現(xiàn)場測試技術(shù)在智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

孫莉娜

（遼寧機電職業(yè)技術(shù)學院，遼寧丹東118009）

智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)已成為電網(wǎng)的重要組成部分，其穩(wěn)定、安全的運行是人們正常生產(chǎn)生活的保障。因此，在智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場測試技術(shù)就顯得尤為重要。

1 智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的特點

智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)以三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了保護裝置采樣與跳閘信息輸出。與原有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相比，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)具有以下四個特點：

（1）在安裝方面，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)通常以單星組網(wǎng)，其靈活性較差，安裝并不方便。而智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)利用雙星或者環(huán)網(wǎng)進行組網(wǎng)，以更加靈活便捷的安裝方式克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)安裝上的弊端；

（2）在設(shè)備方面，原有數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是使用民用級交換機，在很多方面都較為復雜與麻煩。智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，由原有民用級交換機改為了工業(yè)以太網(wǎng)交換機，以更高等級的材料，無風扇設(shè)計等優(yōu)勢打破了原有安裝上的弊端；

（3）在數(shù)據(jù)方面，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)能夠更穩(wěn)定地實現(xiàn)連接與傳輸，信息的傳輸與存儲量大，更好地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信，這是原有的數(shù)據(jù)通信所不能比擬的；

（4）在對環(huán)境的要求上，有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)對于環(huán)境的要求高，溫度、濕度、灰塵、電磁環(huán)境等都會影響到工作的效果。而智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)能夠更好的適應(yīng)環(huán)境要求，在較為惡略的環(huán)境也能較好地工作。

2 智能變電站交換機的現(xiàn)場測試

智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)具有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)所不具備的特點，已被廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)場測試技術(shù)是智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)正常工作的保證，智能變電站交換機的現(xiàn)場測試，便是其現(xiàn)場測試技術(shù)之一，圖1為測試使用的測試儀及端口。

圖1 測試儀及端口

2.1 交換機的功能測試項目

交換機的功能測試往往要涉及到多方面的內(nèi)容：（1）端口鏡像功能的測試需要將報文復制到端口，用端口a、c進行雙向鏡像，測試儀端口與端口相連接，以20 Mbit／s的速率進行報文的互發(fā)，端口c獲得a、b端口所發(fā)的報文必須準確［1］。（2）VLAN劃分功能是傳統(tǒng)通信安全問題與全網(wǎng)廣播問題的重要突破，為更準確地進行描述，在下文VLAN范圍、數(shù)量中來進行介紹。（3）報文優(yōu)先級QoS功能的檢測，交換機向端口a、b發(fā)送兩條優(yōu)先級不同的IEEE 802.1Q以80Mb it／s的速率傳輸?shù)絚端口，以此來進行延時及丟包率的監(jiān)測，并且確保高優(yōu)先級無丟包，且延時較小。（4）VLAN間報文隔離功能的監(jiān)測要將不同VLAN的a、b端口配置交換機，測試儀端口1、2與a、b互發(fā)報文，并查看是否互發(fā)成功。然后再將相同VLAN的c、d端口以上述同樣方法和測試儀端口3、4進行報文的互發(fā)，并查看是否互發(fā)成功。對于兩次的測試結(jié)果，相同VLAN報文被轉(zhuǎn)發(fā)，而不同VLAN報文被隔離才能滿足測試的要求。（5）安全功能的檢查，安全功能的檢查分為硬件檢查與軟件檢查，硬件方面要進行各模塊與各端口的檢查，并且使用無風扇散熱，軟件方面要有權(quán)限，對無漏洞的防火墻和數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)進行管理、修改等。（6）告警功能，將端口連接的設(shè)備進行重啟、中斷等特殊操作，來進行交換機告警功能是否正常監(jiān)測。（7）IEC61588的功能檢測，該檢測主要是觀察其版本與實際鐘源的相同性，交換機點到點透明時鐘精確度在100 ns內(nèi)。

