一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法
阅读说明：本技术 一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法 (Intelligent substation process layer network link state monitoring method ) 是由 张弛 杨贵 徐鹏 吕航 彭业 李力 陈旭 叶翔 刘千宽 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法,通过光纤直接相连的两个设备端口的收发光功率的差值判断光纤衰减是否在合理范围内,当衰减超过设置的门槛值时给出告警,提示运维人员进行相应处理；通过对SFP模块发送光功率的标称值与实际发光功率进行比较,判断发送光功率是否正常,当发送功率不在标称范围内时给出告警,提示运维人员进行相应处理；通过端口设置的接收功率门限值与实际接收光功率进行比较,判断接收光功率是否正常,接收功率不在标称范围内时给出告警,提示运维人员进行相应处理。本发明提升了智能变电站过程层网络的运维管理水平,符合智能变电站全网监视的发展趋势。(The invention discloses a monitoring method for the link state of a process layer network of an intelligent substation, which judges whether the attenuation of an optical fiber is in a reasonable range or not through the difference value of the receiving and transmitting optical powers of two equipment ports directly connected with the optical fiber, gives an alarm when the attenuation exceeds a set threshold value, and prompts operation and maintenance personnel to perform corresponding processing; comparing the nominal value of the optical power transmitted by the SFP module with the actual luminous power, judging whether the transmitted optical power is normal or not, giving an alarm when the transmitted power is not in the nominal range, and prompting operation and maintenance personnel to perform corresponding treatment; and comparing the received power threshold value set by the port with the actual received optical power, judging whether the received optical power is normal, giving an alarm when the received power is not in the nominal range, and prompting operation and maintenance personnel to perform corresponding processing. The invention improves the operation and maintenance management level of the process layer network of the intelligent substation and accords with the development trend of the whole network monitoring of the intelligent substation.)
技术领域
本发明属于智能变电站网络通信技术领域，尤其涉及一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法。
背景技术
智能变电站过程层网络设备之间采用双芯双向或单芯双向的SFP(小型可插拔，Small Form-factor Pluggable)模块通过光纤实现通信。当IED（智能电子设备，Intelligent Electronic Device）设备之间有直接连接关系时，两个IED设备分别提供一个光纤接口，设备之间通过光纤来实现通信。当采用交换机组网的情况下，IED设备的一个端口和交换机的一个端口之间的通信同样采用光纤来实现，交换机之间的通信亦然。
当前的智能变电站过程层网络连接的IED设备通过上送端口的连接状态及SV、GOOSE报文的接收情况来通知运维人员当前运行情况，交换机只能通过上送端口连接状态和端口丢帧数等信息通知运维人员当前运行情况，无法准确的通知运维人员故障的具体位置。因此，对于光纤链路故障、SFP模块故障等无法进行有效的判断，导致故障排查困难。当光纤链路或SFP模块逐渐下降导致存在运行风险等预警功能，目前尚无法实现。只有在出现故障以后才能发现问题，而且解决起来缺乏有效的手段，导致运维困难。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法，在故障发生前能够提供预警信息，故障发生时能够准确定位、减少运维工作量，提高维效率。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种智能变电站过程层网络链路状态监视方法，包括：
判断智能变电站过程层网络中光纤直接连接的两个端口各自的SFP模块发送功率、接收功率是否在规定范围内；
若在，则计算本侧端口的SFP模块发送功率与对侧端口的SFP模块接收功率的差值作为光纤链路衰减值，判断差值是否在光纤链路衰减值规定范围内；
若在，则计算对侧端口的SFP模块发送功率与本侧端口的SFP模块接收功率的差值作为光纤链路衰减值，判断差值是否在光纤链路衰减值规定范围内；
超过规定范围的发送功率、接收功率、光纤链路衰减值发出告警。
进一步的，
如果IED设备通过交换机组网实现互联互通，所述智能变电站过程层网络中光纤直接连接的两个端口，包括：中心交换机端口和间隔交换机端口，以及，间隔交换机端口和IED设备端口；
如果IED设备之间直接光纤连接，所述智能变电站过程层网络中光纤直接连接的两个端口，包括：合并单元端口和保护设备端口，合并单元端口和测控设备端口，智能终端端口和保护设备端口，以及智能终端端口和测控设备端口。
