多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機。
【背景技術(shù)】
[0002]交換機(Switch)也叫交換式集線器，是一種工作在OSI第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)上的、基于MAC (網(wǎng)卡的介質(zhì)訪問控制地址)識別、能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它通過對信息進行重新生成，并經(jīng)過內(nèi)部處理后轉(zhuǎn)發(fā)至指定端口，具備自動尋址能力和交換作用。交換機不懂得IP地址，但它可以“學(xué)習(xí)"MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達目的地址。交換機上的所有端口均有獨享的信道帶寬，以保證每個端口上數(shù)據(jù)的快速有效傳輸。由于交換機根據(jù)所傳遞信息包的目的地址，將每一信息包獨立地從源端口送至目的端口，而不會向所有端口發(fā)送，避免了和其它端口發(fā)生沖突，因此，交換機可以同時互不影響的傳送這些信息包，并防止傳輸沖突，提高了網(wǎng)絡(luò)的實際吞吐量。
[0003]智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)設(shè)計需要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性、經(jīng)濟性與可擴展性。網(wǎng)絡(luò)的通信結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抑制功能，支持變電站內(nèi)設(shè)備的靈活配置，減少交換機數(shù)量，簡化網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，降低變電站的建造和運行成本。另外，在智能變電站的設(shè)計中，還應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息流量進行計算和控制，設(shè)立最大節(jié)點數(shù)和最大信息流量，并必須保持系統(tǒng)冗余。智能變電站自動化系統(tǒng)通常采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有總線型、環(huán)型或星型等，也可以將不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行混合，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，站控層網(wǎng)絡(luò)可采用總線型、星型或環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而過程層網(wǎng)絡(luò)可采用雙星型及環(huán)型結(jié)構(gòu)。隨著智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展，還可以將站控層和過程層的網(wǎng)絡(luò)合二為一，采用單一總線結(jié)構(gòu)。
[0004]但在變電站智能設(shè)備類型日益豐富，導(dǎo)致智能變電站站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)類型多樣化、網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)量龐大化、網(wǎng)絡(luò)負荷重載化的多種問題。在不同的網(wǎng)絡(luò)之間需要多種網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換設(shè)備進行不同網(wǎng)絡(luò)的連接互通，不僅無謂的增加了智能變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本，并且大大降低了通信系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機。其目的是解決現(xiàn)有智能變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備龐雜，通訊效率不高，通訊速率不可靠的問題。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機，包括智能網(wǎng)絡(luò)控制單元，千兆網(wǎng)絡(luò)接口和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 H，供電單元，上述部件高度集成于印制電路板上并依次進行連接。
[0008]所述的智能網(wǎng)絡(luò)控制單元，是通過FPGA的可編程邏輯門電路實現(xiàn)兩個千兆網(wǎng)絡(luò)接口和多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 H的動態(tài)識別，使用實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)高級管理功能。
[0009]所述的高級管理功能，支持即插既用的SW-Ring冗余環(huán)網(wǎng)協(xié)議，支持RSTP、支持靜態(tài)多播過濾、IGMP偵聽、IEEE802.1QVLAN和基于端口 VLAN、端口優(yōu)先級、端口聚合、端口鏡像、Trunking、服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service)、速率控制、SNMP配置，故障報警和固件在線升級。
[0010]所述的高級管理功能，通過本地或遠程方式，實現(xiàn)部署跨物理層的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，并且設(shè)置定制任務(wù)，完成個性化功能。
[0011]所述的動態(tài)識別，是多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機支持組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的熱插拔、動態(tài)替換；在非人工參與下自動識別多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口H多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的所有類別的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，并自動連接到相應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)之中。
[0012]所述的千兆網(wǎng)絡(luò)接口和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口，可通過選插不同接口電路，配置成千兆光口 1000BASE-FX 或是千兆電口 1000BASE-T/TX。
[0013]所述的多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口D，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 H支持以太網(wǎng)、CAN、RS485等三類通信網(wǎng)絡(luò)接口 ；不同接口可以任意組合，不拘泥于單一網(wǎng)絡(luò)單一模組。
[0014]所述的供電單元，支持交流110VAC/220VAC，直流110VDC/220VDC雙備份電源供電。
[0015]所述的智能網(wǎng)絡(luò)控制單元實現(xiàn)接口的動態(tài)識別以及網(wǎng)絡(luò)鏈接，兩個千兆網(wǎng)絡(luò)接口:千兆網(wǎng)絡(luò)接口和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口，和多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 H八個多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的三類網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互通。
[0016]本實用新型的有益效果是:由于采用多組態(tài)技術(shù)，具有設(shè)備配置多樣靈活性，實現(xiàn)多網(wǎng)互通，網(wǎng)絡(luò)集成度高，無需人為干預(yù)，使智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均衡、簡單、低成本等優(yōu)點。
