本發(fā)明涉及一種交換機(jī)，特別適用于智能變電站的交換機(jī)。

背景技術(shù)：

交換機(jī)作為智能變電站重要的通訊設(shè)備發(fā)揮著重要作用。智能變電站通常采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即站控層、間隔層和過(guò)程層，其中，間隔層和過(guò)程層之間設(shè)置的交換機(jī)需要實(shí)時(shí)交互信息，對(duì)交換機(jī)的實(shí)時(shí)性要求高。

CN101409669A公開(kāi)了一種交換機(jī)，該交換機(jī)通過(guò)查詢(xún)上行鏈路接口卡中保存的映射表，將報(bào)文傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的目標(biāo)地址端口。一方面，該交換機(jī)進(jìn)行報(bào)文傳輸依賴(lài)映射表，需要對(duì)映射表實(shí)時(shí)更新，維護(hù)工作較大，消耗資源多；另一方面，映射表信息較多，各目標(biāo)端口對(duì)應(yīng)的查詢(xún)時(shí)間不一致，導(dǎo)致該交換機(jī)各端口對(duì)應(yīng)的傳輸延時(shí)不一致，因而使該交換機(jī)的實(shí)時(shí)性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種交換機(jī)，用以解決的問(wèn)題是交換機(jī)各端口的傳輸一致性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：該交換機(jī)包括上行端口和下行端口，每個(gè)端口均對(duì)應(yīng)設(shè)有端口控制模塊，所述交換機(jī)還包括與上行端口控制模塊對(duì)應(yīng)連接的存儲(chǔ)模塊；所述端口控制模塊通過(guò)串行總線(xiàn)形成環(huán)網(wǎng)；環(huán)網(wǎng)中傳輸環(huán)路報(bào)文，所述環(huán)路報(bào)文包括若干個(gè)用于與所述端口對(duì)應(yīng)的報(bào)文單元，每個(gè)報(bào)文單元包括源地址部分、目標(biāo)地址部分和數(shù)據(jù)部分；各端口控制模塊識(shí)別環(huán)路報(bào)文中的源地址部分或目標(biāo)地址部分，用于將數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分或者將對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)讀出。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)路報(bào)文包括上送環(huán)路報(bào)文和下送環(huán)路報(bào)文；下行端口控制模塊根據(jù)上送環(huán)路報(bào)文中的源地址，將下行端口數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分，并且添加目標(biāo)地址；上行端口控制模塊根據(jù)上送環(huán)路報(bào)文中的目標(biāo)地址，提取對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)；上行端口控制模塊根據(jù)下送環(huán)路報(bào)文中的源地址，將上行端口數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分，并且添加目標(biāo)地址；下行端口控制模塊根據(jù)下送環(huán)路報(bào)文中的目標(biāo)地址，提取對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述上行端口用于連接智能變電站中站控層和間隔層設(shè)備，所述下行端口用于連接智能變電站中過(guò)程層設(shè)備。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述環(huán)路報(bào)文中源地址和目標(biāo)地址均為mac地址。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，主控模塊用于發(fā)送環(huán)路報(bào)文；所述上行或下行端口控制模塊作為主控模塊，或者獨(dú)立于上行或下行端口控制模塊的處理模塊作為主控模塊。

本發(fā)明交換機(jī)采用串行環(huán)網(wǎng)的方式傳輸數(shù)據(jù)，使得每個(gè)端口對(duì)應(yīng)的傳輸延時(shí)一致，實(shí)時(shí)性得到提高，滿(mǎn)足了智能變電站間隔層與過(guò)程層之間的通信要求。另外，避免了映射表的更新維護(hù)造成的資源消耗。

具體的，本發(fā)明交換機(jī)可采用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，用于實(shí)現(xiàn)智能變電站中間隔層和過(guò)程層之間的通信。

采用交換機(jī)內(nèi)置的上行或下行端口控制模塊作為主控模塊，可以降低交換機(jī)的成本。當(dāng)然，也可以設(shè)置獨(dú)立于上行或下行端口控制模塊的處理模塊作為主控模塊，雖然增加了交換機(jī)的成本，但大幅度提高了交換機(jī)的處理速度，使得交換機(jī)的使用性能更佳。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明交換機(jī)的硬件接線(xiàn)示意圖；

