一种交换机制造技术

本发明专利技术涉及一种交换机，该交换机在每个端口均对应设有端口控制模块，且所述端口控制模块通过串行总线形成环网，并在环网中传输环路报文。所述环路报文包括若干个用于与所述端口对应的报文单元，每个报文单元包括源地址部分、目标地址部分和数据部分。各端口控制模块通过识别环路报文中的源地址部分或目标地址部分，用于将数据加载到对应报文单元的数据部分或者将对应报文单元的数据部分的数据读出。由于该交换机采用串行环网传输报文，避免了映射表造成的目标端口查询时间不一致，从而使各端口的传输延迟具有一致性，使得该交换机的实时性得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交换机，特别适用于智能变电站的交换机。
技术介绍
交换机作为智能变电站重要的通讯设备发挥着重要作用。智能变电站通常采用分层结构设计，即站控层、间隔层和过程层，其中，间隔层和过程层之间设置的交换机需要实时交互信息，对交换机的实时性要求高。CN101409669A公开了一种交换机，该交换机通过查询上行链路接口卡中保存的映射表，将报文传输到对应的目标地址端口。一方面，该交换机进行报文传输依赖映射表，需要对映射表实时更新，维护工作较大，消耗资源多；另一方面，映射表信息较多，各目标端口对应的查询时间不一致，导致该交换机各端口对应的传输延时不一致，因而使该交换机的实时性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交换机，用以解决的问题是交换机各端口的传输一致性。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：该交换机包括上行端口和下行端口，每个端口均对应设有端口控制模块，所述交换机还包括与上行端口控制模块对应连接的存储模块；所述端口控制模块通过串行总线形成环网；环网中传输环路报文，所述环路报文包括若干个用于与所述端口对应的报文单元，每个报文单元包括源地址部分、目标地址部分和数据部分；各端口控制模块识别环路报文中的源地址部分或目标地址部分，用于将数据加载到对应报文单元的数据部分或者将对应报文单元的数据部分的数据读出。作为本专利技术的进一步改进，所述环路报文包括上送环路报文和下送环路报文；下行端口控制模块根据上送环路报文中的源地址，将下行端口数据加载到对应报文单元的数据部分，并且添加目标地址；上行端口控制模块根据上送环路报文中的目标地址，提取对应报文单元的数据部分的数据；上行端口控制模块根据下送环路报文中的源地址，将上行端口数据加载到对应报文单元的数据部分，并且添加目标地址；下行端口控制模块根据下送环路报文中的目标地址，提取对应报文单元的数据部分的数据。作为本专利技术的另一种改进，所述上行端口用于连接智能变电站中站控层和间隔层设备，所述下行端口用于连接智能变电站中过程层设备。作为本专利技术的另一种改进，所述环路报文中源地址和目标地址均为mac地址。作为本专利技术的另一种改进，主控模块用于发送环路报文；所述上行或下行端口控制模块作为主控模块，或者独立于上行或下行端口控制模块的处理模块作为主控模块。本专利技术交换机采用串行环网的方式传输数据，使得每个端口对应的传输延时一致，实时性得到提高，满足了智能变电站间隔层与过程层之间的通信要求。另外，避免了映射表的更新维护造成的资源消耗。具体的，本专利技术交换机可采用实时以太网，用于实现智能变电站中间隔层和过程层之间的通信。采用交换机内置的上行或下行端口控制模块作为主控模块，可以降低交换机的成本。当然，也可以设置独立于上行或下行端口控制模块的处理模块作为主控模块，虽然增加了交换机的成本，但大幅度提高了交换机的处理速度，使得交换机的使用性能更佳。附图说明图1是本专利技术交换机的硬件接线示意图；图2是环网链路工作模式示意图；图3是单链路工作模式示意图；图4是交换机实施方式的硬件接线示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术交换机的硬件接线如图1所示，包括上行端口和下行端口，上行端口对应设有上行端口控制模块，下行端口对应设有下行端口控制模块。其中，上行端口控制模块对应连接存储模块，所述上行端口控制模块和所述下行端口控制模块通过串行总线形成环网，并在环网中传输环路报文。所述端口只是用于连接通信设备，而由对应的端口控制模块控制上传通信设备的数据或加载数据到通信设备中。为了方便表示，图2、图3和图4中将端口及其对应连接的端口控制模块统一表示为端口。所述环路报文的传输路径示意图如图2所示。其中，数据链路为全双工工作模式。当环网中出现链路中断时，则自动形成如图3所示的单链路工作模式，在串行的结尾端口对数据进行回传，从而保证数据的完整性。该交换机的一种实施方式如图4所示，包括3个上行端口和4个下行端口，各上行端口分别接入线路保护装置1、线路保护装置2、监控装置；各下行端口分别接入线路1合并单元、线路1智能终端、线路2合并单元、线路2智能终端。