ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ПО СЕТИ С ПАКЕТНОЙ КОММУТАЦИЕЙ Российский патент 2015 года по МПК H04J3/06 

Изобретение относится к области передачи данных в электроэнергетических системах. В частности, изобретение относится к передаче данных по сети передачи данных с пакетной коммутацией между синхронизированными по времени модулями связи.

Уровень техники

В случае дифференциальной защиты линии, линия электропередачи двумя реле дифференциальной защиты линии, размещенными в двух удаленных друг от друга местах или концах линии электропередачи. Сравнивая информацию о фазе тока в линии электропередачи в этих различных местах, реле дифференциальной защиты может обнаруживать критические ситуации на линии электропередачи, подобные коротким замыканиям, и может изолировать линию электропередачи от электрической сети прежде, чем последует повреждение электрооборудования.

Традиционно, в каждом из этих различных мест на линии электропередачи располагается измерительное устройство, которое измеряет фактическое значение тока по линии электропередачи. Данные каждого измерительного устройства могут затем быть отправлены реле дифференциальной защиты, которое сравнивает данные от различных измерительных устройств, например, для того, чтобы определить фазовый сдвиг между этими двумя токами в двух различных точках линии электропередачи. При этом возникает та проблема, что сравнивать необходимо данные, измеренные одновременно, и что реле защиты может, следовательно, нуждаться в том, чтобы знать временные задержки, вызванные линией связи.

Коммунальные предприятия снабжения электрической энергией, в большинстве случаев, для глобальной передачи операционных данных для критически важных задач, таких как сигналы телекоммуникационной защиты или данные управления и наблюдения SCADA (Диспетчерского управления и сбора данных) используют сети SDH (Синхронной цифровой иерархии) или SONET (Сеть синхронной оптической связи), использующие коммутацию каналов. В качестве альтернативы, передача данных между удаленными друг от друга местами коммунальных предприятий электроснабжения может основываться на сетях передачи данных с пакетной коммутацией, таких как сеть "Ethernet". Однако сети передачи данных с пакетной коммутацией могут иметь переменное время ожидания пакета, или разброс времени задержки пакета, то есть время передачи пакетов, отправленных с первого устройства на второе устройство, могут изменяться с течением времени. Кроме того, время передачи пакета, отправленного с первого устройства на второе устройство, может отличаться от времени передачи пакета, отправленного со второго устройства на первое устройство. Следовательно, синхронизация данных, передаваемых по сети с пакетной коммутацией, может оказаться трудной.

Статья W. A. Montgomery (В. А. Монтгомери), озаглавленная "Techniques for Packet Voice Synchronization", IEEE Journal Vol.SAC-1 No. 6, December 1983("Технологии для синхронизации пакетов речевых сигналов", журнал Института инженеров по электротехнике и электронике (США) том SAC - 1, номер 6, декабрь 1983 г.), описывает способы передавать пакетизированный речевой сигнал по сети с пакетной коммутацией и восстанавливать непрерывный поток речи из набора пакетов, прибывающих с переменным временем задержки при передаче и даже не по порядку. В сетях с протяженными линиями связи время задержки распространения сигнала может превышать 100 миллисекунд, в то время как ожидание пакетом своей очереди в коммутаторах приводит к значительному разбросу времени задержки между пакетами. В варианте реализации, который считают невыгодным по причинам стоимости, передатчик и приемник пакетов синхронизируются с привязкой к одному и тому же абсолютному времени, и каждый пакет несет указание времени его создания. Для прибывающего пакета целевое время окончания его воспроизведения определяется как некоторый фиксированный интервал времени после времени создания пакета. Синхронизация часов в передатчике и приемнике включает в себя надежный отдельный канал с известными задержками распространения сигнала.

Сущность изобретения

Цель данного изобретения может заключаться в том, чтобы использовать связь с пакетной коммутацией для передачи синхронных данных, мультиплексированных с разделением по времени, (TDM - данных) удаленному реле дифференциальной защиты линии. Эта цель может быть достигнута посредством предмета независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные приводимые в качестве примера варианты реализации изобретения очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения и нижеследующего описания.

Один аспект изобретения относится к способу передачи данных по сети передачи данных с пакетной коммутацией между синхронизированными по времени модулями связи.