圖2是環(huán)網(wǎng)鏈路工作模式示意圖；

圖3是單鏈路工作模式示意圖；

圖4是交換機(jī)實(shí)施方式的硬件接線(xiàn)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明交換機(jī)的硬件接線(xiàn)如圖1所示，包括上行端口和下行端口，上行端口對(duì)應(yīng)設(shè)有上行端口控制模塊，下行端口對(duì)應(yīng)設(shè)有下行端口控制模塊。其中，上行端口控制模塊對(duì)應(yīng)連接存儲(chǔ)模塊，所述上行端口控制模塊和所述下行端口控制模塊通過(guò)串行總線(xiàn)形成環(huán)網(wǎng)，并在環(huán)網(wǎng)中傳輸環(huán)路報(bào)文。所述端口只是用于連接通信設(shè)備，而由對(duì)應(yīng)的端口控制模塊控制上傳通信設(shè)備的數(shù)據(jù)或加載數(shù)據(jù)到通信設(shè)備中。

為了方便表示，圖2、圖3和圖4中將端口及其對(duì)應(yīng)連接的端口控制模塊統(tǒng)一表示為端口。

所述環(huán)路報(bào)文的傳輸路徑示意圖如圖2所示。其中，數(shù)據(jù)鏈路為全雙工工作模式。當(dāng)環(huán)網(wǎng)中出現(xiàn)鏈路中斷時(shí)，則自動(dòng)形成如圖3所示的單鏈路工作模式，在串行的結(jié)尾端口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳，從而保證數(shù)據(jù)的完整性。

該交換機(jī)的一種實(shí)施方式如圖4所示，包括3個(gè)上行端口和4個(gè)下行端口，各上行端口分別接入線(xiàn)路保護(hù)裝置1、線(xiàn)路保護(hù)裝置2、監(jiān)控裝置；各下行端口分別接入線(xiàn)路1合并單元、線(xiàn)路1智能終端、線(xiàn)路2合并單元、線(xiàn)路2智能終端。

當(dāng)交換機(jī)初次上電時(shí)，運(yùn)行初始化進(jìn)程。首先檢測(cè)各上行端口對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中是否有配置信息標(biāo)志位，若沒(méi)有則將上行端口1作為主控模塊，發(fā)送初始化環(huán)路報(bào)文，并驅(qū)動(dòng)沿環(huán)形總線(xiàn)依次傳送，開(kāi)展初始化操作。若經(jīng)過(guò)定時(shí)常T，主控模塊仍未發(fā)送數(shù)據(jù)，則將上行端口2作為主控模塊開(kāi)始發(fā)送初始化環(huán)路報(bào)文，以此類(lèi)推，直至主控模塊發(fā)送初始化環(huán)路報(bào)文。其中，初始化報(bào)文中預(yù)留有用于加載各端口mac地址的空白的數(shù)據(jù)信息位置。

當(dāng)然，也可以設(shè)置獨(dú)立于上行或下行端口控制模塊的處理模塊作為主控模塊，這樣可以提高交換機(jī)的處理速度，使交換機(jī)的使用性能更優(yōu)。

具體的，本實(shí)施例中各存儲(chǔ)模塊的配置信息標(biāo)志位均為空，所以，上行端口1作為主控模塊，對(duì)全部端口進(jìn)行初始化登錄操作：

(1)主控模塊發(fā)送初始化報(bào)文。

(2)上述初始化報(bào)文沿環(huán)網(wǎng)依次傳輸，上行端口1接收到該報(bào)文，則在該報(bào)文的空白數(shù)據(jù)信息位置進(jìn)行登陸，加載上行端口1連接設(shè)備的mac地址；報(bào)文沿環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)缴闲卸丝?，上行端口2接收到該報(bào)文，則在該報(bào)文的空白數(shù)據(jù)信息位置進(jìn)行登陸，加載上行端口2連接設(shè)備的mac地址；