进一步的，所述规定范围和光纤链路衰减值规定范围采用端口设备上送给监控主机，或者在监控主机中配置完成。
进一步的，所述SFP模块发送功率的规定范围采用SFP光模块标称的发送光功率范围，或者人为设定上下限值。
进一步的，所述SFP模块接收功率的规定范围采用SFP光模块标称的接收灵敏度值，或者通过下式来设置动态的接收功率规定范围：
发送功率的规定范围－（光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值）。
进一步的，所述光纤链路衰减值规定范围不小于SFP光模块手册提供的接收灵敏度标称值。
进一步的，所述光纤链路衰减值规定范围采用下式确定：
光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值。
进一步的，所述告警包括：时标、告警事件、告警端口和相关的IED设备信息；
所述告警事件为包括光纤链路衰减过大、SFP模块发送功率越限或SFP模块接收功率越限具体内容的告警事件。
本发明的有益效果是：
本发明通过使用对过程层IED设备和交换机的SFP模块发送功率和接收功率的越限判断和光纤线路衰减范围的判断，实现对物理光纤链路的故障预警和故障告警，达到故障准确定位的目的，有效降低运维工作量，提升运维效率。
附图说明
图1是本发明的智能变电站过程层网络链路状态监视方法的IED设备通过交换机组网连接的示意图；
图2是本发明的智能变电站过程层网络链路状态监视方法的IED设备之间直接通过光纤互联的示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
当采用IED设备通过交换机组网实现互联互通的情况下，如图1连接方式所示，中心交换机端口1的SFP模块和间隔交换机端口G1的SFP模块之间采用光纤连接并通信，中心交换机上送端口1的SFP模块的发送功率、接收功率信息给监控主机，间隔交换机上送端口G1的SFP模块的发送功率、接收功率信息给监控主机。监控主机完成以下工作：
（11）判断中心交换机端口1和间隔交换机端口G1各自的SFP模块发送功率、接收功率是否在规定范围内，若在，则进行下一步的计算，若不在，则给出告警。
进一步的，规定范围可以是设备上送给监控主机，也可以在监控主机中配置完成。
进一步的，SFP模块的发送功率值的规定范围可以使用SFP光模块标称的发送光功率范围，也可以人为设定上下限值。
进一步的，SFP模块的接收功率值的规定范围可以使用SFP光模块标称的接收灵敏度值，也可以通过下式来设置动态的接收规定范围：
发送功率值的规定范围－（光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值）。
（12）计算中心交换机端口1的SFP模块发送功率与间隔交换机端口G1的SFP模块接收功率的差值作为光纤链路衰减值，判断差值是否在规定范围内，若在，则进行下一步的计算，若不在，则给出告警。
进一步的，规定范围可以是设备上送给监控主机，也可以在监控主机中配置完成。
进一步的，规定范围应不小于SFP光模块手册提供的接收灵敏度标称值，通过下式来设置：
光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值，
光纤衰减可按1dBm计算，一个光纤接头衰减可按0.5dBm计算，裕度值可按照1dBm~5dBm进行设置。
（13）计算间隔交换机端口G1的SFP模块发送功率与中心交换机端口1的SFP模块接收功率的差值作为光纤链路衰减值。判断差值是否在规定范围内，若在，则判断为光纤链路工作状态正常，若不在，则给出告警。
（14）超过规定范围的发送功率、接收功率、光纤链路衰减值给出告警提示运维人员进行相应处理。
进一步的，判别光纤链路工作状态、SFP模块发送功率是否越限、SFP模块接收功率是否越限可以在相互通信的IED设置上实现并异常产生告警，也可在监控主机上实现，IED设备将相应的信息上送给监控主机，由监控主机进行相应的计算和判别并产生告警。
进一步的，告警信息应包含：时标、包括光纤链路衰减过大、SFP模块发送功率越限、SFP模块接收功率越限等具体的告警事件、告警端口、相关的IED设备信息等。
同样的，间隔交换机接入的IED设备处理方式同上。需要注意的是，计算时一定要采用直接由一根光纤连接的两个端口的发送端和接收端完成。否则将产生不可预知的错误结构。
实施例2
当采用IED设备之间直接光纤连接的组网方案时，如图2所示，合并单元通过光纤分别连接保护设备和测控设备。智能终端通过光纤分别连接保护设备和测控设备。因此，合并单元、智能终端、保护设备、测控设备完成上述组网，每个设备需要提供2个光纤接口。也就是每个设备需要配置2个SFP单纤双向或双纤双向SFP百兆模块。
选取合并单元与保护设备直接连接的光纤链路进行分析，合并单元将与保护设备连接的端口的SFP模块状态信息上送给保护设备进行处理，保护设备直接读取与合并单元连接的端口的SFP模块状态信息，保护设备完成以下工作：
（21）判断合并单元和保护设备互联端口的SFP模块发送功率、接收功率是否在规定范围内，若在，则进行下一步的计算，若不在，则给出告警。
进一步的，规定范围可以是设备上送给监控主机，也可以在监控主机中配置完成。
进一步的，SFP模块的发送功率值的规定范围可以使用SFP光模块标称的发送光功率范围，也可以人为设定上下限值。
进一步的，SFP模块的接收功率值的规定范围可以使用SFP光模块标称的接收灵敏度值，也可以通过下式来设置动态的接收规定范围：
发送功率值的规定范围－（光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值）。
（22）计算合并单元连接保护设备的端口的发送功率与保护设备连接合并单元的端口的接收功率的差值作为光纤链路衰减值，判断差值是否在规定范围内，若在，则进行下一步的计算，若不在，则给出告警。
进一步的，规定范围可以是设备上送给监控主机，也可以在监控主机中配置完成。
进一步的，规定范围应不小于SFP光模块手册提供的接收灵敏度标称值，一般采用下式确定：
光纤衰减+光纤接头总衰减+熔纤总衰减+裕度值，
光纤衰减可按1dBm计算，一个光纤接头衰减可按0.5dBm计算，裕度值可按照1dBm~5dBm进行设置。
（23）计算保护设备连接合并单元的端口的发送功率与合并单元连接保护设备的端口的接收功率的差值作为光纤链路衰减值。判断差值是否在规定范围内，若在，则判断为光纤链路工作状态正常，若不在，则给出告警。
（24）超过规定范围的发送功率、接收功率、光纤链路衰减值给出告警提示运维人员进行相应处理。
同样的，光纤直连的其他设备间的光纤链路判别方法同上。需要注意的是，计算时一定要采用直接由一根光纤连接的两个端口的发送端和接收端来完成，否否则将产生不可预知的错误结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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