配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)研制

劉筱萍 楊貴 彭安 潘磊 李莉

摘 要：從配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)傳輸報(bào)文的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)交換機(jī)的傳輸帶寬、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)、強(qiáng)電磁干擾下的零丟包、環(huán)網(wǎng)自愈時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)安全控制、流量分類控制、機(jī)箱結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行需求分析，提出了一種適用于配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)研制方案。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化;卡軌式;交換機(jī)

中圖分類號(hào)：TM769：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷推廣應(yīng)用，針對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化終端接入的通信網(wǎng)絡(luò)也隨之得到發(fā)展。目前，配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)有三種通信模式可供選擇：PON網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)、GPRS（ LTE）無線網(wǎng)絡(luò)[1]。

PON網(wǎng)絡(luò)在國網(wǎng)推廣比較普遍，由于采用分光器實(shí)現(xiàn)各級(jí)ONU設(shè)備的接入，具有ONU退出不影響其他設(shè)備通信的天然優(yōu)勢(shì)。但OLT設(shè)備成本較高，當(dāng)接入配網(wǎng)終端數(shù)量較少的時(shí)候，性價(jià)比不高。同時(shí)PON技術(shù)在OLT、ONU設(shè)備實(shí)現(xiàn)上面各廠家不兼容、無法實(shí)現(xiàn)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通過OLT雙變電站通道熱備成本增加等問題，導(dǎo)致上海、浙江等發(fā)達(dá)地區(qū)采用以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)終端設(shè)備接入。

以太網(wǎng)交換機(jī)是目前規(guī)范性最好的通信設(shè)備，各廠家產(chǎn)品互聯(lián)互通性好。用于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)終端接入采用環(huán)型或者串型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不存在兩個(gè)變電站接入問題和單臺(tái)設(shè)備成本過高的問題，因此具有結(jié)構(gòu)清晰、成本可控的優(yōu)勢(shì)，與PON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較不足之處在于單臺(tái)交換機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)解鏈，無法抵御第二臺(tái)交換機(jī)故障的問題。

GPRS（LTE）無線接入方案的優(yōu)勢(shì)在于無需考慮光纖布線的問題，采用無線接入投資成本低，建設(shè)周期短。但是采用無線接入不可避免的易受外界電磁干擾等情況的影響，同時(shí)由于無線傳輸?shù)耐ǖ篱_放性，導(dǎo)致信息傳輸安全性無法得到保證，根據(jù)《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》要求，采用無線通信方式不能傳輸遙控命令等信息，因此，在具有遙控功能的配網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景下，GPRS（LTE）無線組網(wǎng)方案的使用受到了限制。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

采用交換機(jī)構(gòu)成配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]示意圖如下所示。

匯集交換機(jī)放置在110 kV變電站中，與卡軌交換機(jī)一起構(gòu)成配電終端交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)上接入配網(wǎng)主站，對(duì)下接入配電終端設(shè)備DTU、FTU。當(dāng)具備環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)條件時(shí)，卡軌交換機(jī)與匯聚交換機(jī)一起構(gòu)成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)不具備條件的時(shí)候，采用串行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。對(duì)于個(gè)別分叉引出的支線配電設(shè)備，通過環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的一個(gè)端口直接接入。2配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)傳輸104規(guī)約報(bào)文和GOOSE報(bào)文。104規(guī)約報(bào)文用于與配網(wǎng)終端與配網(wǎng)主站之間進(jìn)行。GOOSE報(bào)文用于傳輸DTU/FTU之間的信號(hào)量等信息

2.1 104規(guī)約報(bào)文分析

104規(guī)約屬于問答式異步通信方式[3]。104規(guī)約的核心部分ASDU引用服務(wù)數(shù)據(jù)單元直接從101規(guī)約繼承得到。報(bào)文采用TCP/IP應(yīng)答方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用了ISO模型的1、2、3、4、7層協(xié)議。