……

報(bào)文沿環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)较滦卸丝?，下行端口4接收到該報(bào)文，則在該報(bào)文的空白數(shù)據(jù)信息位置進(jìn)行登陸，加載下行端口4連接設(shè)備的mac地址；

報(bào)文沿環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)较滦卸丝?，下行端口3接收到該報(bào)文，則在該報(bào)文的空白數(shù)據(jù)信息位置進(jìn)行登陸，加載下行端口3連接設(shè)備的mac地址；

……

報(bào)文沿環(huán)網(wǎng)依次通過(guò)各端口，完成所有接入端口的初始化登陸，生成含有完整環(huán)路設(shè)備mac地址的報(bào)文，并驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)在各上行端口控制模塊對(duì)應(yīng)連接的存儲(chǔ)模塊中。

初始化開(kāi)始時(shí)，若主控模塊檢測(cè)到端口m新接入設(shè)備時(shí)，則在環(huán)路報(bào)文中預(yù)留新增設(shè)備的空白的數(shù)據(jù)信息位置，并執(zhí)行上述初始化登陸操作，在報(bào)文的空白數(shù)據(jù)信息位置加載新增設(shè)備信息。

交換機(jī)完成初始化進(jìn)程后，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)程包括上送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程和下送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程。上送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程傳輸上送環(huán)路報(bào)文，下送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程傳輸下送環(huán)路報(bào)文。其中，上送環(huán)路報(bào)文和下送環(huán)路報(bào)文的格式相同，均包括若干個(gè)用于與交換機(jī)各端口對(duì)應(yīng)的報(bào)文單元，每個(gè)報(bào)文單元依次包括源地址部分、目標(biāo)地址部分和數(shù)據(jù)部分，或者目標(biāo)地址部分、源地址部分和數(shù)據(jù)部分。

具體的，本實(shí)施例中，報(bào)文單元的格式為端口接入設(shè)備mac地址+目標(biāo)mac地址+數(shù)據(jù)。

環(huán)路報(bào)文在環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)倪^(guò)程中，每個(gè)端口控制模塊均識(shí)別屬于自身地址(或者設(shè)定的地址)的(一個(gè)或多個(gè))報(bào)文單元，將數(shù)據(jù)填充到該報(bào)文單元中，或者將該報(bào)文單元中的數(shù)據(jù)提取出來(lái)。而對(duì)于不屬于自身地址(或者設(shè)定的地址)的其他報(bào)文單元，則直接透明傳輸?shù)较乱粋€(gè)端口控制模塊。

其中，本實(shí)施例的上送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程包括：

(1)主控模塊實(shí)時(shí)發(fā)送上送環(huán)路報(bào)文，上送環(huán)路報(bào)文包括4個(gè)報(bào)文單元，每個(gè)報(bào)文單元對(duì)應(yīng)一個(gè)下行端口(即上送環(huán)路報(bào)文中的報(bào)文單元個(gè)數(shù)與初始化后的環(huán)網(wǎng)中的下行端口數(shù)目一致)。

(2)該報(bào)文依次傳輸?shù)较滦卸丝?、下行端口2、下行端口3和下行端口4，各下行端口控制模塊根據(jù)上送環(huán)路報(bào)文中的源mac地址，將各端口數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分，并且添加目標(biāo)mac地址；

具體的，本實(shí)施例中，環(huán)路中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括sv數(shù)據(jù)和goose數(shù)據(jù)，那么各下行端口對(duì)應(yīng)的報(bào)文單元具體格式如下：

下行端口1：線(xiàn)路1合并單元mac地址+線(xiàn)路保護(hù)1mac地址+sv數(shù)據(jù)(1522字節(jié))；

下行端口2：線(xiàn)路1智能終端mac地址+線(xiàn)路保護(hù)1mac地址+goose數(shù)據(jù)(1522字節(jié))；

下行端口3：線(xiàn)路2合并單元mac地址+線(xiàn)路保護(hù)2mac地址+sv數(shù)據(jù)(1522字節(jié))；

下行端口4：線(xiàn)路2智能終端mac地址+線(xiàn)路保護(hù)2mac地址+goose數(shù)據(jù)(1522字節(jié))。

(3)所述上送環(huán)路報(bào)文完成所有下行端口的數(shù)據(jù)加載后，沿環(huán)網(wǎng)依次傳輸?shù)缴闲卸丝?、上行端口2和上行端口1，上行端口控制模塊根據(jù)上送環(huán)路報(bào)文中的目標(biāo)mac地址，提取對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)。