当交换机初次上电时，运行初始化进程。首先检测各上行端口对应的存储单元中是否有配置信息标志位，若没有则将上行端口1作为主控模块，发送初始化环路报文，并驱动沿环形总线依次传送，开展初始化操作。若经过定时常T，主控模块仍未发送数据，则将上行端口2作为主控模块开始发送初始化环路报文，以此类推，直至主控模块发送初始化环路报文。其中，初始化报文中预留有用于加载各端口mac地址的空白的数据信息位置。当然，也可以设置独立于上行或下行端口控制模块的处理模块作为主控模块，这样可以提高交换机的处理速度，使交换机的使用性能更优。具体的，本实施例中各存储模块的配置信息标志位均为空，所以，上行端口1作为主控模块，对全部端口进行初始化登录操作：(1)主控模块发送初始化报文。(2)上述初始化报文沿环网依次传输，上行端口1接收到该报文，则在该报文的空白数据信息位置进行登陆，加载上行端口1连接设备的mac地址；报文沿环网传输到上行端口2，上行端口2接收到该报文，则在该报文的空白数据信息位置进行登陆，加载上行端口2连接设备的mac地址；……报文沿环网传输到下行端口4，下行端口4接收到该报文，则在该报文的空白数据信息位置进行登陆，加载下行端口4连接设备的mac地址；报文沿环网传输到下行端口3，下行端口3接收到该报文，则在该报文的空白数据信息位置进行登陆，加载下行端口3连接设备的mac地址；……报文沿环网依次通过各端口，完成所有接入端口的初始化登陆，生成含有完整环路设备mac地址的报文，并驱动存储在各上行端口控制模块对应连接的存储模块中。初始化开始时，若主控模块检测到端口m新接入设备时，则在环路报文中预留新增设备的空白的数据信息位置，并执行上述初始化登陆操作，在报文的空白数据信息位置加载新增设备信息。交换机完成初始化进程后，进行数据传输。数据传输进程包括上送数据链路进程和下送数据链路进程。上送数据链路进程传输上送环路报文，下送数据链路进程传输下送环路报文。其中，上送环路报文和下送环路报文的格式相同，均包括若干个用于与交换机各端口对应的报文单元，每个报文单元依次包括源地址部分、目标地址部分和数据部分，或者目标地址部分、源地址部分和数据部分。具体的，本实施例中，报文单元的格式为端口接入设备mac地址+目标mac地址+数据。环路报文在环网传输的过程中，每个端口控制模块均识别属于自身地址(或者设定的地址)的(一个或多个)报文单元，将数据填充到该报文单元中，或者将该报文单元中的数据提取出来。而对于不属于自身地址(或者设定的地址)的其他报文单元，则直接透明传输到下一个端口控制模块。其中，本实施例的上送数据链路进程包括：(1)主控模块实时发送上送环路报文，上送环路报文包括4个报文单元，每个报文单元对应一个下行端口(即上送环路报文中的报文单元个数与初始化后的环网中的下行端口数目一致)。(2)该报文依次传输到下行端口1、下行端口2、下行端口3和下行端口4，各下行端口控制模块根据上送环路报文中的源mac地址，将各端口数据加载到对应报文单元的数据部分，并且添加目标mac地址；具体的，本实施例中，环路中传输的数据包括s本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交换机，包括上行端口和下行端口，其特征在于，每个端口均对应设有端口控制模块，所述交换机还包括与上行端口控制模块对应连接的存储模块；所述端口控制模块通过串行总线形成环网；环网中传输环路报文，所述环路报文包括若干个用于与所述端口对应的报文单元，每个报文单元包括源地址部分、目标地址部分和数据部分；各端口控制模块识别环路报文中的源地址部分或目标地址部分，用于将数据加载到对应报文单元的数据部分或者将对应报文单元的数据部分的数据读出。

【技术特征摘要】
1.一种交换机，包括上行端口和下行端口，其特征在于，每个端口均对应设有端口控制模块，所述交换机还包括与上行端口控制模块对应连接的存储模块；所述端口控制模块通过串行总线形成环网；环网中传输环路报文，所述环路报文包括若干个用于与所述端口对应的报文单元，每个报文单元包括源地址部分、目标地址部分和数据部分；各端口控制模块识别环路报文中的源地址部分或目标地址部分，用于将数据加载到对应报文单元的数据部分或者将对应报文单元的数据部分的数据读出。2.根据权利要求1所述的交换机，其特征在于，所述环路报文包括上送环路报文和下送环路报文；下行端口控制模块根据上送环路报文中的源地址，将下行端口数据加载到对应报文单元的数据部分，并且添加目标地址；上行端口控制模块根据上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永刚，徐涛，张保善，郑晓庆，刘博，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41