В соответствии с вариантом реализации изобретения способ содержит этапы, на которых: принимают синхронные TDM - данные (данные, мультиплексированные с разделением по времени) в первом модуле связи, или модуле связи источника данных; генерируют в первом модуле временную метку, причем временная метка указывает время приема этих синхронных TDM - данных в первом модуле, в частности, время приема первого бита последовательности битов, которые впоследствии подлежат пакетированию в пакет данных; передают принятое количество данных в пакете данных второму модулю связи, или модулю связи адресата данных, через сеть передачи данных с пакетной коммутацией; и выводят переданные данные в синхронной форме, посредством второго модуля, после истечения предварительно определенного времени задержки после времени приема данных в первом модуле. Короче говоря, способ эмулирует канал связи с коммутацией цепей с предварительно определяемым и управляемым временем задержки между источником и адресатом синхронных TDM - данных.

Временная метка генерируется из показания первых часов, относящихся к первому модулю связи, которые синхронизированы со вторыми часами во втором модуле. Предварительно определенная временная задержка, или время задержки, имеют постоянное значение, по меньшей мере, для некоторого промежутка времени, и могут быть сконфигурированы и, в конечном счете, адаптированы оператором или автоматическим механизмом адаптации. Фактическое время вывода данных во втором модуле может быть определено первым модулем, в каковом случае время вывода данных передается второму модулю наряду с данными, или вторым модулем на основе временной метки, переданной из первого модуля.

В предпочтительном варианте реализации изобретение применяется к передаче данных непрерывного измерения или к данным управления или защиты, соответственно, для пользы системы передачи электрической энергии или управления коммунальным предприятием. В частности, в целях дифференциальной защиты линии для линии электропередачи, второй модуль соединяется с реле дифференциальной защиты линии, которому предоставляются выводимые данные и которое управляет выключателем для прерывания линии электропередачи. Стандартные реле дифференциальной защиты линии спроектированы для приема синхронного потока TDM - данных с постоянным временем задержки и, таким образом, не требуют своей замены в случае, когда используется в сочетании с каналом связи с удаленным реле дифференциальной защиты линии, который установлен посредством аппаратных средств сети с пакетной коммутацией в соответствии с изобретением.

В предпочтительном варианте реализации изобретения, время передачи вычисляется во втором модуле на основе разности между временной меткой и показаниями времени на вторых часах во втором модуле связи, которое указывает время приема пакета во втором модуле. После ожидания в течение времени ожидания, основанного на разности между временем передачи и предварительно заданным временем задержки, второй модуль связи может вывести переданные данные. Акт ожидания или задерживания вывода данных может быть достигнут посредством записи, во втором модуле, переданных данные в соответствующем месте выходного буфера флуктуации.

Дополнительные аспекты изобретения относятся к компьютерной программе для передачи данных по сети передачи данных с пакетной коммутацией, каковая программа приспособлена, при ее исполнении процессором или FPGA (вентильной матрицей с эксплуатационным программированием), осуществлять этапы способа, который описан выше и ниже, и к машиночитаемому носителю информации, на котором хранится такого рода компьютерная программа.

Машиночитаемый носитель информации может представлять собой гибкий диск, жесткий диск, запоминающее устройство с USB (Универсальной последовательной шиной), ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), СППЗУ (Постоянное запоминающее устройство), программируемое ПЗУ (Стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и ФЛЭШ - память. Машиночитаемый носитель информации может также представлять собой сеть передачи данных, например сеть "Интернет", которая позволяет загрузку кода программы.

Дополнительный аспект изобретения относится к модулю связи адресата данных, или второму модулю связи, например модулю связи, соединенному с реле защиты электроэнергетической системы. Этот модуль связи может быть частью реле защиты или может быть отдельным устройством, соединенным с этим реле защиты средствами связи.

В соответствии с вариантом реализации изобретения, модуль связи адресата данных приспособлен для выполнения способа, который описан выше и ниже. Например, модуль связи адресата данных может быть приспособлен к приему переданных данных от модуля связи источника данных, или первого модуля связи, через сеть передачи данных с пакетной коммутацией. Этот модуль связи может быть сконфигурирован для того, чтобы выводить переданные данные после истечения предварительно определенного времени задержки после присвоения временной метки данным в модуле связи источника данных.

Дополнительный аспект изобретения относится к системе связи для электроэнергетической системы, которая содержит, по меньшей мере, два таких модуля связи, которые соединены между собой сетью передачи данных с пакетной коммутацией.

В соответствии с вариантом реализации изобретения, система связи приспособлена для исполнения способа, который описан выше и ниже. Такая система связи может быть приспособлена к предоставлению синхронных TDM - данных с предварительно определенным временем задержки удаленному реле защиты.

Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из описываемых далее вариантов реализации изобретения и будут объясняться со ссылкой на них.

Краткое описание чертежей

Предмет изобретения будет объяснен более подробно в нижеследующем тексте со ссылкой на приводимые в качестве примера варианты реализации изобретения, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.

На фиг. 1 схематично показана электроэнергетическая система, соответствующая варианту реализации изобретения.

На фиг. 2 показана схема с временными задержками, соответствующая варианту реализации изобретения.

На фиг. 3 показана блок - схема последовательности операций для способа передачи данных, соответствующего варианту реализации изобретения.

На фиг. 4 показана блок - схема последовательности операций для способа синхронизирования модулей связи, соответствующего варианту реализации изобретения.

В принципе, на фигурах идентичные части снабжены одинаковыми ссылочными позициями.

Детализированное описание приводимых в качестве примера вариантов реализации изобретения

На фиг. 1 показана электроэнергетическая система (10) с линией (12) электропередачи. На линии (12) электропередачи, в удаленных друг от друга местах или на подстанциях (14а), (14b) располагаются два реле (18а), (18b) защиты. Вполне может быть, что эти два реле (18а), (18b) защиты удалены друг от друга более чем на десять или даже более чем на сто километров.

Каждое реле (18а), (18b) защиты управляет включателем (16а), (16b) для прерывания линии (12) электропередачи. Например, линия (12) электропередачи может быть посредством одного из переключателей (16а), (16b) отсоединена от сети электроснабжения.

Кроме того, каждое реле (18а), (18b) защиты соединено с измерительным модулем (20а), (20b) для измерения электрического тока в линии (12) электропередачи и модулем (22а), (22b) связи, предназначенным для обмена данными с другим оборудованием электроэнергетической системы (10).

Эти два реле (18а), (18b) защиты соединены между собой для передачи данных через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией, которая, например, может представлять собой сеть "Ethernet" или IP (Межсетевого протокола) или MPLS (Многопротокольной коммутации с помощью меток - признаков). В частности, модули (22а), (22b) связи могут обмениваться друг с другом пакетами (26) данных.

Например, измерительный модуль (20а) может генерировать данные непрерывного измерения, которые предоставляются для обработки реле (18а) защиты, и вслед за этим принимаются, в качестве синхронных TDM - данных (28а) измерений, в первом модуле (22a) связи и сохраняются в пакетах (26) данных. Первый модуль (22a) связи может передавать пакеты (26) данных, через сеть (24) передачи данных, второму модулю (22b) связи, который извлекает переданные синхронные TDM - данные (30a) измерений из пакетов (26) данных и выводит эти данные в непрерывном потоке данных в реле (18b) защиты.

Реле (18b) защиты может быть приспособлено к приему данных измерения от измерительного модуля (20b) и может сравнивать переданные данные (30а) измерения с прежними данными для отыскания информации о разности фаз между измеренными значениями электрического тока в этих двух местах расположения измерительных модулей (20а), (20b).

Следует отметить, что реле (18а), (18b) защиты могут быть сконструированы одинаковым образом и что обмен данными и обработка данных могут быть полностью симметричными. Например, синхронные TDM - данные (данные, мультиплексированные с разделением по времени) (28b) от реле (18b) защиты могут быть переданы реле (18а) защиты и могут быть выведены в качестве переданных синхронных TDM - данных (30b).

Поскольку для передачи пакета (26) данных через сеть (24) передачи данных требуется время, то переданные данные (30а) имеют временную задержку по отношению к данным измерения, которые были измерены измерительным модулем (20b) одновременно с тем, как измерительный модуль (20а) измерял данные (28а) измерения.

Реле (18а), (18b) защиты может быть сконфигурировано таким образом, что предполагается, что переданные данные (30а), (30b) измерения имеют постоянное время задержки по отношению к локальному измерению в измерительном модуле (20а), (20b).

Поскольку сеть (24) передачи данных является сетью с пакетной коммутацией, то время передачи пакета (26) данных между двумя модулями (22а), (22b) связи может изменяться с течением времени и может также быть асимметричным по отношению к направлению передачи данных. Например, время передачи пакета (26) данных, отправленного от модуля (22a) связи к модулю (22b) связи, может отличаться от времени передачи пакета (26) данных, отправленного от модуля (22b) связи к модулю (22a) связи. Непостоянное время передачи пакетов (26) данных можно также назвать разбросом времени задержки пакета.

