本發(fā)明涉及電力控制領域，具體涉及一種應用在智能變電站網(wǎng)絡交換機的延時累加測試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，變電站也從自動化、數(shù)字化向智能化方向演進。作為銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關鍵，智能變電站是智能電網(wǎng)中變換電壓和分配電能的重要電力設施。它不僅是對變電站架構(gòu)的改革，更是對電力的生產(chǎn)、操作及變電站建設模式的變革。

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的二次電纜則被大量的網(wǎng)絡交換機替代。智能變電站通過交換機構(gòu)建間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡，保護跳閘命令傳輸、開關信號的上送、模擬量采集上送等也必須通過交換機實現(xiàn)。交換機的性能和運行情況將直接影響全站運行的可靠性。

交換機延遲是考察交換機的重要性能指標之一，延時是指從交換機接收到數(shù)據(jù)包到開始向目的端口復制數(shù)據(jù)包之間的時間間隔。延遲越小，交換機處理數(shù)據(jù)包的速度越快，網(wǎng)絡性能表現(xiàn)越好。

本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的交換機測試方法存在交換延時累加測試缺失較多的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種智能變電站網(wǎng)絡交換機延時累加測試方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的交換機測試方法存在交換延時累加測試缺失較多的技術(shù)問題，實現(xiàn)了在交換延時累加測試缺失較少，符合電力系統(tǒng)中智能變電站網(wǎng)絡交換機的應用條件，滿足測試智能變電站過程層的應用需求的技術(shù)效果。

由于目前針對交換機的功能及性能測試方法都是針對傳統(tǒng)通信系統(tǒng)專用交換機所設計，相關的技術(shù)標準也是針對傳統(tǒng)交換機所提出，而這些產(chǎn)品服務的用戶一般是通信運營商，技術(shù)特點和智能變電站的需求有一定差異，而且一些參數(shù)的含義有較大的差異。故原有交換機測試方法在交換延時累加測試缺失較多，不符合電力系統(tǒng)中智能變電站網(wǎng)絡交換機的應用條件，更不能滿足測試智能變電站過程層的應用需求。

為解決上述技術(shù)問題，本申請一方面提供了一種智能變電站網(wǎng)絡交換機的延時累加測試方法，所述方法包括：

步驟1：測試設備獲得其自環(huán)固有時延t1；

步驟2：測試設備對被測設備進行測試，測得預設報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；

步驟3：測試設備獲得被測設備的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3，并計算獲得被測設備的交換延時t＝|t3-(t2-t1)|。

其中，具體為：測試設備中的網(wǎng)絡測試儀測試端口1和測試端口2連接，網(wǎng)絡測試儀配置不同幀長的sv報文和goose報文并自發(fā)自收，網(wǎng)絡測試儀測得其自環(huán)固有時延t1；被測設備的端口1至端口4分別與網(wǎng)絡測試儀連接，網(wǎng)絡測試儀向被測設備端口1發(fā)送步驟1中配置好的報文，向被測設備端口2、3分別發(fā)送組播sv報文和goose報文；網(wǎng)絡測試儀接收被測設備端口4的流量，并測得sv/goose報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；測試設備中的網(wǎng)絡報文記錄儀中提取被測設備的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3；并計算得被測設備的交換延時t＝|t3-(t2-t1)|。

進一步的，所述方法還包括步驟4：測試設備重復進行步驟1-步驟3測試，獲得多次被測設備的交換延時的測試結(jié)果，測試設備將多次測試結(jié)果相加獲得被測設備的累加交換延時，基于累加交換延時求得平均交換延時。

網(wǎng)絡測試儀端口4轉(zhuǎn)發(fā)線速報文，測試設備重復進行步驟1-步驟3測試；

被測設備啟動vlan和優(yōu)先級功能，重復進行步驟1-步驟3測試；

被測設備啟用靜態(tài)組播功能，重復進行步驟1-步驟3測試；

被測設備開啟動態(tài)組播功能，重復進行步驟1-步驟3測試；保持被測設備交換延時累加功能為啟用狀態(tài)，進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延測試。

測試上述條件下的交換延時測量精度，需要保證延時在一定范圍內(nèi)，上述功能測試滿足現(xiàn)場測試需求。獲得多次被測設備的交換延時的測試結(jié)果，測試設備將多次測試結(jié)果相加獲得被測設備的累加交換延時，基于累加交換延時求得平均交換延時。