配網(wǎng)主站與DTU/FTU之間傳輸?shù)膱?bào)文種類包括遙控、遙信和遙測(cè)命令[4]。通過電力專用傳輸網(wǎng)開通的El通道進(jìn)行傳輸，每個(gè)DTU/FTU與主站之間的通信帶寬只有幾十kbps的數(shù)據(jù)流量。但是，當(dāng)配網(wǎng)自動(dòng)化傳輸遙控命令時(shí)，需要再配網(wǎng)終端設(shè)備和配網(wǎng)主站之間增加電力專用加密裝置進(jìn)行遙控命令加密。

2.2 GOOSE報(bào)文分析

GOOSE報(bào)文主要用來傳輸狀態(tài)變位信息或控制命令等信息。平時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文流量很小，基本可以忽略，但是當(dāng)發(fā)生故障時(shí)將出現(xiàn)短暫的流量徒增，最大總流量可達(dá)到30Mbps的突發(fā)流量，每路GOOSE報(bào)文流量小于2Mbps。GOOSE報(bào)文本身沒有時(shí)序的要求，因此，對(duì)組網(wǎng)帶來的延時(shí)抖動(dòng)并不敏感。為了確保GOOSE突發(fā)時(shí)報(bào)文能夠有效的傳輸?shù)浇邮斩耍枰_保網(wǎng)絡(luò)具有足夠的帶寬能夠傳輸報(bào)文而不應(yīng)產(chǎn)生報(bào)文丟失。

為了確保GOOSE報(bào)文突發(fā)流量的可靠傳輸，在組網(wǎng)時(shí)應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)預(yù)留足夠的帶寬來確保突發(fā)時(shí)的流量要求。

2.3 小結(jié)

從上面分析可以看出，104規(guī)約報(bào)文和GOOSE報(bào)文流量均不大，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)GOOSE報(bào)文會(huì)有突發(fā)性的流量增大。采用無線通信方式時(shí)無法滿足GOOSE報(bào)文傳輸帶寬、時(shí)延等方面的需求，同時(shí)根于《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》規(guī)定，無線通信方式不得進(jìn)行遙控等命令傳輸，因此，無線通信模式智能進(jìn)行遙信和遙測(cè)等信息的傳輸。采用PON技術(shù)進(jìn)行傳輸時(shí)可以滿足104規(guī)約報(bào)文和GOOSE報(bào)文的傳輸，在國網(wǎng)領(lǐng)域獲得了廣泛的推廣應(yīng)用，但是由于成本等其他問題，個(gè)別重點(diǎn)配網(wǎng)區(qū)域，例如，浦東新區(qū)A+配網(wǎng)等采用交換機(jī)進(jìn)行配網(wǎng)終端網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。與PON技術(shù)相比，交換機(jī)同樣可以滿足配網(wǎng)組網(wǎng)要求，具有組網(wǎng)靈活，成本可控的有點(diǎn)，同時(shí)，目前的交換機(jī)無法達(dá)到兩臺(tái)及以上交換設(shè)備退出而不影響信息傳輸?shù)膯栴}，需在配網(wǎng)交換機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮解決。

3 配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)交換機(jī)需求

配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)主要安裝于戶外就地柜內(nèi)，因此，運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，對(duì)于交換機(jī)的電源、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延、工作溫度范圍、吞吐量、EMC性能、無源光切換等指標(biāo)提出了新的需求。

3.1 電源

配網(wǎng)自動(dòng)化中一般采用直流電源，交換機(jī)需要適應(yīng)配網(wǎng)自動(dòng)化的電源供電方式，由于在配網(wǎng)自動(dòng)化中一臺(tái)交換機(jī)要連接開關(guān)柜本地的多個(gè)設(shè)備，一臺(tái)交換機(jī)的電源故障將導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)斷鏈和設(shè)備通信中斷，所以交換機(jī)需要考慮雙電源供電，雙電源熱備用方式同時(shí)工作，要保證任何一路電源掉電交換機(jī)不間斷的正常運(yùn)行。

