具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，提供了一种低压电力线载波通信信道监测方法，具体包括：

S1：基于FPGA技术与嵌入式技术，搭建电力系统业务信道状态监测系统。

S2：利用电力系统业务信道状态监测系统实时监测主要通信通道的运行指标，实时发现故障并判断故障范围。

S3：将得到的故障结果实时反馈至相关部门处理，使得管理人员能实时了解网络运行情况及网络健康状况。

具体的，本实施例还需要详细说明的是：

运行指标包括，误码、告警、流量、带宽和通断状态。

电力系统业务信道状态监测系统长时间监测网络性能指标；

网络性能指标包括，网络流量、带宽利用率、帧速率、FCS错误帧、超短帧、超长帧、冲突帧、单播帧和组播帧及广播帧。

电力系统业务信道状态监测系统包括，VLAN、MPLS、GRE、PPPoE网络环境和协议封装类型，识别综合特征字串、协议指纹和流量特征。

进一步的，提供接口的高速通道，以及信号收发、协议解析、时钟同步的处理平台；

结合FPGA对控制命令的解析和帧结构的解析、数据捕获；

利用多协议分析引擎控制硬件FPGA协议分析模块完成对总线的实时分析、线速捕获、误码测试。

优选地，本发明利用FPGA技术与嵌入式技术，研究了一套电力系统业务信道状态监测系统，实时监测主要通信通道的误码、告警、流量、带宽、通断状态等运行指标，第一时间发现故障，并判断故障范围，及时可靠的通知相关部门处理故障；系统还能长时间监测网络流量、带宽利用率、帧速率、FCS错误帧、超短帧、超长帧、冲突帧、单播帧、组播帧及广播帧等网络性能指标，管理人员能实时了解网络运行情况及网络健康状况。

再进一步的是，还支持VLAN、MPLS、GRE、PPPoE等网络环境和协议封装类型，可识别综合特征字串、协议指纹、流量特征等，极大的方便了管理人员追踪特定数据的流向和流量，更加有效的对网络进行管理；本发明解决了光缆及光纤配线架(ODF)端口监控管理盲区问题，实现了光缆及光纤配线架(ODF)端口的实时监控管理，对降低电网故障，减少故障损失，减少电力通信系统安全隐患起到显著效果。

优选地是，本发明的优点在于电力系统业务信道状态监测系统，可对多种类型通道进行监控、加固及性能测试，包含2M线路、MSTP线路和IP线路，实现了7天24小时不间断的监控站点之间的数据流量，从而为后台网管分配带宽提供可靠的依据；同时对局域网的构成元素，包括交换机、服务器、主机等资源进行全方位的管理，实时状态的更新，能够随时发现局域网内的问题、冲突等故障现象。

优选地，本实施例为了更好地对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统的信道监测方法与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本发明方法所具有的真实效果。

传统的信道监测方法通过无线信道模拟装置进行监测，管理人员无法实时了解网络运行情况及网络健康状况，光缆及光纤配线架端口监控管理盲区无法解决，对局域网内故障造成延时解决，势必造成不可估量的损失；为验证本发明方法相对于传统方法具有较高的实时性和故障区域监测准确性，本实施例中将采用传统方法和本发明方法分别对仿真平台的通信信道进行实时监测对比。

测试环境：将多通道通信组成的局域网参数输入仿真平台模拟运行并模拟部分信道故障场景，利用传统方法的无线信道模拟装置进行监测测试并获得测试结果书，采用本发明方法，则开启自动化测试设备进行仿真测试，根据实验结果得到仿真数据，每种方法各测试100组数据，计算获得每组数据的时间，与仿真模拟输入的实际预测值进行误差对比计算。结果如下表所示：

表1：仿真输出数据记录表。

参照表1，能够直观地看出，本发明设计的信道监测方法在改进的信道监测系统上的应用能够大大提升信息反馈的实时性，即提高了监测的效率。

实施例2

参照图2和图3，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种低压电力线载波通信信道监测系统，具体包括：

