王海柱，蔡澤祥，張延旭，邵向潮，李一泉，竹之涵

（1.華南理工大學(xué) 電力學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣東省電力調(diào)度中心，廣東 廣州 510600；3.廣州思唯奇計算機科技有限公司，廣東 廣州 510665）

0 引言

智能變電站將數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸和應(yīng)用分離，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化傳輸與信息共享，構(gòu)建了智能電網(wǎng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息平臺。信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸使得網(wǎng)絡(luò)信息流成為了繼電保護、監(jiān)控等應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)的載體，其實時性、可靠性[1-2]直接決定了電力系統(tǒng)保護控制決策的有效性。由于對通信網(wǎng)絡(luò)的可依賴性存在不確定因素，目前智能變電站保護控制系統(tǒng)在很大程度上仍沿用傳統(tǒng)的設(shè)計思路，如繼電保護仍采用“直采直跳”模式，以保證電網(wǎng)第一道防線的安全可靠。因此，通信網(wǎng)絡(luò)信息流的實時性、可靠性已成為智能變電站提升保護控制系統(tǒng)性能的瓶頸。

交換機作為通信網(wǎng)絡(luò)的核心是信息流處理與轉(zhuǎn)發(fā)的樞紐，是影響信息流實時性與可靠性的關(guān)鍵因素[3]。目前，智能變電站中采用的是從通信領(lǐng)域中引入的通用交換技術(shù)，采用優(yōu)先級排隊機制、VLAN以及最短路徑消耗的生成樹協(xié)議等分配傳輸路徑，其基本原理是各類業(yè)務(wù)信息流的“公平競爭”、交換過程的“盡力而為”[4-6]。然而，智能變電站各類業(yè)務(wù)的信息流具有其明顯的特征，其實時性、可靠性的要求也有很大差異，在這種“盡力而為”的通用交換技術(shù)原理下，對于繼電保護等業(yè)務(wù)信息流的實時性和可靠性的較高要求是否能得到充分響應(yīng)是個值得關(guān)注的問題。

本文結(jié)合智能變電站各類業(yè)務(wù)信息流的特點，提出了面向其信息流實時性與可靠性特定要求的定質(zhì)交換（Custom Switching）[7-9]概念。 所謂定質(zhì)交換，是指通過多協(xié)議標簽交換MPLS（Multiple Protocol Label Switching）[10]技術(shù)實現(xiàn)信息流的類型識別，通過確定隊列調(diào)度和動態(tài)緩存分配實現(xiàn)信息流的傳輸資源配置，通過多路選擇的傳輸路徑實現(xiàn)信息流最優(yōu)路徑選擇，從而保證智能變電站各類業(yè)務(wù)信息流實時性、可靠性的差異化需求，提升智能變電站保護控制系統(tǒng)的性能與可靠性。

本文分析了智能變電站不同類型信息流的實時性、可靠性要求，揭示了當(dāng)前通用交換技術(shù)存在的問題，并從智能變電站信息流的實時性和可靠性出發(fā)，從基于多級子隊列的確定性隊列調(diào)度、動態(tài)緩存分配以及多路報文傳輸路徑[11-13]3個方面給出了定質(zhì)交換技術(shù)的實現(xiàn)方法，并通過在OPNET中構(gòu)建定質(zhì)交換模型，結(jié)合實際智能變電站算例，定量分析了定質(zhì)交換的可行性及其對提升智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性的作用。

1 智能變電站信息流性能要求分析

在信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸環(huán)境下，智能變電站各項業(yè)務(wù)功能的實現(xiàn)以信息流為載體，電壓、電流采樣值（SV）體現(xiàn)為SV信息流，開關(guān)位置信息、跳閘信號、閉鎖信號等體現(xiàn)為GOOSE信息流，繼電保護定值召喚、修改等體現(xiàn)為MMS信息流等。因此，信息流的實時性、可靠性直接影響著各業(yè)務(wù)功能的實現(xiàn)。根據(jù)信息流實現(xiàn)的功能不同、性能要求不同，可以將其分為7類，如表1所示。表中，P1指應(yīng)用于配電線間隔或其他要求較低間隔的信息流；P2指應(yīng)用于輸電線間隔或用戶未另外規(guī)定地方的信息流；P3指用于輸電線間隔，應(yīng)具備滿足同步和斷路器分合時間差最好性能的信息流。