Система (32) связи (содержащая модули (22а), (22b) связи и сеть (24) передачи данных) в состоянии компенсировать эту переменную флуктуацию, как это будет объяснено ниже.

Чтобы достигать этого, модуль (22a) связи сохраняет в пакете (26) данных временную метку или тег (признак) (34). Временной тег (34) может быть сгенерирован из показаний времени на локальных часах (36 а) модуля (22a) связи. После получения пакета (26) данных модуль (22b) связи вычисляет время передачи для этой конкретной передачи пакета (26) данных и ждет до тех пор, пока не истечет некоторое предварительно определенное время задержки, прежде чем переданные данные (30а) измерения будут выведены в реле (18b) защиты. В течение этого времени ожидания пакет (26) данных и/или данные (28а) измерения могут быть сохранены в буфере (38b) флуктуации, имеющемся в модуле (22b) связи. (Также и модуль (22a) связи может иметь буфер (38а) флуктуации для сохранения пакетов (26) данных, поступающих от модуля (22b) связи.)

На фиг. 2 показана схема с различными показателями времени, которые могут быть использованы в ходе этого вычисления.

В момент (t_s) времени данные (28а) сохраняются в пакете данных, и им присваивается временная метка посредством временного тега (34). В момент (t_R) времени данные (28а) принимаются на втором модуле (22b) связи, а в момент (T_O) времени переданные данные (30а) выводятся в реле (18b) защиты.

Модуль (22b) связи вычисляет время (Δt_T) передачи как разность между моментами (t_R) и (t_S) времени, а время (Δt_W) ожидания как разность между предварительно определенным временем (Δt_D) задержки и временем (Δt_T) передачи. Момент (t_R) времени определяется на основе показаний времени на локальных часах (36b), относящихся ко второму модулю (22b) связи.

На фиг. 3 показан способ передачи данных, который будет объяснен со ссылкой на фиг. 1 и 2.

На этапе 100, первый измерительный модуль (20а) генерирует первые данные измерения, измеряя первый ток в первом месте на линии (12) электропередачи.

На этапе 102, эти данные измерения обрабатывается или ими оперируют в реле (18а) защиты и вслед за этим их в качестве синхронных TDM - данных (28а) измерения принимают в первом модуле (22a) связи. Первый модуль (22a) связи записывает синхронные TDM - данные (28а) измерения в пакет (26) данных.

Например, приблизительно от 0,125 микросекунды до нескольких миллисекунд синхронных TDM - данных (28а) пакетируются в пакет (26) формата Ethernet, IP (Межсетевого протокола) или MPLS (Многопротокольной коммутация с помощью меток - признаков), в качестве его полезных данных.

На этапе 104, модуль (22a) связи отмечает время первых измерительных данных (28 а) посредством временного тега (34). Временной тег (34) сгенерирован по фактическим показаниям времени первых часов (36а). Временной тег (34) может быть сохранен в пакете (26) данных. Например, в пакет формата Ethernet, IP или MPLS, в качестве его полезных данных, дополнительно пакетируется временной тег (34), указывающий информацию о времени дня, в которое первый бит данных (28а) в пакете (26) был принят в модуле (22a) связи.

На этапе 106, пакет (26) данных и, в частности, первые данные (28а) измерения и временной тег (34), передаются, через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией, второму модулю (22b) связи.

На этапе 108, пакет (26) данных принимается во втором модуле (22b) связи. Второй модуль (22b) связи может извлечь из пакета (26) данных первые данные (28а) измерения и временной тег (34).

Кроме того, второй модуль (22b) связи вычисляет, исходя из временного тега (34) время (Δt_T) передачи и время (Δt_W) ожидания. Время (Δt_T)передачи вычисляют во второй модули (22b) связи, основываясь на разности между фактическим показанием времени на вторых часах (36b) и временным тегом (34). Время (Δt_W) ожидания вычисляется на основе разности между предварительно определенным временем (Δt_D) задержки и временем (Δt_T) передачи.

На этапе 110, модуль (22b) связи сохраняет переданные данные (30а) измерения 30а в буфере (38b) флуктуации, относящемся ко второму модулю (22b) связи, и ожидает в течение вычисленного времени (Δt_W) ожидания. Таким образом, модуль (22b) связи задерживает выведение переданных данных (30а) измерения на время (Δt_W) ожидания.