2.2 交換機的性能測試項目

交換機性能測試的項目包括：（1）雙向線速轉(zhuǎn)發(fā)能力測試，測試儀端口連接交換機的所有端口，并分別使用不同RFC 2544標準字節(jié)長度進行雙向的測試，速率為線速各項測試30 s，確保雙向均能夠達到線速，并且要求沒有丟包和亂序幀。（2）雙向轉(zhuǎn)發(fā)時延的測試，因固有時延小于10μs，對于轉(zhuǎn)發(fā)，這里不再討論，同樣將測試儀的端口連接所有端口，使用不同RFC 2544標準字節(jié)長度雙向測試，速率為線速各項測試30 s，保證延時最大值小于50 ms。（3）雙向丟包率的測試，采用上述方式連接與測試，丟包率要保證為零。（4）MAC地址表容量測試，由端口2發(fā)送地址學習幀，測試端口1發(fā)送到端口2的測試流量的所有MAC地址，在所有地址正確學習的基礎(chǔ)上，改變端口2地址數(shù)目，進行最大MAC地址容量搜索。發(fā)送速率為端口50%的速率，并選擇多個不同端口驗證，保證MAC地址表的容量大于4K。（5）對于最大廣播包轉(zhuǎn)發(fā)速率測試，將測試儀端口與交換機的所有端口連接，并設(shè)置端口1作為廣播測試幀源端口，其他端口用于接收，要求在100端口速率時達到線速。把廣播包設(shè)置成抑制狀態(tài)，轉(zhuǎn)發(fā)的速率應(yīng)是相應(yīng)設(shè)置的抑制值。（6）Frame Error Filter的測試，同樣將測試儀端口連接到交換機的所有端口，然后進行RFC2889定義下的多種異常數(shù)據(jù)包的發(fā)送，交換機要做到全部非法數(shù)據(jù)包的丟棄［2］。（7）組播轉(zhuǎn)發(fā)性能的測試，依舊做好上面多次敘述到的連接方式，并設(shè)置端口1作為仿真組播源端口，發(fā)送線速組播報文至交換機，查看作為接受端口的其它端口是否能夠收到該報文，然后測試64，512和1518B幀長，時間為30 s的100組組播，應(yīng)做到報文由線速轉(zhuǎn)發(fā)并且被所有VLAN端口所接受。（8）VLAN數(shù)量和范圍測試，將交換機的管理口與PC工作站進行連接，并建立VLAN ID最大、最小值，比如最大值為1，最小值為4094，保存、重啟交換機，保證VLAN ID數(shù)量不小于4K。（9）RSTP收斂時間測試，將端口1、端口2、端口3分別作為測試流量發(fā)送端口、到交換機的較短路徑與到交換機的較長路徑，通過端口1發(fā)送測試流量，由于端口2、3的路徑不等，所以只有端口2可以接受到測試流量，斷開端口2使測試流量從端口3轉(zhuǎn)發(fā)，并保證收斂時間不大于50 ms。

3 智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場測試

3.1 智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的基本性能測試

通信網(wǎng)絡(luò)基本性能的測試主要包括①光纖、超五類網(wǎng)線的物理鏈路和圖實一致性；②光功率裕度檢查；③光纖、超五類網(wǎng)線安裝工藝檢查。對于第一點，以設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)，通過光時域反射儀繪制的OTDR曲線，來進行光纖長度、通道衰耗、熔接點連接質(zhì)量等鏈路狀態(tài)的檢查。對于第二點，使用光功率計、衰耗器對所有光纖接受及發(fā)送功率、設(shè)備靈敏接受功率進行檢查，光功率裕度應(yīng)小于5 dB。最后一點，測試人員還要熟知規(guī)范，并進行光纖、超五類網(wǎng)線安裝工藝檢查。

3.2 智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能測試

在交換機組網(wǎng)完成后，根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)整體測試平臺，進行網(wǎng)絡(luò)性能和故障恢復能力的測試。

①網(wǎng)絡(luò)突出量的測試，要根據(jù)RFC2544建議，進行幀長為128、256、512、1024、1280與1518B數(shù)據(jù)包的吞吐量測試［3］。②網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的測試同交換機的延時測試類似，從A向B發(fā)送100個相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，記錄通過B點的傳輸時間及分布。③網(wǎng)絡(luò)丟包率測試，類似于交換機丟包率的測試，分別100%、90%、80%的線速，進行數(shù)據(jù)包雙向發(fā)送30 s，并重復3此，取丟包率的平均值。④VLAN間報文隔離功能測試，同樣采用類似于交換機VLAN間報文隔離功能的測試，來保證相同VLAN報文轉(zhuǎn)發(fā)，不同VLAN報文隔離。⑤故障倒換時間測試，發(fā)送1000幀每秒的速率來進行單項測試，然后關(guān)閉一條鏈路等待期恢復，最后結(jié)束測試流量的發(fā)送，計算倒換時間并控制在50 ms內(nèi)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場測試技術(shù)的應(yīng)用包含多個方面。無論是交換機的現(xiàn)場測試，還是通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場測試，都有著嚴格的測試項目和要求。通過這些方面的測試，才能使智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定與安全得到保障，更好地為人們服務(wù)。

［1］ 林國新，唐志軍，朱維鈞，等.智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場測試［J］.電力與電工，2012，32（2）：29-32.

［2］ 張小飛，李佩娟，王潔松，等.智能變電站網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及測試技術(shù)探究［J］.江蘇電機工程，2012，31（4）：34-38.

［3］ 胡長金.智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)可靠性研究［J］.電力系統(tǒng)，2011，30（17）：32-34.