進一步的，所述步驟4還包括：若被測設備同時具備百兆接口和千兆接口，則測試設備對百兆接口和千兆接口分別進行測試。

進一步的，所述方法還包括步驟5：

網(wǎng)絡測試儀測試口1發(fā)送延時字段為a、幀長為b字節(jié)的sv報文和c字節(jié)的goose報文至測試口2，網(wǎng)絡測試儀測試口2接收到sv/goose報文的第一保留字段值。測試設備測試被測設備對sv/goose交換延時累加的溢出告警，測試設備對第一保留字段值與第二保留字段值進行比較，基于比較結(jié)果測試設備判斷交換延時累加溢出告警功能是否合格。經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)后網(wǎng)絡測試儀收到報文中的被測設備的第二保留字段值應為0x40fffffe，則該交換延時累加一出告警功能是合格的。

進一步的，當被測設備為n個時，n為大于2的正整數(shù)，其中，第一臺被測設備的端口1-端口3分別與網(wǎng)絡測試儀連接，第一臺被測設備至第n臺被測設備進行級聯(lián)，第n臺被測設備的端口4與網(wǎng)絡測試儀連接。

另一方面，本申請還提供了一種智能變電站網(wǎng)絡交換機的延時累加測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

被測設備與測試設備，測試設備：首先用于獲得其自環(huán)固有時延t1；然后用于對被測設備進行測試，測得預設報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；然后用于獲得被測設備的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3，并計算被測設備的交換延時t＝|t3-(t2-t1)|。

進一步的，測試設備對被測設備進行多次測試，測試設備獲得多次被測設備的交換延時的測試結(jié)果，測試設備將多次測試結(jié)果相加獲得被測設備的累加交換延時，基于累加交換延時求得平均交換延時。

進一步的，若被測設備同時具備百兆接口和千兆接口，則測試設備對百兆接口和千兆接口分別進行測試。

進一步的：所述測試設備還用于利用其測試口1發(fā)送測試sv/goose報文至其測試口2，獲得測試口2接收到sv/goose報文的第一保留字段值；所述測試設備還用于基于累加交換延時，獲得被測設備對sv/goose報文交換延時累加的溢出告警；所述測試設備還用于基于收到經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)后報文中的被測設備的第二保留字段值，對第一保留字段值與第二保留字段值進行比較，基于比較結(jié)果測試設備判斷交換延時累加溢出告警功能是否合格。

進一步的，被測設備為n個，第一臺被測設備的端口1-端口3分別與網(wǎng)絡測試儀連接，第一臺被測設備至第n臺被測設備進行級聯(lián)，第n臺被測設備的端口4與網(wǎng)絡測試儀連接，n為大于2的正整數(shù)。

下面詳細說明本方法及系統(tǒng)的原理和發(fā)明內(nèi)容：

首先，檢測單臺設備實際交換延時與報文時標計算的偏差：

配置網(wǎng)絡測試儀sv報文和goose報文中的不同發(fā)送幀長，測得不經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡測試儀自環(huán)固有時延t1；網(wǎng)絡測試儀向被測設備端口1發(fā)送配置好的報文，向被測設備端口2、3分別發(fā)送組播報文a和b；接收被測設備端口4的流量，并測得sv/goose報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；從網(wǎng)絡報文記錄儀中提取被測設備發(fā)出的sv/goose測試報文中時保留字段解析出對應的時間即被測設備測得的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3；計算得被測設備的交換延時測量精度t＝|t3-(t2-t1)|；

根據(jù)以上原理，分別在配置網(wǎng)絡測試儀端口4轉(zhuǎn)發(fā)線速報文、啟用被測設備vlan和優(yōu)先級功能、啟用被測設備靜態(tài)組播功能、啟用被測設備動態(tài)組播功能的條件下重復進行1-3項測試，交換延時累加精度需優(yōu)于200ns；在保持被測設備交換延時累加功能為啟用狀態(tài)的條件下重復進行1-3項測試；存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延不得大于20μs。

檢測多臺設備實際交換延時與報文時標計算的偏差

配置網(wǎng)絡測試儀sv報文和goose報文中的不同發(fā)送幀長，測得不經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡測試儀自環(huán)固有時延t1；網(wǎng)絡測試儀向被測設備1的端口1發(fā)送配置好的報文，向被測設備1的端口2、3分別發(fā)送組播報文a和b；接收被測設備n的端口4的流量，測得sv報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；從網(wǎng)絡報文記錄儀中提取被測設備發(fā)出的sv/goose測試報文中時標域字段解析出對應的時間即被測設備測得的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3；計算得被測設備的駐留時延精度t＝|t3-(t2-t1)|；