На этапе 112, второй модуль (22b) связи выводит переданные данные (30а) измерения с предварительно определенным временем (Δt_D) задержки после присвоения временной метки синхронным TDM - данным (28а) измерения. Переданные данные (30а) измерения могут содержать измеренные значения, относящиеся к измерению тока в измерительном модуле (20а).

В частности, переданные данные (30а) измерения выводятся в реле (18b) защиты. Если резюмировать вышесказанное, то данные (28а) измерения, отправленные в момент (t_S) времени, выводятся в момент (t_O) времени, которым управляют таким образом, чтобы он следовал на некоторое предварительно определенное время (Δt_D) задержки позже момента (t_S) времени. Таким образом, этот способ может рассматриваться как эмуляция цепи в сети (24) пакетной коммутации, например, для применения дифференциальной защиты линии, или система (32) связи может рассматриваться как включающая в себя некоторый эмулированный канал (40) связи с коммутацией цепей.

Таким образом, способ может предоставлять сервис эмуляции цепи посредством глобальной сети (24) связи, основанной на сети "Ethernet", что подходит для применения дифференциальной защиты линии.

Например, пакет (26) формата "Ethernet", IP или MPLS, содержащий данные (28а) измерения для некоторого конкретного интервала времени, который мог быть принят модулем (22a) связи через по синхронному каналу связи, передается узлу - адресату данных, то есть модулю (22b) связи, сервиса эмуляции цепи. В модуле (22b) связи данные (28а) измерения могут быть вновь преобразованы в последовательную форму и размещены в буфере (38b) флуктуации. Буфер (38b) флуктуации может использоваться для компенсации разброса времени задержки связи в сети (24) с пакетной коммутацией. Используя для считывания битов данных некоторую синхронизированную частоту, можно восстановить синхронный TDM - сигнал (сигнал, мультиплексированный с разделением по времени) (30а), что может быть эмулировано посредством сети (24) с пакетной коммутацией, и могут быть обеспечены низкая получаемая в результате флуктуация и значения "дрейфа".

Информация дополнительно переданного временного тега (34) может быть использована для того, чтобы с высокой точностью управлять временем задержки эмулированной цепи (40). Посредством временного тега (34) принимающий узел сервиса эмуляции цепи (то есть второй модуль (22b) связи) может получить точное абсолютное значение времени, когда первый бит конкретного интервала данных в данных (28а) измерения прибыл в отправляющий узел сервиса эмуляции цепи (то есть в модуль (22a) связи).

Следует отметить, что имеется несколько технологий, которые могут поддерживать эмуляцию каналов с коммутацией цепей в сетях с пакетной коммутацией, как, например, сервис эмуляции цепей посредством пакетов (CESoP - сервис). Эти технологии могут поддерживать низкий разброс времени задержки пакета и, таким образом, низкую асимметричную задержку в линии связи для синхронных TDM - сигналов, будучи объединенными с очень точной синхронизации элементов сети связи, например с синхронной Ethernet Sync - E или будучи объединенными с двухточечным трактом связи через сеть с пакетной коммутацией с зарезервированной шириной полосы пропускания и гарантированным приоритетом для особого сервиса связи, как например, многопротокольная коммутация с помощью меток - признаков (MPLS).

Однако, в случае асимметричной задержки связи между модулями (22а), (22b), для достижения требований к синхронизации данных, которые обычно предъявляются со стороны дифференциальной защиты линии, могут подойти только способ, который описан выше и ниже.

На этапе 114, измерительный модуль (20b) генерирует вторые данные измерения, измеряя второй ток во втором месте на линии (12) электропередачи. Вторые данные (30b) предоставляются в реле (18b) защиты.

Когда эти два измерения измерительными модулями (20а), (20b) выполнены в одно и то же время, время прибытия соответствующих данных измерения в реле (18b) защиты имеет некоторое предварительно определенное время (Δt_D) задержки друг относительно друга.

На этапе 116, реле (18b) защиты обрабатывает данные измерения таким образом, что сравнены измерения в равные моменты времени. Реле (18b) защиты знает о постоянном времени (Δt_D) задержки и соответствующим образом сдвигает переданные данные (30а) измерения. Например, может быть сравнена информацию о фазе в двух различных точках линии (12) электропередачи, и может быть осуществлена дифференциальная защита линии между реле (18а) и (18b) защиты линии.

Два реле (18а) и (18b) защиты могут осуществлять временное соотнесение данных (30а), (30b) измерения, поступающие с удаленного конца с локальными данными измерения, компенсируя известное, фиксированное и свободное от флуктуации время задержки между локальными данными измерения и данными (30а), (30b) измерения в удаленном месте.