3.2 環(huán)網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間

配網(wǎng)自動(dòng)化多個(gè)開關(guān)柜或柱上開關(guān)的交換機(jī)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于環(huán)網(wǎng)規(guī)模較大，會(huì)導(dǎo)致交換機(jī)的級(jí)聯(lián)次數(shù)較多，采用RSTP環(huán)網(wǎng)協(xié)議組網(wǎng)時(shí)，需要盡量降低每級(jí)交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速從故障中恢復(fù)。

3.3 工作溫度范圍

配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)一般安裝于開關(guān)柜或柱上開關(guān)中，運(yùn)行環(huán)境與當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境一致，因此，要求交換機(jī)既要適合熱帶高溫運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)也要適應(yīng)極寒的低溫運(yùn)行環(huán)境。交換機(jī)在高溫下運(yùn)行時(shí)，其相關(guān)元器件的老化速度加快，將嚴(yán)重影響其性能和使用壽命，因此，交換機(jī)必須采用適當(dāng)?shù)臒o風(fēng)扇自冷散熱技術(shù)，使得交換機(jī)能夠在-40℃～+70℃的溫度范圍內(nèi)長期可靠的工作。

3.4 吞吐量

配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)報(bào)文具有長度不固定，具有突發(fā)大流量的特點(diǎn)。要求交換機(jī)對(duì)任何字節(jié)長度的報(bào)文的吞吐量需要都能達(dá)到100%。有些交換技術(shù)對(duì)某一字節(jié)長度的報(bào)文的吞吐量達(dá)不到100%，從而導(dǎo)致這個(gè)長度的報(bào)文的傳輸?shù)目煽啃韵陆担绊懽冸娬镜恼＿\(yùn)行。

3.5 強(qiáng)電磁干擾下的零丟包技術(shù)

配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)直接安裝在開關(guān)柜內(nèi)或柱上開關(guān)中，運(yùn)行狀況下會(huì)產(chǎn)生和遭受各種電磁干擾，例如高壓電氣設(shè)備的操作，低壓交直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作，短路故障等所產(chǎn)生的瞬變過程，電氣設(shè)備周圍的靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)、雷電、電磁波輻射、人體與物休的靜電放電等。這些電磁干擾會(huì)對(duì)交換機(jī)的通信數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的報(bào)文中某些字節(jié)出錯(cuò)，使得鏈路層的FCS校驗(yàn)出錯(cuò)，從而丟失整幀報(bào)文。報(bào)文的丟失會(huì)導(dǎo)致開關(guān)量丟失、跳閘延時(shí)，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)的可靠安全運(yùn)行。在強(qiáng)電磁干擾的情況下交換機(jī)必須實(shí)現(xiàn)零丟包技術(shù)，以滿足配網(wǎng)自動(dòng)化的需求。

3.6 無源光路切換

為了解決兩臺(tái)及以上的交換機(jī)故障退出導(dǎo)致環(huán)路通信中斷，在交換機(jī)環(huán)網(wǎng)端口設(shè)計(jì)時(shí)采用無源光路切換電路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)交換機(jī)正常工作時(shí)，開啟RSTP環(huán)網(wǎng)功能;當(dāng)交換機(jī)異常閉鎖或直接掉電，光開關(guān)切換將輸入和輸出光纖直接互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)光纖的直接對(duì)接，將故障交換機(jī)旁路，實(shí)現(xiàn)故障交換機(jī)退出情況下依然處于環(huán)路工作狀態(tài)。

4 交換機(jī)的整體方案

4.1 硬件方案

交換機(jī)的硬件架構(gòu)由CPU管理模塊、數(shù)據(jù)交換模塊、延時(shí)累加模塊、物理接口模塊、電源模塊和復(fù)位模塊及其他一些外圍電路構(gòu)成。基本框架如下圖所示：

1）CPU管理模塊

CPU管理部分是管理型以太網(wǎng)交換機(jī)不可缺少的部分。CPU通過數(shù)據(jù)交換模塊的PCIe（或SPI）接口完成對(duì)數(shù)據(jù)交換模塊的初始化配置和后續(xù)管理。存儲(chǔ)芯片采用64MB存儲(chǔ)空間的并行FLASH和2MB的串行FLASH構(gòu)成。DDR由多片DDR芯片并行工作構(gòu)成32bit的數(shù)據(jù)寬度。使用CPU芯片自帶的網(wǎng)口和UART串口構(gòu)成交換機(jī)的CONSOLE維護(hù)口。RTC模塊與CPU之間通過I2C總線進(jìn)行通信，為交換機(jī)提供時(shí)間信息。