表1 信息流分類Tab.1 Classification of information flow

可見，不同類型的信息流在性能要求方面有著很大的區(qū)別，但是目前應(yīng)用于智能變電站的通用交換技術(shù)并沒有充分地將不同類型的信息流進行區(qū)分，可能因網(wǎng)絡(luò)擁塞而造成關(guān)鍵信息流超時或丟失。

2 智能變電站通用交換技術(shù)存在的問題

信息流的實時性和可靠性體現(xiàn)為傳輸延時應(yīng)保證在所要求的時間范圍內(nèi)，且不發(fā)生丟包或發(fā)生丟包時重傳。目前，智能變電站普遍采用的通用交換技術(shù)對不同類型信息流提供的服務(wù)差異性不強，難以在網(wǎng)絡(luò)擁塞、廣播風(fēng)暴等惡劣情況下保證關(guān)鍵信息流的實時性和可靠性，造成傳輸延時抖動和丟包等問題[14-15]，這也是繼電保護等應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸缺乏信賴的根本原因。

本文基于OPNET仿真平臺，建立了智能變電站信息流網(wǎng)絡(luò)傳輸全過程的仿真模型，包括信息流通信規(guī)約IEC61850、交換設(shè)備及其調(diào)度策略、保護監(jiān)控設(shè)備IED等，并以實際智能變電站為背景，分析了通用交換技術(shù)及其對智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)實時性、可靠性的影響。

2.1 隊列資源競爭引發(fā)時延抖動

其中，ηj為光纖鏈路j的傳輸時延，信息流在光纖中的傳輸速度為光速的2/3，因此光纖傳輸時延由光纖長度決定；γi為交換機i的交換時延，即協(xié)議解析、地址表查找等消耗的時間，與交換芯片處理能力相關(guān)，一般不超過10 μs；βi為交換機i的報文轉(zhuǎn)發(fā)時延，數(shù)值上等于幀長與交換機存儲轉(zhuǎn)發(fā)速率的比值；αi為交換機i的排隊時延，指報文在交換機隊列內(nèi)排隊等候處理的時間。對于αi，有：

其中，lk為隊列中位于報文k前等候處理的報文長度；v為報文轉(zhuǎn)發(fā)速率。

若報文k的傳輸路徑由m個交換機和n條鏈路構(gòu)成，則傳輸時延t為：

其中，l′k和 l″k分別為交換機 i前、后 2 次傳輸報文 k時在隊列中優(yōu)先于報文k等待處理的其他報文長度。

通用交換技術(shù)采用基于優(yōu)先級的端口服務(wù)單隊列調(diào)度策略，即通過識別報文優(yōu)先級并為高優(yōu)先級報文提供優(yōu)先服務(wù)的方式，盡可能保證其服務(wù)質(zhì)量。由式（3）可知，若某時刻某端口中優(yōu)先級與關(guān)鍵報文k相同或更高的擾動報文h由于某種原因流量增加，占用了更多的隊列資源，則關(guān)鍵報文k的時延也會相應(yīng)增加，從而產(chǎn)生時延抖動。

下面根據(jù)擾動報文h流量增加的方式不同，設(shè)置了3種排隊時延抖動仿真場景?；贠PNET的仿真拓撲如圖1所示。圖1中，設(shè)備D1發(fā)送報文k，D2發(fā)送報文h，D3為報文接收裝置，仿真結(jié)果如圖2所示，圖中只顯示了排隊時延抖動情況。

可見，對于一個確定的網(wǎng)絡(luò)，除了交換機排隊時延受網(wǎng)絡(luò)信息流實時流量影響之外，其他3類時延均相對固定。則報文k的傳輸時延抖動Δt為：

圖1 OPNET仿真拓撲Fig.1 Simulation topology of OPNET

圖2 報文排隊的時延抖動Fig.2 Delay jitter of packet queuing

場景1：由于某種原因端口中增加了一路優(yōu)先級與關(guān)鍵報文 k（長度為 200 Byte，發(fā)送頻率為4 000 p/s，即每秒4000個數(shù)據(jù)包）相同的擾動報文h（長度為 200 Byte，發(fā)送頻率為 8 000 p /s），呈周期性且幅度不大。由圖2（b）可見，報文k的排隊時延從 16 μs增加到最高為 32 μs，增加幅度較小，對報文的實時性影響不大。

