[发明专利]5G网络切片在智慧能源领域的配电自动化系统通信方法

说明书

本发明公开了5G网络切片在智慧能源领域的配电自动化系统通信方法；配电DTU通过5G通信模组与相应的基站无线连接，通过5G通信模组将与所述配电DTU对应，且将进行空口数据打包后的5G应用报文发送给基站，进行二层报文组播。本发明在现有配电DTU中新添加5G通信模组后通信报文的组织形式，针对现用配电DTU结合5G CPE进行改造以实现和新型配电DTU相同功能进行改造，通过UPF网元和企业交换机之间的互联后报文的转换，而且能够实现同一UPF下各配电DTU之间的二层报文组播，以及不同UPF下各配电DTU之间的二层报文组播。

技术领域

本发明涉及配电自动化系统通信技术领域，特别涉及5G网络切片在智慧能源领域的配电自动化系统通信方法。

背景技术

在现有技术中，IEC61850 GOOSE和SV协议是电力场景常用的协议，是基于二层组播方式进行通信。不同组播组不仅组播MAC相互有区别，同时也携带不同的VLAN。

在运营商公网环境下，现有的配电终端之间采用GOOSE OVER UDP/IP协议进行组播，该组网方式下存在配置过于复杂、报文开销大且时延高等问题，现有技术具体如下：

如图1和图2所示，现有的配电DTU中，电气感知模块感知到线路中电流电压等电气参数变化后通过模数转换模块将模拟数据转换成数字数据，GOOSE报文是对上述数字数据的组合编码，然后将数据封装成以太网数据帧，最后通过物理层网卡将数据以bit流的形式发送到5G CPE。

而5G CPE收到DTU传过来的报文后，将整个报文作为5G CPE和基站之间通信的应用层数据进行空口数据打包发送给基站，这样从数据打包的层次上分析，配电DTU应用层报文GOOSE经过了5层打包，同理接收数据也要经过5层解封装后才能被配电DTU识别。

因此，如何引用5G LAN技术基于运营商公网环境下实现电力设备间二层组播通信成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供5G网络切片在智慧能源领域的配电自动化系统通信方法，实现的目的是引用5G LAN技术基于运营商公网环境下实现电力设备间二层组播通信。

为实现上述目的，本发明公开了5G网络切片在智慧能源领域的配电自动化系统通信方法；配电DTU通过5G通信模组与相应的基站无线连接，通过所述5G通信模组将与所述配电DTU对应，且将进行5G空口数据打包后的5G应用报文发送给基站，进行二层报文组播；

所述5G应用报文包括GOOSE、SDAP、PDAP、RLC和MAC封装。

优选的，同一UPF网元下的两个所述配电DTU之间的所述二层报文组播过程如下：

步骤D1、一个新型配电DTU感知到配电线路的变化或者周期采样后进行消息组装生产所述GOOSE报文后，所述5G通信模组按照5G空口协议进行所述SDAP、所述PDAP、所述RLC和所述MAC封装形成所述5G应用报文然后通过所述5G通信模组发送到所述基站；

步骤D2、相应的所述基站按照空口协议解析出所述5G应用报文的所述GOOSE报文后按照相应的所述基站和相应的UPF网元间定义的3GPP定义的N3接口封装后形成网络传输的数据帧发到所述UPF网元；

步骤D3、另一个所述基站按照相应的所述基站和相应的所述UPF网元间定义的N3接口获得所述网络传输的所述数据帧后，解析获得所述GOOSE报文，再按照空口协议进行SDAP、PDAP、RLC和MAC封装后形成所述5G应用报文后通过所述5G通信模组发送到相应的另一个所述配电DTU；

步骤D4、另一个所述配电DTU按照空口协议解析所述5G应用报文后得到所述GOOSE报文。

优选的，不同UPF网元下的两个所述配电DTU之间的二层报文组播过程如下：