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中芯数通成功验证TSN“一网承载”跨安全大区多业务应用

来源: 作者: 发布时间: 2025-06-17 0 次浏览
从实验室到变电站,从标准符合到场景验证,中芯数通用硬核实力诠释"中国智造"。随着国产化产品在电力通信场景的深度应用,我们将持续深耕电力通信领域,为构建安全可控的新型电力系统注入更强动能!

为积极响应关于加快规划建设新型能源体系的重要部署,实现主配电网有效协同,提升电力资源配置效率和系统安全运行水平,中芯数通积极参与2025年能源网络通信创新应用大会案例征集,与国网山西省电力公司晋城信息通信公司共同申报创新案例“全国产化TSN工业以太网技术在配网自动化通信网络中的创新应用”。

为验证TSN(时间敏感网络)工业以太网技术在配网自动化系统通信网络中一网承载跨安全大区多业务的场景应用,双方于2025年3月3日开展实施了中芯数通ZJIES3000D-GC和ZJIES6028M-GC工业交换机设备挂网试点工作。具体部署情况见下:

国网山西省电力公司晋城供电公司在110kv-10kv线路通信网络上部署TSN工业以太网交换机:在一个110KV变电站部署1台ZJIES6028M-GC设备,在一个10KV开闭所部署1台ZJIES3000D-GC设备,在3个环网柜共部署3台ZJIES3000D-GC设备,共5台试验设备进行组网,承载配网调度光纤差动线路保护、配网自动化三遥、软交换电话、MIS内网四类业务

图1 挂网测试组网拓扑示意图


应用部署


在一个110KV变电站部署ZJIES6028M-GC,连接配网调度自动化主站、光纤差动保护、MIS内网,构建与10kv开闭所内ZJIES3000D-GC的TSN网络。

图2 110KV变电站部署现场图

在一个10KV开闭所部署1台ZJIES3000D-GC,连接光纤差动保护、MIS内网、IAD、IP电话,构建与110KV变电站内ZJIES6028M-GC的TSN网络,与环网柜内ZJIES3000D-GC共同构建基于TSN网络及Rstp环网。

图3 10KV开闭所部署现场图

在三个环网柜分别各部署1台ZJIES3000D-GC,连接柜内DTU,环网柜内ZJIES3000D-GC手拉手,与开闭所内ZJIES3000D-GC共同构建基于TSN网络及Rstp环网。

图4 环网柜部署现场图


测试结论


截至2025年5月23日17时挂网测试截止,所承载业务无异常,TSN网络稳定性测试通过。共通过六项测试:

业务承载测试:TSN网络中线路保护装置正常通信、配网自动化三遥业务正常通信、IP电话可正常使用、可正常访问MIS内网。

左图 TSN网络中线路保护装置正常通信 

右图 TSN网络中配网自动化三遥业务正常通信


左图 TSN网络中IP电话可正常使用 

右图 TSN网络中可正常访问MIS内网


▶ TDM硬通道隔离测试:当开启TSN时,在对应端口上抓包,关键业务数据被严格限定在预设的周期时隙窗口传输,在固定的时间转发固定的数据业务包。

左图 TSN功能关闭,交换机端口数据抓包 

右图 TSN功能开启,交换机端口数据抓包


 确定性转发测试:开启TSN时,设备通过TSN机制为光纤差动保护、三遥业务预留确定性带宽,业务报文可稳定捕获且通信状态正常,物理层隔离有效避免带宽竞争。

TSN功能关闭与开启出端口流量对比

左侧为关闭,右侧为开启

(三遥业务)

TSN功能关闭与开启出端口流量对比

左侧为关闭,右侧为开启

(光纤差动保护业务)

左图 TSN关闭,光纤差动保护业务通信中断 

右图 TSN开启,光纤差动保护业务通信正常不丢帧


环网冗余测试:单点故障(任意光纤断开)切换时间≤10ms,超规满足国标ERPS/G.8032及DL/T 1241-2024第7.2.3条(≤50ms)要求,关键性能指标达成率突破行业基准。

光纤断开时ping包恢复时间

光纤插回时ping包恢复时间

光纤断开时ping包恢复时间

光纤插回时ping包恢复时间

带业务网络性能测试:各业务节点业务流量正常转发,无丢包错包。

时延和时延抖动

丢包率

挂网稳定性测试:配网调度光纤差动线路保护、配网自动化三遥、软交换电话、MIS内网四类业务在挂网测试期间稳定、正常。

左图 TSN网络中线路保护装置稳定正常通信 

右图 TSN网络中配网自动化三遥业务稳定正常通信

左图 TSN网络中IP电话可稳定正常使用 

右图 TSN网络中可稳定正常访问MIS内网


测试报告


现网业务于2025年3月3日17时起开始长期业务挂网测试,截至2025年5月23日17时,所承载业务无异常,TSN网络稳定性测试通过

测试报告

本次测试首次验证了TSN技术在国家电网配网自动化通信网络中的创新应用,实现了国网“一网承载”跨安全大区多业务的目标。TSN网络的硬通道隔离、确定性转发、低延时、高可靠性等特性得到了充分验证,满足了配网自动化系统对通信网络的高隔离、大带宽、低延时、端到端确定性转发的要求。

典型案例

在刚结束的2025能源网络通信创新应用大会中,中芯数通与国网山西省电力公司电力调度控制中心合作共同将本项目申报“全国产化TSN工业以太网技术在配网自动化通信网络中的创新应用”,本案例参与大会组委会推广案例评选,并荣获“典型案例”嘉奖。


从实验室到变电站,从标准符合到场景验证,中芯数通用硬核实力诠释"中国智造"。随着国产化产品在电力通信场景的深度应用,我们将持续深耕电力通信领域,为构建安全可控的新型电力系统注入更强动能!