場景2：通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)間歇性擾動源（如錯誤報文、網(wǎng)絡(luò)攻擊的偽裝報文等）突發(fā)與關(guān)鍵報文k優(yōu)先級相同的報文h，長度為2 000 Byte，短時間內(nèi)突發(fā)100幀。如圖2（c）所示，關(guān)鍵報文k的排隊時延由原來的0.016 ms劇增至2.016 ms。若以時延小于3 ms作為實時性要求，則僅排隊時延就占用了時延裕度的70%左右，對實時性的影響較大。

場景3：網(wǎng)絡(luò)故障（如廣播風(fēng)暴等）引發(fā)大量無用報文在端口隊列中不斷積壓。如圖2（d）所示，報文k的時延線性增長，約在8 ms時，僅排隊時延就已超過3 ms的實時性要求。

通過以上3個場景的仿真可知，通用交換技術(shù)無法在報文h流量突然劇增的情況下仍能保證報文k的實時性，原因主要有以下3點：

a.端口識別報文優(yōu)先級，卻無法區(qū)分報文的類型（SV、GOOSE或MMS）和業(yè)務(wù)內(nèi)涵（保護或測控）；

b.由于報文分類（SV/GOOSE/MMS）粒度過粗和缺乏對報文的識別能力，只能根據(jù)優(yōu)先級高低調(diào)度報文，無法根據(jù)實時性能要求對各類報文精細調(diào)配傳輸資源，對報文進行分層調(diào)度；

c.對流經(jīng)端口的報文欠缺解析能力，無法識別、排除和控制錯誤報文、突發(fā)報文等擾動報文。

因此，關(guān)鍵報文k的傳輸時延難以確保。

2.2 緩存不足引發(fā)丟包

設(shè)交換機的緩存大小為L，被端口隊列報文占用的緩存大小為Lused，則可用的緩存大小為：

其中，lg為端口g的隊列緩存區(qū)中的報文長度；N為端口數(shù)量。

采用通用交換技術(shù)情況下，關(guān)鍵報文k進入端口隊列和其他端口隊列報文共享交換機緩存。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞、故障或者擾動源時，緩存區(qū)被其他報文占用，報文k將因緩存不足而被丟棄。

智能變電站交換機緩存區(qū)被占用而發(fā)生丟包的典型場景如圖3所示。IED通過間隔交換機switch1的級聯(lián)端口與本間隔IED交互信息，經(jīng)中心交換機switch0的匯聚端口與跨間隔IED互通。若switch1某一級聯(lián)端口出現(xiàn)擾動報文d，則報文d通過占用公共緩存區(qū)造成級聯(lián)端口和匯聚端口報文的丟失。

圖3 擾動報文占用緩存區(qū)示意圖Fig.3 Schematic diagram of buffer occupation by disturbing messages

利用OPNET仿真由于交換機緩存不足引發(fā)的丟包場景。設(shè)交換機處理速率為10 Mbit/s，內(nèi)存大小為 2 Mbit；報文 k長度為 300 Byte，發(fā)送頻率為4 000 p/s。如圖4所示，在50 s時刻，所設(shè)擾動源開始發(fā)送長度為1 000 Byte、發(fā)送頻率為330 p/s的高優(yōu)先級報文h，可見，報文k丟包數(shù)為100 p/s；在150 s時刻，報文h的發(fā)送頻率增加為1 500 p/s，導(dǎo)致報文k全部丟失。

圖4 緩存不足引起的丟包Fig.4 Packet loss caused by cache insufficiency

報文k丟失的原因如下：

a.共享緩存區(qū)的劃分方式存在“一榮俱榮，一損俱損”的弊端，級聯(lián)端口的擾動報文將影響范圍擴大到匯聚端口；

b.由于缺乏報文識別能力，端口無法控制和排除擾動報文，擾動報文會造成緩存占用，導(dǎo)致繼電保護等重要應(yīng)用的報文因為緩存被擠占而丟失。

2.3 單一路徑引發(fā)的時延與丟包

在通用交換技術(shù)下，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)一般采用星形結(jié)構(gòu)配合簡單生成樹協(xié)議（STP），選擇最短路徑消耗的路徑為唯一傳輸路徑，如圖5所示。

圖5 星形結(jié)構(gòu)的單一傳輸路徑Fig.5 Mono transfer path of star topology

但是，單一傳輸路徑的可靠性存在不足：若中心交換機A故障或者交換機A和B間鏈路斷開，線路保護發(fā)出的跳閘報文將無法順利傳輸?shù)讲僮飨?，造成斷路器的拒動；若交換機A、B間因流量突增出現(xiàn)擾動，造成時延增加或丟包，嚴重時也會使得斷路器無法及時跳開，進而造成故障范圍擴大。