CPU：CPU具有高速的處理速度并提供了豐富的外圍接口，提供32位的DDR存儲(chǔ)器控制器、PCIe接口、I2C接口、MII接口、外部擴(kuò)展總線接口、SPI接口、GPIO等。

存儲(chǔ)：CPU管理部分包含三種存儲(chǔ)芯片：DDR、NOR flash（串行閃存）和NAND flash（并行閃存）。DDR為系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)存，flash芯片存放固化的軟件系統(tǒng)和Boot啟動(dòng)系統(tǒng)，其中，NOR flash存放系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼，系統(tǒng)從這里啟動(dòng);并行閃存存放系統(tǒng)的主程序，同時(shí)存放系統(tǒng)配置文件、日志文件等。

CONSOLE： CPU芯片集成了MII接口和UART接口，UART接口通過外接串口芯片實(shí)現(xiàn)RS232接口，為交換機(jī)通過串口管理端口，MII接口通過外接物理接口模塊實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的帶外管理網(wǎng)口。

RTC：RTC通過I2C總線方式與CPU進(jìn)行通信，為交換機(jī)提供時(shí)間值，用于事件記錄，信息上送打時(shí)標(biāo)等。

2）數(shù)據(jù)交換模塊

數(shù)據(jù)交換模塊一般稱為數(shù)據(jù)交換模塊，是構(gòu)成交換機(jī)的核心器件，報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則、VLAN、靜態(tài)組播、鏡像、優(yōu)先級(jí)、端口管理等等功能均有該模塊實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)交換模塊為了達(dá)到全部端口線速轉(zhuǎn)發(fā)的要求，全部采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)交換模塊與CPU管理模塊配合實(shí)現(xiàn)RSTP、GMRP、GVRP、IGMP Snooping、LLDP、端口安全等等高級(jí)功能。數(shù)據(jù)交換模塊的性能直接影響到交換機(jī)性能，選型時(shí)必須特別注意。

3）物理接口模塊

用于實(shí)現(xiàn)交換機(jī)內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)到物理鏈路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，同時(shí)用于實(shí)現(xiàn)RJ45電口和光纖口，百兆/千兆口。同時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行無源光路切換功能，當(dāng)裝置失電后，光開關(guān)自動(dòng)聯(lián)通入口和出口的光纖，將失電裝置隔離開的同時(shí)，保證環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變。

4）電源模塊

為交換機(jī)提供供電電源，實(shí)現(xiàn)外部220VDC/AC、24VDC或48VDC電源向內(nèi)部芯片和電路使用的5V、3.3 V、2.5 V、1.8 V等電壓的轉(zhuǎn)換，同時(shí)，提供電壓監(jiān)視電路，方便電壓檢測(cè)管理。

5）復(fù)位模塊

為交換機(jī)提供內(nèi)部電路復(fù)位電路，確保交換機(jī)在冷啟動(dòng)、軟件復(fù)位、硬件復(fù)位等情況下實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的復(fù)位功能。

4.2 軟件方案

1）軟件架構(gòu)

該交換機(jī)的軟件整體結(jié)構(gòu)分為操作系統(tǒng)、SAL（系統(tǒng)抽象層）、API（交換模塊的操作接口層）、基本功能模塊、高級(jí)功能模塊、配置管理模塊、日志告警模塊等幾部分，如圖3所示。

2）操作系統(tǒng)、SAL、API模塊

綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、高效性和可擴(kuò)展性等因素，交換機(jī)的操作系統(tǒng)采用了Linux。

SAL為系統(tǒng)抽象層，提供通用的系統(tǒng)函數(shù)封裝接口，使得上層的應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)無關(guān)，確保程序具有良好的可移植性，為今后CPU或操作系統(tǒng)升級(jí)提供了良好的可擴(kuò)展性。

