站间通信装置站间通信hsr环网的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统网络通信技术领域，特别是涉及一种站间通信装置及站间通信HSR环网。
【背景技术】
[0002]当前，通信网络技术是电力系统自动化实现的关键。它连接各种智能终端，完成区域间终端间实时信息交互和共享。随着智能变电站的兴起，新能源、轨道交通、工业控制等自动化需求发展，网络的隔离划分和优化仍然依靠主流的交换机来建设，越来越显现其不足。1)网络通信严重依赖交换机，同时通信性能的质量受到交换机性能的限制，且投资成本较高。2)冗余网络建设造价昂贵。基于交换机构建的冗余网络往往是网络设备双重化，通过交换机实现的环网，私有规约多，存在厂家间沟通困难，互操作性能受影响。3)网络划分缺乏灵活性。自动化装置输出多种类型报文有生存网络区域的隔离的需要时，交换机一般只能按装置划分，方案有限。4)交换机信息传递延时无法预测。综上所述，通信网络的进一步研究与建设很有意义。基于IEC 62439-3标准研究，采用高可靠性无缝环网原理建设站内站间自动化通信网络，有利于节省通信设备投资、减少装置数量以及安装空间；冗余双网可靠性高、充分利用了带宽资源;统一的环网标准保证了各个厂家间互通互联无问题，而且对于国家新能源和轨道交通的发展建设节约成本，简化网络结构具有重要的意义。
[0003]因此，针对上述发现的交换机不足和先进的IEC62439-3环网标准研究，需要开发一种可应用于站间或者区域间的通信装置，简化网络结构和成本，增强实时性和可靠性，本案由此产生。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是:提供一种站间通信装置及站间通信HSR环网。本站间通信装置及站间通信HSR环网能够简化通信网络架构，使用安全规范的国际环网标准而研发的站间通信装置;能够集合区域内各种信息流，运载到基于HSR协议的环网中，方便信息流在各个区域间传输和共享;HSR环网中的每个节点都有2个环网接入端口，作为发送源的节点，会同时往2个端口各发送1个报文，中间节点第一次接收到某个报文均及时转发，目的节点在不同时间不同端口接收到重复的2个报文，处理先到的报文丢弃后到的重复报文。环网节点会发出2条重复报文，实现了单一物理网络冗余信号流，节省了设备投资，增强了网络抗干扰能力，环网一个节点中断报文无丢失恢复零时延，增强了通信实时性和可靠性。应用于自动化领域，有利于消除信息孤岛，减少通信装置数量，简化建设和系统维护的难度，增强通信可靠性。
[0005]本发明的实施方案是:站间通信装置，其特征在于:包括二分之一层半截铝质外壳结构;所述铝质外壳结构采用4U高度和无风扇设计;所述铝质外壳结上设有紧凑型插件;所述紧凑型插件之间采用PC1-E总线连接，实现通信;所述紧凑型插件包括HSR插件、网口扩展插件和电源插件;所述HSR插件内有用于负责全部计算和人机接口配置工作的CPU芯片;所述HSR插件上还有负责网口的扩充的SWITCH交换芯片;所述HSR插件还设有用于对外提供的物理接口，所述物理接口形成2路环网通信口；所述2路环网通信口均支持HSR协议;所述HSR插件还设有1个百兆千兆自适应的用于与不支持HSR上一级通信网级联的电口，以及1个调试口；所述网口扩展插件用于扩展网口；所述电源插件用于提供整机电源，并提供告警节点。
[0006]进一步的，所述2路环网通信口均为RJ_45、LC或者ST样式。
[0007]进一步的，所述网口扩展插件的数量为0-3块;所述网口扩展插件上设有6
[0008]个网口
[0009]进一步的，所述电源插件支持交直流220V输入和冗余双电源输入
[0010]为实现上述技术目的，本实用新型采取的另一种技术方案为:站间通信HSR环网，其特征是:由多台权利要求1-4中任一项所述的站间通信装置组成;其中一个站间通信装置为环网站间通信装置，其余的站间通信装置依次串联形成站间通信装置串；所述间通信装置串的两端分别与环网站间通信装置的1路环网通信口连接，组成环形冗余网络。
[0011]进一步的，所述站间通信装置串为两个，每个站间通信装置串分别与环网站间通信装置的1路环网通信口连接，组成2个环形冗余网络;所述2个环形冗余网络除了共有接入的非HSR环网信息，不能共用HSR环网中的信息，以保证1台站间通信装置的2路环网的独立性;所述2个环形冗余网络分别有1个百兆千兆自适应的用于级联的电口，所述电口用于输出普通的以太网帧。
[0012]进一步的，在实现HSR协议时，2个环形冗余网络分别独立，无主备关系以及物理链接。
[0013]本实用新型:
[0014]1)总体结构:装置采用4U高度，二分之一层半截结构。缩小了装置大小，插件式设计，无风扇。分功能多插件设计，包括HSR插件、网口扩展插件、电源插件。需要通信的各插件之间采用PC1-E总线连接。
[0015]2)HSR环网应用:多台站间通信装置，通过HSR环网1的两个物理口手拉手连接起来，组成1个环形冗余网络，也可以通过HSR环网2的两个物理接口组环网，或者组成双环网。2路环网除了共有该台装置接入的非HSR环网信息，不能共用HSR环网中的信息，以保证1台站间通信装置的2路环网的独立性。2路HSR环网分别有1个百兆千兆自适应用于级联的电口，可以直接与上一级通信网级联。
[0016]3 )HSR插件:共设一块HSR插件，插件内CPU芯片负责全部计算和人机接口配置工作。HSR插件上SWITCH交换芯片负责网口的扩充。HSR插件对外提供的物理接口有2路环网通信口，1个百兆千兆自适应的用于与不支持HSR上一级通信网级联的电口，以及1个调试口。HSR插件上的2路支持HSR协议的物理接口，可定制为RJ-45、LC、ST等样式。
[0017]4)网口扩展插件:用于扩展网口，每个装置可配置0-3块网口扩展插件，每块扩展插件可扩展出6个网口，最多支持扩展18个网口。属于可选配插件。
[0018]5)电源插件:提供整机电源，提供告警节点。属于必配插件。
[0019]本实用新型提供一种能够简化通信网络架构，使用安全规范的国际环网标准而研发的站间通信装置。该装置能够集合区域内各种信息流，运载到基于HSR协议的环网中，方便信息流在各个区域间传输和共享。环网内信息报文由1条分别通过2个端口输出，成为发往不同方向的2条基本一样的报文。实现了单一物理网络冗余信号流，节省了设备投资，增强了网络抗干扰能力，环网中断一个节点恢复零时延，增强了通信实时性。应用于自动化领域，有利于消除信息孤岛，减少通信装置数量，简化建设和系统维护的难度，增强了通讯可靠性。能够应用于变电站、新能源与轨道交通、工业控制等领域，可以集合区域内信息流，将其转化为HSR协议信息流的站间通信装置。该装置由HSR插件、网口扩展插件、电源插件组成。HSR插件分为百兆和千兆两种，负责实现HSR环网协议、以及配置交换芯片；网口扩展插件用于扩展网口；电源插件用于提供整机电源。该装置能够集合区域内网络流量、将不支持HSR环网的装置的流量接入到HSR环网中；并提供2对4个物理千兆或者百兆环网接口，在实现HSR协议时，2路环网分别独立，无主备关系以及物理链接；同时为了与上一级网络级联，2路环网分别有1个级联电口。该装置实现了 HSR协议帧与以太网帧的转换，可以简化网络架构，增强实时性、可靠性的指标。
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