3 定質(zhì)交換的實現(xiàn)方法與建模

定質(zhì)交換技術(shù)能夠從智能變電站信息流的實時性和可靠性需求出發(fā)，為各類信息流合理分配有限的隊列資源，制定最佳的傳輸路徑，確保重要信息流的及時性且不丟失，進而保證智能變電站各類業(yè)務(wù)功能的有效性。

3.1 基于MPLS標簽的多級子隊列分層調(diào)度

本文通過基于信息流分類標記以及多級子隊列映射與資源分配來實現(xiàn)交換機對于報文的分層調(diào)度。

首先，根據(jù)信息流的類型不同引入MPLS，在每條報文中增加32 bit的信息流標簽對其進行標記以實現(xiàn)信息流的分類識別；然后，建立多級子隊列的映射與資源分配。具體如下：

a.將交換機端口一級隊列分裂成具有不等深度和發(fā)送速率等資源的子隊列；

b.根據(jù)信息流類型將報文映射至不同子隊列，1個子隊列存放1類或者以上的報文；

c.采用多核處理器的虛擬分配或者單核的時間片輪詢等方法設(shè)置各個子隊列發(fā)送單元的處理速率；

d.為每個子隊列設(shè)置隊列深度，設(shè)置方法詳見3.2節(jié)。

基于MPLS標簽的多級子隊列分層調(diào)度模型如圖6所示，其中，第1層調(diào)度區(qū)分隊列，第2層調(diào)度區(qū)分報文類型，第3層調(diào)度區(qū)分業(yè)務(wù)類型，第4層調(diào)度區(qū)分報文源頭。

圖6 基于MPLS標簽的多級子隊列分層調(diào)度模型Fig.6 Hierarchical dispatch model based on multi-layer subqueue with MPLS

以2.2節(jié)中網(wǎng)絡(luò)傳輸時延抖動為例，驗證模型的有效性。針對同級報文引起的排隊時延情況，分別標記報文h和k標簽值為1和2，相應(yīng)地，設(shè)置2個子隊列，規(guī)定優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)子隊列2的報文，子隊列2為空才轉(zhuǎn)發(fā)子隊列1的報文，優(yōu)先確保報文k的實時性。采用確定性隊列調(diào)度方案后，各場景的幀排隊時延重新恢復(fù)為如圖2（a）所示的水平曲線?？梢?，通過檢測報文標簽值，分配子隊列，能夠達到消除時延抖動的效果。

3.2 基于區(qū)域劃分的動態(tài)緩存分配

動態(tài)緩存分配能夠在交換機緩存不足時，壓縮次要報文的帶寬和緩存，提升重要報文的帶寬和緩存，同時檢測和排除異常流量，確保重要報文不會因緩存不足而引起丟包。

基于緩存區(qū)劃分的動態(tài)資源分配模型如圖7所示。

圖7 獨占區(qū)和共享區(qū)模型Fig.7 Exclusive buffer model and shared buffer model

緩存區(qū)的劃分和資源分配規(guī)則如下。

a.緩存區(qū)分為獨占區(qū)和共享區(qū)：獨占區(qū)只允許通過端口的重要報文使用，而共享區(qū)允許重要報文和次要報文共同使用。

b.獨占區(qū)容量整定原則：根據(jù)通過端口的重要報文所需容量計算獨占區(qū)容量，如式（6）所示。

其中，C為獨占區(qū)容量；fi為某一時間斷面通過端口的重要報文流量。

c.緩存區(qū)調(diào)度原則：當(dāng)發(fā)生錯誤幀、網(wǎng)絡(luò)故障等異常情況時，若獨占區(qū)緩存不足，則重要報文溢出獨占區(qū)，與次要報文競爭共享區(qū)，這時共享區(qū)需要優(yōu)先滿足重要報文。動態(tài)緩存分配的仿真場景如表2所示，拓撲如圖1所示，其中設(shè)備D1、D2和D3分別發(fā)送關(guān)鍵SV報文、關(guān)鍵GOOSE報文和次要報文。

表2 動態(tài)緩存分配的仿真場景Tab.2 Simulation scenario of dynamic buffer allocation

仿真結(jié)果如圖8所示。當(dāng)未采用動態(tài)緩存分配時，重要報文丟包率為986 p/s，次要報文丟包率為1 233 p/s；采用動態(tài)緩存分配后，設(shè)置獨占區(qū)大小為3 MByte，共享區(qū)大小為2 MByte，則重要報文丟包率為0，次要報文丟包率為3 600 p/s，有效防止了重要報文的丟失。