Switch API層封裝了應(yīng)用功能對(duì)交換模塊的操作，包括修改端口屬性、讀寫交換芯片各寄存器等，為上層應(yīng)用提供了簡明清晰的操作手段。增加API層使得上層應(yīng)用程序獨(dú)立于交換芯片存在，便于上層應(yīng)用程序的改進(jìn)和移植，提高了本方案的可擴(kuò)展性，也便于在今后開發(fā)同類產(chǎn)品時(shí)應(yīng)用模塊和代碼復(fù)用。

3）配置管理模塊

該模塊負(fù)責(zé)所有參數(shù)的顯示、配置，可以通過Web、telnet、CLI對(duì)交換機(jī)進(jìn)行訪問和維護(hù)，以滿足在不同場(chǎng)合和條件下用戶對(duì)交換機(jī)配置和管理的需要。

4）基本功能模塊

該模塊主要包括對(duì)端口模式、屬性的控制管理等。通過改變SWITCH和物理接口模塊上相關(guān)寄存器的內(nèi)容設(shè)置端口的各項(xiàng)屬性，以適應(yīng)應(yīng)用需求。

該模塊接收來自配置管理模塊的功能控制命令，對(duì)物理接口模塊和數(shù)據(jù)交換模塊的工作模式做設(shè)置。同時(shí)該模塊與日志告警模塊接口，對(duì)常規(guī)配置操作和系統(tǒng)運(yùn)行異常等情況進(jìn)行記錄。

該模塊內(nèi)部各子模塊之間為平行關(guān)系，獨(dú)立運(yùn)行，可分為以下模塊：

（1） PHY模式控制：控制PHY工作模式，包括端口的工作速率、全雙工/半雙工模式、自動(dòng)協(xié)商模式控制和網(wǎng)線自動(dòng)交叉識(shí)別等。

（2）端口屬性控制：控制端口屬性，包括端口使能，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文控制等。

（3）端口鏡像設(shè)置：用于將某一個(gè)或幾個(gè)端口上的所有流量復(fù)制到另外一個(gè)或幾個(gè)端口上，用于偵測(cè)或調(diào)試。

（4）端口聚合設(shè)置（trunk）：用于將多個(gè)端口聚合成一個(gè)數(shù)據(jù)通道，該通道被視作單個(gè)邏輯連接，以便擴(kuò)展交換機(jī)級(jí)聯(lián)帶寬或增加級(jí)聯(lián)冗余度。

（5）端口速率限制：控制每個(gè)端口輸入、輸出流量速率，可同時(shí)對(duì)端口速率和端口瞬時(shí)風(fēng)暴進(jìn)行設(shè)置。

（6）網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴抑制：用于抑制廣播、多播或未知單播的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。

（7） 802.10 VLAN：用于實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)功能，將交換機(jī)劃分為多了虛擬交換機(jī)。

（8） 802.1P優(yōu)先級(jí)：控制報(bào)文在交換機(jī)中的發(fā)送順序，支持嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)和權(quán)重優(yōu)先級(jí)兩種模式，高優(yōu)先級(jí)報(bào)文具有優(yōu)先發(fā)送的權(quán)利。

（9）靜態(tài)組播：在交換機(jī)上設(shè)置指定組播地址報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

5）高級(jí)應(yīng)用模塊

該模塊提供管理型交換機(jī)的各項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用功能，包括流量遠(yuǎn)程監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)、對(duì)時(shí)、組播報(bào)文管理等。

該模塊接收來自配置管理模塊的功能控制命令，對(duì)物理接口模塊和數(shù)據(jù)交換模塊的工作模式做設(shè)置。同時(shí)該模塊與日志告警模塊接口，對(duì)常規(guī)配置操作和各項(xiàng)高級(jí)功能在運(yùn)行過程中的異常情況或重要事件進(jìn)行記錄。