根據(jù)以上原理，使用百兆與百兆n臺被測設備級聯(lián)，分別選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的百兆口和千兆口重復1-3項試驗；

使用千兆與千兆n臺被測設備級聯(lián)，分別選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的百兆口和千兆口重復1-3項試驗；

如被測設備具備百兆光口和千兆光口對接，則應分別使用n臺被測設備的百兆口-千兆口級聯(lián)和千兆口-百兆口級聯(lián)重復1-3項測試；

開啟被測設備1、2的匯聚功能，被測設備1和被測設備2之間增加一對連線，重復1-3測試。

所測試的交換延時累加精度均需優(yōu)于n×200ns。

3)測試被測設備對sv/goose交換延時累加的溢出告警

配置網(wǎng)絡測試儀測試口1發(fā)送延時字段為0xfffffe、幀長為65字節(jié)的sv報文和70字節(jié)的goose報文至測試口2，觀察網(wǎng)絡測試儀測試口2接收到sv/goose報文的保留字段值。經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)后網(wǎng)絡測試儀收到報文中的被測設備的保留字段值應為0x40fffffe。

本申請?zhí)峁┑囊粋€或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于根據(jù)電力系統(tǒng)行業(yè)標準所修訂，滿足了智能變電站的需求，而且調(diào)整了一些原有含義有較大的差異的參數(shù)，所以，有效解決了現(xiàn)有的交換機測試方法存在交換延時累加測試缺失較多的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了在交換延時累加測試缺失較少，符合電力系統(tǒng)中智能變電站網(wǎng)絡交換機的應用條件，滿足測試智能變電站過程層的應用需求的技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定；

圖1是本申請中網(wǎng)絡測試儀自環(huán)時延測試示意圖；

圖2是本申請中單臺交換延時累加測量精度測試示意圖；

圖3是本申請中多臺級聯(lián)交換延時累加測量精度測試示意圖；

圖4是本申請中交換延時累加溢出告警測試示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種智能變電站網(wǎng)絡交換機延時累加測試方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的交換機測試方法存在交換延時累加測試缺失較多的技術(shù)問題，實現(xiàn)了在交換延時累加測試缺失較少，符合電力系統(tǒng)中智能變電站網(wǎng)絡交換機的應用條件，滿足測試智能變電站過程層的應用需求的技術(shù)效果。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

單臺sv/goose交換延時累加精度：

測試sv/goose報文經(jīng)過單臺被測設備實際交換延時與報文時標計算結(jié)果的偏差。

a測試步驟：

1、按圖1搭建測試環(huán)境；

2、配置網(wǎng)絡測試儀發(fā)送幀長為64、65、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)的sv報文和70、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)的goose報文，測得不經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡測試儀自環(huán)固有時延t1；

3、按圖2搭建測試環(huán)境；

4、配置網(wǎng)絡測試儀向被測設備端口1發(fā)送步驟2)中的報文，配置網(wǎng)絡測試儀向被測設備端口2、3分別發(fā)送組播報文a和b，配置網(wǎng)絡測試儀接收被測設備端口4的流量，測得sv/goose報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；從網(wǎng)絡報文記錄儀中提取被測設備發(fā)出的sv/goose測試報文中時保留字段解析出對應的時間即被測設備測得的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3；

5、被測設備的交換延時測量精度t＝|t3-(t2-t1)|；

6、配置網(wǎng)絡測試儀使得端口4轉(zhuǎn)發(fā)的報文是線速，重復進行1-3項測試；

7、啟用被測設備vlan和優(yōu)先級功能，重復進行1-3項測試；

8、啟用被測設備靜態(tài)組播功能，重復進行1-3項測試；

9、啟用被測設備動態(tài)組播功能，重復進行1-3項測試；

10、保持被測設備交換延時累加功能為啟用狀態(tài)，進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延測試；

11、如被測設備同時具備百兆接口和千兆接口，應對兩種端口分別進行測試。

b預期結(jié)果：步驟6)、7)、8)、9)中測試的交換延時累加精度優(yōu)于200ns。步驟10)中測得的存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延不大于20μs。