Предпочтительно, чтобы эмулированный канал (40) связи с коммутацией цепей для дифференциальной защиты линии демонстрировал следующие свойства.

Канал (40) связи имеет некоторое фиксированное время (Δt_D) задержки, не большее чем 10 миллисекунд, приходящихся на одно направление. Это может быть мотивировано требованием к применению защиты в реле (18а) и (18b) защиты, чтобы они реагировали на неисправности, возникающие на защищаемой линии (12) электропередачи, в рамках определенных временных пределов.

Канал (40) связи вносит в значения измерения тока, содержащиеся в данных (28а), (28b) измерения, передаваемым по каналу (40) связи, низкую флуктуацию.

Канал (40) связи имеет дифференциальное время задержки между двумя направлениями связи, которое составляет не больше чем 160 микросекунд. Требование в отношении 160 микросекунд может быть мотивировано целью дифференциальной защиты линии, заключающейся в том, чтобы обнаруживать такое малое рассогласование по фазе, как 3°, что в сети электроснабжения, имеющей частоту 50 Гц, соответствует приблизительно 160 микросекундам.

На фиг. 4 показана блок - схема последовательности операций для способа для способа синхронизирования часов (36a), (36b) модулей (22a) и (22b) связи. Способ, показанный на фиг. 4, может исполняться перед способом, показанным на фиг. 3.

Что касается сервиса эмуляции цепи посредством сети (24) с пакетной коммутацией, подходящего для применения дифференциальной защиты линии, то может потребоваться не только точная частотная синхронизация двух модулей (22а), (22b) связи для того, чтобы удерживать флуктуацию (и “дрейф”, “медленную флуктуацию”) в канале (40) связи низкой, но дополнительно может потребоваться точная синхронизация времени дня в модулях (22а), (22b) связи для того, чтобы точно управлять временем задержки связи в канале (40) связи в каждом направлении. Если предположить, что время задержки связи в каждом направлении может быть отрегулировано с точностью до 160 микросекунд / 2=80 микросекунд, приходящихся на одно направление, то получающуюся в результате асимметричную задержку между этими двумя направлениями легко сдерживать в рамках вышеупомянутого предела, составляющего 160 микросекунд.

Эти требования могут быть удовлетворены посредством синхронизирования локальных часов (36a), (38b) с глобальными главными часами (50). Как показано на фиг. 1, глобальными главными часами (50) может содержать некоторое дополнительное устройство (52), соединенное с сетью (24) передачи данных с пакетной коммутацией.

На этапе 200, первые часы (36а), относящиеся к первому модулю (22a) связи, синхронизируются, через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией.

На этапе 202, с этими главными часами (50) синхронизируются, через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией, вторые часы (36b), относящиеся ко второму модулю (22b) связи.

Таким образом, первые часы (36а), используемые для генерирования временного тега (34), и вторые часы (36b), используемые для вычисления времени (Δt_T) задержки, могут быть синхронизированы с высокой точностью.

Что касается синхронизации часов (36), (36b), (50), то для того, чтобы достигнуть синхронизации по времени и частоте всех узлов связи, то есть модулей (22а), (22b), (52) связи в сети (24) связи, может быть использован протокол синхронизации по времени и частоте, соответствующий стандарту IEEE 1588v2 (стандарту 1588, версии 2, Института инженеров по электротехнике и электронике (США)), также именуемому как протокол точного времени (РТР - протокол).

Если все узлы сети, то есть модули (22а), (22b) и (52) связи реализуют, например, профиль, соответствующий IEEE С37.238 - профиль возможностей - стандарта IEEE 1588v2, то неопределенность синхронизации, приходящаяся на один узел (22а), (22b), (52) сети не может быть больше чем 50 наносекунд. Другими словами, сеть (24) передачи данных, содержащая 200 узлов связи, может все-таки достигнуть погрешность синхронизации, которая составляет не более чем 10 микросекунд. Этого может быть достаточно для того, чтобы получить сервис эмуляции двухточечной цепи, который имеет требуемую точность в настройке времени задержки в тракте.

Синхронные TDM - данные (28а) измерения, которые приняты в модуле (22a) связи, который образует отправную точку линии (40) эмуляции цепи посредством сети (24) с пакетной коммутацией, можно в таком случае пометить временной меткой с высокой точностью, используя локальные часы (36а), которые синхронизированы через сеть (24) передачи данных с использованием стандарта IEEE 1588v2.