該模塊內(nèi)部各模塊為平行關(guān)系，獨(dú)立運(yùn)行，可以獨(dú)立打開和關(guān)閉，為用戶提供了靈活的應(yīng)用方式，如圖3所示，可分為以下模塊：

（1） RSTP（快速生成樹協(xié)議）：RSTP是一種二層管理協(xié)議，它通過有選擇性地阻塞網(wǎng)絡(luò)冗余鏈路來達(dá)到消除網(wǎng)絡(luò)二層環(huán)路的目的，同時(shí)具備鏈路的備份功能。采用RSTP技術(shù)組成環(huán)網(wǎng)，可以在網(wǎng)絡(luò)投資較少的情況下獲取更高的可靠性。

（2）網(wǎng)絡(luò)安全控制：該模塊包括802.lx和基于靜態(tài)mac的端口安全兩種安全控制策略，為網(wǎng)絡(luò)安全管理提供了優(yōu)良的策略和手段。用戶可以對(duì)站內(nèi)交換機(jī)端口進(jìn)行嚴(yán)格的接入控制管理，杜絕了網(wǎng)絡(luò)安全隱患。

（3） SNMP（簡單網(wǎng)路管理協(xié)議）和RMON（遠(yuǎn)程監(jiān)視）：該模塊可以通過響應(yīng)管理站查詢提供整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洹⒔粨Q機(jī)端口各項(xiàng)流量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、端口狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、通過預(yù)設(shè)條件產(chǎn)生的告警和日志，并且可以主動(dòng)上送trap信息。該項(xiàng)功能為智能變電站通訊網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和分析提供了豐富的數(shù)據(jù)來源，在智能變電站內(nèi)有著廣闊的應(yīng)用前景，并且目前已經(jīng)在示范站中開始采用，使得用戶可以在后臺(tái)機(jī)（管理站）實(shí)時(shí)了解站內(nèi)各交換機(jī)的工作情況和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

（4）GMRP（動(dòng)態(tài)組播管理協(xié)議）和GVRP（動(dòng)態(tài)VLAN管理協(xié)議）：GMRP是一種基于以太網(wǎng)鏈路幀的自動(dòng)多播配置方案，由于VLAN和多播管理信息未能在IEC61850模型文件中進(jìn)行規(guī)范表達(dá)，為了解決此問題，建議通過GMRP或者GVRP實(shí)現(xiàn)IED和交換機(jī)的互動(dòng)，由裝置告訴交換機(jī)多播報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)范圍，達(dá)到動(dòng)態(tài)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量的目的，省去了配置靜態(tài)VLAN的繁瑣，并且可以動(dòng)態(tài)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變。

（4） SNTP（簡單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）：通過SNTP客戶端模塊訪問時(shí)鐘源以便同步內(nèi)部時(shí)鐘。

5 結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)作為配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，其電源的可靠性、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)性能、強(qiáng)電磁干擾下的零丟包能力、-40℃～+70℃溫度范圍內(nèi)長期可靠運(yùn)行能力是其必須達(dá)到的關(guān)鍵指標(biāo)，為了滿足配網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)對(duì)交換機(jī)的特殊需求，交換機(jī)必須支持RSTP環(huán)網(wǎng)協(xié)議，為提高可靠性應(yīng)支持無源光網(wǎng)絡(luò)切換功能。目前配網(wǎng)自動(dòng)化已經(jīng)逐步推廣，配網(wǎng)自動(dòng)化交換機(jī)的推廣應(yīng)用將急劇增加。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛弋，蔣盈，李寶玉，等，多種通信方式并存的配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究[J]，湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2013， 36（4）：31-36.

[2]韓國政，徐丙垠，索南加樂，等.基于IEC 61850的配網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)研究[J]，電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41（2）：62-66.

[3]唐明，胡勇，何霄鵬，等，配電自動(dòng)化設(shè)備通信協(xié)議的一致性測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]，電氣技術(shù)，2014，8：24-27.

[4]陳小軍，鄭文杰，李波，等.配網(wǎng)自動(dòng)化終端參數(shù)統(tǒng)一配置方法研究[J]，電氣技術(shù)，2015，12：106-109.