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:智能網(wǎng)絡(luò)控制單元1，千兆網(wǎng)絡(luò)接口 2，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A3，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B4，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C5，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D6，供電單元7，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E8，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F9，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G10，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 H11，第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口 12。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型是一種多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機，包括智能網(wǎng)絡(luò)控制單元1，千兆網(wǎng)絡(luò)接口 2和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口 12兩個千兆網(wǎng)絡(luò)接口，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A3，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B4，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C5，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D6，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E8，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F9，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G10，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 Hll等八個自適應(yīng)動態(tài)配置網(wǎng)絡(luò)接口單元，供電單元7，上述部件高度集成于印制電路板上并依次進行連接。
[0021]所述的智能網(wǎng)絡(luò)控制單元1，是通過FPGA的可編程邏輯門電路實現(xiàn)千兆網(wǎng)絡(luò)接口2和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口 12兩個千兆網(wǎng)絡(luò)接口和多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A3，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B4，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C5，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D6，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E8，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F9，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G10，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 Hll八個多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的動態(tài)識別，使用實時操作系統(tǒng)實現(xiàn)高級管理功能。
[0022]所述的高級管理功能，支持即插既用的SW-Ring冗余環(huán)網(wǎng)協(xié)議，支持RSTP、支持靜態(tài)多播過濾、IGMP偵聽、IEEE802.1QVLAN和基于端口 VLAN、端口優(yōu)先級、端口聚合、端口鏡像、Trunking、服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service)、速率控制、SNMP配置，故障報警和固件在線升級。所述的高級管理功能，通過本地或遠程方式，實現(xiàn)部署跨物理層的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，并且設(shè)置定制任務(wù)，完成個性化功能。
[0023]所述的動態(tài)識別，是多組態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)交換機支持組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的熱插拔、動態(tài)替換；在非人工參與下自動識別多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 A3，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 B4，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 C5，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 D6，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 E8，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 F9，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 G10，多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口 Hll八個多組態(tài)網(wǎng)絡(luò)接口的所有類別的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，并自動連接到相應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)之中。
[0024]智能網(wǎng)絡(luò)控制單元I選用Xilinx ZYNQ-7000作為核心控制單元，XilinxZYNQ-7000基于ARM雙核CortexA9的應(yīng)用處理器，每個CPU具有32KB的I級指令和數(shù)據(jù)緩存，512KB的2級緩存(2個CPU共享)，支持8位奇偶校驗，片上boot ROM，256KB片內(nèi)RAM，多協(xié)議動態(tài)內(nèi)存控制器，16/32 bit DDR2、DDR3接口，16位ECC支持，IGB地址空間，8通道DMA控制器。利用基于以太網(wǎng)和MPLS-TP的交換機、PWE3數(shù)據(jù)包引擎、基于1588v2和SyncE的數(shù)據(jù)包時序和同步、硬件以太網(wǎng)和MPLS-TP 0AM、雙核ARM? Cortex ? -A9 MPCore處理器的控制與管理層，SoC解決方案實現(xiàn)數(shù)據(jù)包處理和流量管理功能。SoC解決方案的獨立組件也能作為協(xié)處理器使用。該實現(xiàn)方案采用Xilinx的Zynq ?-7000 All ProgrammableSoC器件，提供精細調(diào)整的參數(shù)設(shè)定，具備更低的功耗和成本，從而可實現(xiàn)單芯片回程或訪問解決方案。
[0025]本實用新型支持兩路千兆網(wǎng)絡(luò)接口 2和第二千兆網(wǎng)絡(luò)接口 12功能，可通過選插不同接口電路，配置成千兆光口 1000BASE-FX或是千兆電口 1000BASE-T/TX。
[0026]1000M光口采用的是SFP型的光模塊，SFP封裝一熱插拔小封裝