Используя локальные часы (36b, которые также могут быть синхронизированы с теми же самыми главными часами (50) по стандарту IEEE 1588v2, что и часы (36а), принимающий узел, то есть модуль (22b) связи, сервиса эмуляции цепи может в таком случае отложить восстановление синхронных переданных данных (30а) измерения таким образом, чтобы предварительно определенное время (Δt_D) задержки связи было выдержано с высокой точностью.

Хотя изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в вышеприведенном описании, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать как иллюстративные или приводимые в качестве примера, а не ограничительные; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами своей реализации. Специалисты, имеющие квалификацию в данной области техники и практически осуществляющие это заявленное изобретение, изучив чертежи, раскрытие и прилагаемую формулу изобретения могут понять и осуществить другие вариации раскрытых вариантов реализации изобретения. В формуле изобретения, слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль "а" или "an" не исключает множественности. Одиночный процессор или контроллер или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, упомянутых в формуле изобретения. Тот простой факт, что некоторые меры описываются во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что нельзя с пользой использовать объединение этих мер. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться в качестве ограничивающих объем изобретения.

Изобретение относится к области передачи данных в электроэнергетических системах и предназначено для использования связи с пакетной коммутацией для передачи синхронных данных, мультиплексированных с разделением по времени, удаленному реле дифференциальной защиты линии. Изобретение раскрывает в частности способ для передачи данных (28а), который содержит этапы, на которых: принимают в первом модуле (22а) связи данные (28а) измерения; проставляют в этом первом модуле временную метку в данных (28а) измерения, используя временной тег (34); передают данные (28а) измерения второму модулю (22b) связи через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией; и выводят переданные данные (30а) измерения спустя предварительно определенное время (Δt_D) задержки после времени проставления временной метки в данных (28а) измерения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ передачи данных по сети (24) передачи данных с пакетной коммутацией между синхронизированными по времени модулями (22а, 22b) связи, причем способ содержит этапы, на которых:
принимают синхронные TDM-данные (28а) (данные, мультиплексированные с разделением по времени) в первом модуле (22а) связи;
генерируют, посредством первого модуля (22а), временную метку (34), указывающую время приема этих синхронных TDM-данных (28а) в первом модуле;
передают, в пакете (26) данных, принятые синхронные TDM-данные (28а) второму модулю (22b) связи через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией;
выводят, посредством второго модуля (22b), переданные синхронные TDM-данные (30а) во время (t_O) вывода данных, определяемое посредством прибавления предварительно определенного времени (Δt_D) задержки к временной метке (34), при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых:
вычисляют, посредством второго модуля (22b) связи, время (Δt_T) передачи, основываясь на разности между временем приема пакета, для пакета (26) данных, во втором модуле (22b) и временной меткой (34);
вычисляют время (Δt_W) ожидания как разность между предварительно определенным временем (Δt_D) задержки и временем (Δt_T) передачи;
задерживают вывод переданных синхронных TDM-данных (30а) на время (Δt_W) ожидания.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
передают временную метку (34) в пакете (26) данных второму модулю (22b); или
определяют, посредством первого модуля (22а), время (t_O) вывода данных, и передают это время (t_O) вывода данных в пакете (26) данных второму модулю (22b).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором модули (22а, 22b) связи представляют собой узлы сети связи электроэнергетической системы, в котором синхронные TDM-данные (28а) включают в себя данные измерения, и в котором предварительно определенное время (Δt_D) задержки меньше чем 10 мс, дополнительно содержащий этап, на котором:
предоставляют, посредством второго модуля (22b) связи, переданные синхронные TDM-данные (30а) в реле (18b) дифференциальной защиты линии, сконфигурированное таким образом, чтобы защищать линию (12) электропередачи в энергетической системе.

4. Способ по п. 3, в котором линия связи (40) для синхронных TDM-данных (28а), включающая в себя эти два модуля (22а, 22b) связи и сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией, имеет точность времени задержки связи, более высокую, чем 80 мкс, приходящихся на одно направление.

5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором:
сохраняют переданные синхронные TDM-данные (30а) в буфере (38b) флуктуации, относящемся ко второму модулю (22b) связи, в течение времени (Δt_W) ожидания.

