[发明专利]一种并行双网冗余的实现方法

说明书

本发明涉及一种并行双网冗余实现方法，属于电力工程的变电站自动化技术领域。变电站自动化系统大多采用双星型结构的并行双网，智能装置同时连接到双网上以保证数据安全。本发明通过在数据链路层控制发送接受并行双网的报文数据。发送时在链路层头部添加用于识别冗余信息的控制域(RCA)，并同时发送到两个网络上，接收时数据链路层提取报文头的RCA，根据RCA信息接受转发第一个收到的帧报文，丢弃后面收到重复的那帧报文。本发明的并行双网冗余方法能实现变电站网络通信的冗余，处理效率很高，能够实现无缝切换，能极大地提高变电站中智能装置网络的通信质量。

技术领域

本发明涉及一种并行双网冗余的实现方法，属于电力工程的自动化通信技术领域。

背景技术

目前国内变电站设计通信一般采用传统的并行双网架构，智能装置同时装有两块网卡分别连接到不同子网。智能装置同时从双网上接收网络报文，并将双网上接收的报文要都传送到应用层。智能装置在应用层进行冗余报文的处理，包括抛弃重复收到的帧，处理其中一帧报文。智能装置发送报文时应用层需同时发送两帧相同的报文至两个子网络上。智能装置这种应用层处理冗余报文方式效率低，并且容易丢失数据，同时网络故障时，双网切换时间过长，不能满足变电站网络通信对智能装置的要求，影响通信网络的安全性。为此最新的IEC61850第二版将PRP/HSR作为变电站双网冗余实现方法，特别是PRP作为并行双网冗余方法由于符合国内绝大部分变电站网络架构，已引起广泛关注。但是PRP协议采用后置的冗余控制标签，对于数据冗余处理带来不便，特别是现代操作系统网络协议栈数据均为非线性存储，定位此冗余控制标签需要先进行线性化处理，影响处理效率。同时PRP协议的双窗口抛弃算法较复杂，且对于装置重起或帧序号翻转等引起的重复序号报文没有较好的考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种并行双网冗余实现方法，以解决目前变电站智能装置是在应用层冗余处理效率低、安全性差的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种双网冗余实现方法,该方法将双网上的接收的报文都传送到数据链路层,数据链路层根据收到报文的冗余控制域(RCA)判断数据是否冗余,并将冗余的数据丢弃，上送冗余处理后的一帧报文。

数据链路层发送报文时，应用层只发送一帧报文,通过数据链路层将报文复制为两份分别通过物理层发送至两个并行冗余的网络上。

所述报文冗余控制域RCA位于以太网报文头部，所述报文冗余控制域RCA包括协议标示SUFFIX、网络标示LANID、复位标志RST、报文序列号SEQ等部分。其中网络标示LANID、复位标志RST、报文序列号SEQ共同组成一32位无符号数。

所述数据链路层在判断是否冗余时,创建一个滑动窗口,通过滑动窗口提取第一个收到的帧报文,丢弃重复的那帧报文,只上送冗余处理后的一帧报文。

所述滑动窗口为持续的判断窗口,窗口中心为已接收报文帧序号最大值，窗口宽度为WS，窗口内每一点为此范围内帧序号对应帧的接收状态。

智能装置上电发送第一桢报文时将冗余控制域RCA中RST置位，后续的其他报文冗余控制域RCA中RST清零。

接收节点在接收到复位标志RST标志非0时清空滑动窗内数据，并依此建立新的滑动窗。

本发明的有益效果是:通过数据链路层实现冗余发送与接收处理，接收报文时，在从双网上接收报文并均传送到数据链路层，数据链路层提取第一个收到的帧报文,丢弃重复的那帧报文,然后只上送冗余处理后的那帧报文。发送报文时,应用层只发送一帧报文，在数据链路层对这帧报文进行复制,同时发送到两个网络上。本发明的并行冗余实现方法能实现变电站智能装置网络通信的冗余，处理效率高，且故障时无缝切换，能极大地提高变电站中保护装置网络的通信质量。

附图说明

图1是冗余实现整体结构图。

图2是包含RCA的帧结构。