具體的，本實(shí)施例中，在上行端口1中提取線(xiàn)路1合并單元和線(xiàn)路1智能終端的數(shù)據(jù)，在上行端口2中提取線(xiàn)路2合并單元和線(xiàn)路2智能終端的數(shù)據(jù)，在上行端口3中提取所有數(shù)據(jù)。

另外，本實(shí)施例的下送數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)程包括：

(1)主控模塊實(shí)時(shí)發(fā)送下送環(huán)路報(bào)文。

(2)該報(bào)文依次傳輸?shù)缴闲卸丝?、上行端口2和上行端口3，各上行端口控制模塊根據(jù)下送環(huán)路報(bào)文中的源mac地址，將各端口數(shù)據(jù)加載到對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分，并且添加目標(biāo)mac地址。

具體的，本實(shí)施例中，各上行端口對(duì)應(yīng)的報(bào)文單元具體格式如下：

每個(gè)上行端口包括的報(bào)文單元數(shù)量與該上行端口通信的下行連接設(shè)備有關(guān)，比如，本實(shí)施例中，下行端口1和下行端口2中提取線(xiàn)路保護(hù)1的數(shù)據(jù)，下行端口3和下行端口4提取線(xiàn)路保護(hù)2的數(shù)據(jù)，在所有下行端口提取監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)。

因此，上行端口1需要向下行端口1和下行端口2發(fā)送信息，上行端口1包括兩個(gè)報(bào)文單元：

線(xiàn)路保護(hù)1mac地址+線(xiàn)路1合并單元mac地址+配置信息或召喚信息+線(xiàn)路保護(hù)1動(dòng)作信息+告警信息；

線(xiàn)路保護(hù)1mac地址+線(xiàn)路1智能終端mac地址+配置信息或召喚信息+線(xiàn)路保護(hù)1動(dòng)作信息+告警信息。

上行端口2由于需要向下行端口3和下行端口4發(fā)送信息，因此，上行端口2的報(bào)文單元應(yīng)包括：

線(xiàn)路保護(hù)2mac地址+線(xiàn)路2合并單元mac地址+配置信息或召喚信息+線(xiàn)路保護(hù)2動(dòng)作信息+告警信息；

線(xiàn)路保護(hù)2mac地址+線(xiàn)路2智能終端mac地址+配置信息或召喚信息+線(xiàn)路保護(hù)2動(dòng)作信息+告警信息。

上行端口3由于需要向下行端口1、下行端口2、下行端口3和下行端口4發(fā)送信息，因此，上行端口3的報(bào)文單元應(yīng)包括：

監(jiān)控設(shè)備mac地址+線(xiàn)路1合并單元mac地址+配置信息或召喚信息；

監(jiān)控設(shè)備mac地址+線(xiàn)路1智能終端mac地址+配置信息或召喚信息；

監(jiān)控設(shè)備mac地址+線(xiàn)路2合并單元mac地址+配置信息或召喚信息；

監(jiān)控設(shè)備mac地址+線(xiàn)路2智能終端mac地址+配置信息或召喚信息。

(3)所述下送環(huán)路報(bào)文完成各上行端口的數(shù)據(jù)加載后，沿環(huán)網(wǎng)依次傳輸?shù)较滦卸丝?、下行端口3、下行端口2和下行端口1，各下行端口控制模塊根據(jù)下送環(huán)路報(bào)文中的目標(biāo)mac地址，提取對(duì)應(yīng)報(bào)文單元的數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)。

作為另一種實(shí)施方式，該交換機(jī)傳輸報(bào)文的源地址和目標(biāo)地址不限于mac地址，也可以是IP地址；該交換機(jī)不限于應(yīng)用于電力系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于其他通信領(lǐng)域。因此，該交換機(jī)具有較廣泛的應(yīng)用范圍。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。