裝置的公用數(shù)據(jù)的邏輯節(jié)點(diǎn)。LLN0是代表邏輯裝置的公用數(shù)據(jù)的邏輯節(jié)點(diǎn)。LN ITPC1…n是包含涉及通信信道設(shè)置以及監(jiān)督的所有信息的邏輯節(jié)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于被邊緣IED支持的信道的最大數(shù)量，能夠有一樣多的這種邏輯節(jié)點(diǎn)的實(shí)例。指定在數(shù)據(jù)屬性“EEName.mRID”（其代表資產(chǎn)（asset）或裝置的獨(dú)特標(biāo)識(shí)符）中的值被用來(lái)將LN ITPC實(shí)例關(guān)聯(lián)到WAN信道。LN RDRE是對(duì)事件記錄器功能進(jìn)行建模的邏輯節(jié)點(diǎn)。

圖10示出依據(jù)本發(fā)明的示范設(shè)計(jì)過(guò)程，其中，描述了使用虛擬IED的分站配置描述語(yǔ)言SCL設(shè)計(jì)過(guò)程。

邊緣IED的IED配置描述ICD文件被引入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的分站項(xiàng)目A之中，且同樣地被引入到分站項(xiàng)目B之中。從分站項(xiàng)目A和分站項(xiàng)目B因而獲得的SCD文件被輸入到圖10中示出的虛擬IED設(shè)計(jì)工具。虛擬IED設(shè)計(jì)工具可包括IID生成器和信道鏈接器（Channel linker）。

IID生成器被用來(lái)生成對(duì)于虛擬IED的實(shí)例化IED描述IID。對(duì)于分站A的IID基于來(lái)自分站B中IED的被選中的GOOSE或SV消息（其被發(fā)送到分站A中的IED）來(lái)生成。因而生成的對(duì)于虛擬IED的IID將使得物理裝置信息LPHD數(shù)據(jù)屬性“Proxy.stVal”被設(shè)定為真，以及“PhyNam.name”被設(shè)定為對(duì)其IID被生成的分站B中IED的名稱。此外，它將只具有被選中的GOOSE和SV服務(wù)信息。

信道鏈接器被用來(lái)基于在分站A和分站B的遠(yuǎn)方保護(hù)（teleprotection）通信接口ITPC實(shí)例之間定義的信道鏈路來(lái)生成對(duì)于邊緣IED的IID。對(duì)應(yīng)于虛擬IED和邊緣IED的IID被然后引入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的項(xiàng)目Ａ中。任何尋址和命名沖突在虛擬IED的引入期間被通過(guò)指派消息參數(shù)的新值來(lái)解決。在分站A中虛擬IED、邊緣IED和IED之間的數(shù)據(jù)流能夠然后在系統(tǒng)涉及工具的項(xiàng)目A中被設(shè)計(jì)。這包括用于邊緣IED中事件記錄的數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)以及用于分站A中IED（其是來(lái)自分站B中的GOOSE或SV消息的目的地）的數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)。

因而從兩個(gè)項(xiàng)目所推導(dǎo)的SCD被用來(lái)推導(dǎo)對(duì)于分站A和分站B中邊緣IED的入口和出口轉(zhuǎn)換表。所述轉(zhuǎn)換表通過(guò)識(shí)別在另一項(xiàng)目中的它們的命名和尋址參數(shù)、虛擬IED來(lái)建立。虛擬IED依靠它的物理裝置信息“Proxy.stVal”數(shù)據(jù)屬性（其將是真）以及“PhyNam.name”數(shù)據(jù)屬性（其將具有另一分站中相應(yīng)（counterpart）IED的名稱）來(lái)被識(shí)別。WAN中的VLAN沖突也能夠通過(guò)轉(zhuǎn)換到WAN中目前不在使用的不同的VLAN ID（在從發(fā)送分站的出口上）且將它轉(zhuǎn)換回到（在進(jìn)入接收分站的入口上）對(duì)應(yīng)GOOSE或SV消息在虛擬IED中定義的VLAN ID來(lái)解決。生成轉(zhuǎn)換表的過(guò)程能夠是獨(dú)立設(shè)計(jì)工具的部分，或能夠被集成到虛擬IED設(shè)計(jì)工具中。

盡管本發(fā)明已經(jīng)在圖和前面的描述中被詳細(xì)地描述，此類描述要被認(rèn)為是說(shuō)明性的或示范的，且不是限制性的。對(duì)公開(kāi)的實(shí)施例的變化能夠被本領(lǐng)域中的和實(shí)踐要求保護(hù)的發(fā)明的那些技術(shù)人員從對(duì)圖、公開(kāi)、和隨附權(quán)利要求的研究中來(lái)理解和實(shí)行。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其它元件或步驟，且不定冠詞“一（a或an）”不排除多個(gè)。僅僅是某些元件或步驟被記載在相異權(quán)利要求中的事實(shí)并不表明這些元件或步驟的組合不能夠被用來(lái)獲益，具體地，除了實(shí)際的權(quán)利要求從屬關(guān)系（dependency）之外，任何進(jìn)一步有意義的權(quán)利要求組合應(yīng)該被認(rèn)為是公開(kāi)的。