6. Способ по одному из пп. 1, 2 или 4, дополнительно содержащий этапы, на которых:
синхронизируют первые часы (36а), относящиеся к первому модулю (22а) связи, с главными часами (50), причем первые часы (36а) используются для проставления временной метки в синхронных TDM-данных (28а);
синхронизируют вторые часы (36b), относящиеся ко второму модулю (22b) связи, с главными часами (50),
при этом первые часы (36а) и вторые часы (36b) синхронизируются с главными часами (50) через сеть (24) передачи данных с пакетной коммутацией.

7. Способ по п. 6, в котором в качестве главных часов действуют одни часы из числа: первых часов (36а) или вторых часов (36b).

8. Способ по п. 6, в котором для синхронизации используется протокол точного времени (РТР-протокол), соответствующий протоколу синхронизации по времени и частоте, соответствующему стандарту IEEE 1588v2 (Стандарту 1588, версии 2, Института инженеров по электротехнике и электронике (США)).

9. Способ по п. 7, в котором для синхронизации используется протокол точного времени (РТР-протокол), соответствующий протоколу синхронизации по времени и частоте, соответствующему стандарту IEEE 1588v2 (Стандарту 1588, версии 2, Института инженеров по электротехнике и электронике (США)).

10. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранится компьютерная программа для передачи данных, по сети (24) передачи данных с пакетной коммутацией, между синхронизированными по времени модулями (22а, 22b) связи, каковая программа, при ее исполнении процессором в модуле (22b) связи адресата данных, приспособленном для того, чтобы осуществлять обмен пакетами данных с модулем (22а) связи источника данных по сети (24) передачи данных с пакетной коммутацией, заставляет модуль (22b) связи адресата данных выполнять этап, на котором:
- выводят, во время (t_O) вывода данных, синхронные TDM-данные (30а), переданные в пакете (26) данных от модуля (22а) источника данных, при этом время (t_O) вывода данных определяется посредством прибавления предварительно определенного времени (Δt_O) задержки к временной метке (34), сгенерированной модулем (22а) источника данных и указывающей время приема синхронных TDM-данных (28а) в модуле (22а) источника данных;
- вычисляют, посредством второго модуля (22b) связи, время (Δt_T) передачи, основываясь на разности между временем приема пакета, для пакета (26) данных, во втором модуле (22b) и временной меткой (34);
- вычисляют время (Δt_W) ожидания как разность между предварительно определенным временем (Δt_D) задержки и временем (Δt_T) передачи;
- задерживают вывод переданных синхронных TDM-данных (30а) на время (Δt_W) ожидания.

11. Модуль (22b) связи адресата данных, приспособленный для того, чтобы осуществлять обмен пакетами данных с модулем (22а) связи источника данных по сети (24) передачи данных с пакетной коммутацией, причем эти модули связи синхронизированы по времени, отличающийся тем, что этот модуль (22b) адресата данных сконфигурирован таким образом, чтобы
выводить, во время (t_O) вывода данных, синхронные TDM-данные (30а), переданные в пакете (26) данных от модуля (22а) источника данных, при этом время (t_O) вывода данных определяется посредством прибавления предварительно определенного времени (Δt_D) задержки к временной метке (34), сгенерированной модулем (22а) источника данных и указывающей время приема синхронных TDM-данных (28а) в модуле (22а) источника данных;
вычислять, посредством второго модуля (22b) связи, время (Δt_T) передачи, основываясь на разности между временем приема пакета, для пакета (26) данных, во втором модуле (22b) и временной меткой (34);
вычислять время (Δt_W) ожидания как разность между предварительно определенным временем (Δt_D) задержки и временем (Δt_T) передачи;
задерживать вывод переданных синхронных TDM-данных (30а) на время (Δt_W) ожидания.

12. Модуль (22b) связи адресата данных по п. 11, причем модули (22а, 22b) связи представляют собой узлы сети связи электроэнергетической системы, причем синхронные TDM-данные (28а) включают в себя данные непрерывного измерения, и причем предварительно определенное время (Δt_D) задержки меньше, чем 10 мс, отличающийся тем, что этот модуль (22b) связи адресата данных сконфигурирован таким образом, чтобы:
предоставлять переданные синхронные TDM-данные (30а) в реле (18b) дифференциальной защиты линии, сконфигурированное таким образом, чтобы защищать линию (12) электропередачи в энергетической системе.

13. Система (32) связи для электроэнергетической системы (10),
в которой эта система (32) связи содержит первый модуль (22а) связи и второй модуль (22b) связи;
в которой эта система (32) связи приспособлена для исполнения способа, соответствующего одному из пп. 1-9.