2多臺級聯(lián)sv交換延時精度測試

測試sv報文經(jīng)過多臺被測設備實際交換延時與報文時標計算結(jié)果的偏差。

a測試步驟：

1、按圖1搭建測試環(huán)境；

2、配置網(wǎng)絡測試儀發(fā)送幀長為64、65、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)的sv報文和70、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)的goose報文，測得不經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡測試儀自環(huán)固有時延t1；

3、按圖3搭建測試環(huán)境；

4、配置網(wǎng)絡測試儀向被測設備1的端口1發(fā)送步驟2)中的報文，配置網(wǎng)絡測試儀向被測設備1的端口2、3分別發(fā)送組播報文a和b，配置網(wǎng)絡測試儀接收被測設備n的端口4的流量，測得sv報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；從網(wǎng)絡報文記錄儀中提取被測設備發(fā)出的sv/goose測試報文中時標域字段解析出對應的時間即被測設備測得的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3；

5、被測設備的駐留時延精度t＝|t3-(t2-t1)|；

6、使用百兆與百兆n臺被測設備級聯(lián)，選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的百兆口重復1-3項試驗，選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的千兆口重復1-3測試；

7、使用千兆與千兆n臺被測設備級聯(lián)，選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的百兆口重復1-3項試驗，選用網(wǎng)絡拓撲兩端的被測設備的千兆口重復1-3測試；

8、如被測設備具備百兆光口和千兆光口對接，則應分別使用n臺被測設備的百兆口-千兆口級聯(lián)和千兆口-百兆口級聯(lián)重復1-3項測試；

9、開啟被測設備1、2的匯聚功能，被測設備1和被測設備2之間增加一對連線，重復1-3測試。

b預期結(jié)果：步驟6)、7)、8)、9)中測試的交換延時累加精度優(yōu)于n×200ns。

n為級聯(lián)被測設備的個數(shù)。

3sv/goose交換延時累加溢出告警

測試被測設備對sv/goose交換延時累加的溢出告警。

a測試步驟：

1、按圖4搭建測試環(huán)境；

2、配置網(wǎng)絡測試儀測試口1發(fā)送延時字段為0xfffffe、幀長為65字節(jié)的sv報文和70字節(jié)的goose報文至測試口2，觀察網(wǎng)絡測試儀測試口2接收到sv/goose報文的保留字段值。

b預期結(jié)果：經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)后網(wǎng)絡測試儀收到報文中的被測設備的保留字段值應為0x40fffffe。

由于根據(jù)電力系統(tǒng)行業(yè)標準所修訂，滿足了智能變電站的需求，而且調(diào)整了一些原有含義有較大的差異的參數(shù)，所以，有效解決了現(xiàn)有的交換機測試方法存在交換延時累加測試缺失較多的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了在交換延時累加測試缺失較少，符合電力系統(tǒng)中智能變電站網(wǎng)絡交換機的應用條件，滿足測試智能變電站過程層的應用需求的技術(shù)效果。

本申請實施例還提供了一種一種智能變電站網(wǎng)絡交換機的延時累加測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：被測設備與測試設備，測試設備：首先用于獲得其自環(huán)固有時延t1；然后用于對被測設備進行測試，測得預設報文經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)收到報文時延t2；然后用于獲得被測設備的轉(zhuǎn)發(fā)延時t3，并計算被測設備的交換延時t＝|t3-(t2-t1)|。

其中，測試設備對被測設備進行多次測試，測試設備獲得多次被測設備的交換延時的測試結(jié)果，測試設備將多次測試結(jié)果相加獲得被測設備的累加交換延時，基于累加交換延時求得平均交換延時。

若被測設備同時具備百兆接口和千兆接口，則測試設備對百兆接口和千兆接口分別進行測試。

所述測試設備還用于利用其測試口1發(fā)送測試sv/goose報文至其測試口2，獲得測試口2接收到sv/goose報文的第一保留字段值；所述測試設備還用于基于累加交換延時，獲得被測設備對sv/goose報文交換延時累加的溢出告警；所述測試設備還用于基于收到經(jīng)被測設備轉(zhuǎn)發(fā)后報文中的被測設備的第二保留字段值，對第一保留字段值與第二保留字段值進行比較，基于比較結(jié)果測試設備判斷交換延時累加溢出告警功能是否合格。

其中，被測設備為n個，第一臺被測設備的端口1-端口3分別與網(wǎng)絡測試儀連接，第一臺被測設備至第n臺被測設備進行級聯(lián)，第n臺被測設備的端口4與網(wǎng)絡測試儀連接，n為大于2的正整數(shù)。對多個被測設備進行同時測試。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。