根据标准3U机箱进行设计,各单板支持热插拔；

由10块单板组成，分别是背板、交流电源板、直流电源板、主控板、风扇板和4块业务板，各单板通过背板进行互联；

风扇板放在机箱左侧；

业务板两块横向插入机箱；

主控板占用右侧一个槽位；

电源板为系统电源模块，做成可热插拔的形式。

信号通过业务板的高速接口进入系统，通过业务板上的FPGA芯片完成相应的测试功能；

主控板上的管理软件完成测试命令的解析，将相应的操作指令下发给业务板进行测试；

业务板是信号的主要测试单元，不同速率的高速信号直接进入FPGA的transceiver接口，在FPGA里完成信号的接收、解析、过滤功能。

主控板实现对整个系统的控制，包括：

操作命令的响应与处理、下发控制命令、协议解析、同步时钟收发功能，其通过以太网交换芯片扩展了以太网接口，作为跟业务板的数据通道，SPI、I2C作为控制通道；

主控板选用的工控模块是一种多核的处理平台，可以满足16路通道同时测试的处理需求，主控板还负责完成对业务板FPGA的在线升级工作。单板上还有一个温度检测芯片，可以实时监测单板温度。

风扇板主要实现对风扇转速的控制功能，主控板根据单板的温度实时调整风扇的转速；

电源板分为直流供电和交流供电两种，按1+1备份设计，保证一块电源板故障的时候不会引起设备掉电。

参照图2，系统体系结构分为两个体系(安全保障体系，资源管理维护体系)和6个层次(硬件层、软件硬件层、资源层、系统结构模式层、应用层和表示层)。

安全保障体系与资源管理体系纵向贯穿从硬件到高层软件组件的各个层次，保证信息系统符合标准，安全可靠。

硬件层与软件硬件层提供测试仪表系统的网络通信和系统服务，是实施仪表功能的基石针对数据的管理以及存储，运用该层可将功能提供给资源管理层，属于一种必备基础设施；资源管理层一般负责存放和管理各种各样的基础数据，并且通过数据的过滤，提取，加工和转换等一系列的过程最终由系统结构模式层向应用层提供相应的数据。

系统结构模式层一方面通过封装API接口的方式降低系统耦合度，另一方面向应用层提供便捷的系统服务(ssh，ftp，iptable等)，便于应用层实现特定功能；应用层更加专注于通信领域内业务数据的加工和管理，为了更好处理测试业务，系统除了拥有自身业务子系统外，还包括通用的任务管理子系统，便于在处理综合业务时复用原有业务功能，设计两个子系统的另一目标是方便扩展新增业务。

表示层又称用户访问层，主要任务是与用户之间的交互，并且接收用户对系统的相关请求，并把应用层的结果呈现给用户。

参照图3，为测试仪系统的功能结构图，测试系统主要为4个模块：系统管理、任务管理、参数管理和结果及状态管理。

系统管理：该模块的主要功能是测试报告的导出以及系统数据备份与恢复；测试仪表系统包括很多数据，例如应用配置、系统参数，应用程序资源等，对于系统数据可以进行数据备份与恢复；报告导出是将测试数据分析后生成的报告文件导出到其他可存储介质，便于打印和在PC机保存查看。

任务管理：针对业务可增加、删除、修改测试任务；任务管理的核心是任务管理器，任务管理器负责调度，维护任务列表；任务管理中的任务均可独立运行，并且任务可被启动，停止；任务运行的各个阶段均会提供用户相应的状态，便于用户决策；每个任务在开始工作前，首先获取用户指定的参数，并在结束后生成相应的报告。

参数管理：测试仪表系统包括业务相关的测试参数；系统自身的工作参数和不同类型的物理接口参数；参数管理的目标是完成参数分类，参数存储，参数加载；参数管理模块向任务管理模块提供统一访问接口，协助完成用户指定任务。

结果管理：与参数管理模块功能相似，为任务管理模块提供统一访问接口，完成任务结果的存储。

优选地，本发明实现实时监控，消除了目前的监控管理盲区，极大的提高管理水平；有效的保障了通信网络的安全稳定运行，对电网的安全生产具有深远的意义。

除可以应用于电力系统光缆管理外，还可以广泛应用于运营商、广电、交通、公安、银行、军事等拥有光网络通信的各个领域，目前国家正在大力开展电网智能化改造工作，通信系统是智能化改造的核心，势必需要先于其它系统实现智能化应用和管理；提高通信系统的运维管理能效，提高通信系统的可靠性和智能化。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。