3.3 基于路徑消耗的多路選擇

多路選擇的報文傳輸路徑的作用在于為報文提供多種路徑選擇，緩解異常流量對報文傳輸時延抖動的影響；在鏈路中斷等網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生時，為報文傳輸提供后備路徑。

圖8 采用動態(tài)緩存分配前后的丟包對比Fig.8 Comparison of packet loss between with and without dynamic cache allocation

多傳輸路徑通過生成樹協(xié)議實現(xiàn)，步驟如下。

a.生成可能的路徑集合。

b.為每條鏈路設(shè)定權(quán)值pj。

c.根據(jù)信息流特征（如負載和信息流類型），設(shè)定每條鏈路的負載系數(shù) dj、SV/GOOSE信息流比例λj。

d.計算路徑集合中每一條路徑Wj的路徑消耗CWj（其中求和符號表示將每條報文的djpj相加）：

e.為報文分配傳輸路徑：若有指定路徑，則分配該路徑；若無指定路徑，則選擇最小路徑消耗的路徑為最優(yōu)路徑。

在OPNET上按照以上步驟編寫交換機的報文傳輸路徑協(xié)議，進行方案的有效性驗證，仿真拓撲如圖9所示。

圖9 路徑選擇的仿真拓撲Fig.9 Simulation topology of path selection

通過仿真驗證模型有效性，仿真初始化場景如表 3 所示（交換機轉(zhuǎn)發(fā)速率為 100 Mbit/s，Switch0/3表示Switch0的3號端口，其他類似）。

表3 仿真初始化場景Tab.3 Initialization of simulation scenario

實現(xiàn)多路選擇后，檢測到Switch0的2號端口與Switch2的2號端口之間的負載過重，為保證SV報文發(fā)送過程保持不阻塞和不丟包，35 s以后，交換機進行路徑轉(zhuǎn)換，報文1路徑變?yōu)镹ode0，仿真結(jié)果如圖10所示。由圖10可見，通過選擇路徑可達到平衡負載、降低傳輸時延的目的。

3.4 定質(zhì)交換技術(shù)的實現(xiàn)方案

通用交換機具備了實現(xiàn)定質(zhì)交換技術(shù)的隊列、緩存區(qū)、交換矩陣、地址解析、路徑選擇等硬件結(jié)構(gòu)和技術(shù)原型。本文在此基礎(chǔ)上，提出的定質(zhì)交換實現(xiàn)方案如圖11所示。

圖11 定質(zhì)交換技術(shù)的實現(xiàn)方案Fig.11 Implementation scheme of custom switching technology

a.增加MPLS標簽解析模塊。通過解析報文標簽確定報文類型、內(nèi)務(wù)內(nèi)涵和所屬端口，為分層調(diào)度和動態(tài)緩存奠定基礎(chǔ)；

b.將通用交換機的單隊列模塊變?yōu)槎嗉壸雨犃蟹謱诱{(diào)度模塊，實現(xiàn)圖6的層次化調(diào)度方案；

c.按照3.2節(jié)的基于區(qū)域劃分的動態(tài)緩存分配設(shè)置動態(tài)緩存區(qū)，并完成緩存區(qū)與隊列之間的映射；

d.導(dǎo)入交換機管理后臺解析的變電站配置描述 SCD（Substation Configuration Description）文件訂閱關(guān)系，結(jié)合3.3節(jié)的基于路徑消耗的路徑分配算法，選擇傳輸路徑。

本文基于OPNET仿真平臺，采用自定義建模方法，實現(xiàn)了以上定質(zhì)交換機仿真模型。

4 算例分析

本文算例以某實際220 kV智能變電站220 kV側(cè)通信網(wǎng)絡(luò)為背景。為突出SV/GOOSE/MMS信息流競爭資源最嚴重的場景，同時又體現(xiàn)智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，本文算例采用共網(wǎng)傳輸方式。在OPNET平臺上構(gòu)建了共網(wǎng)傳輸場景下的定質(zhì)交換模型，通過分析繼電保護在采用定質(zhì)交換技術(shù)前后的動作響應(yīng)情況，研究定質(zhì)交換對信息流的實時性、可靠性的提升，網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖12所示。

南琴線路間隔、琴拱線路間隔、主變1間隔、主變2間隔的合并單元將電流采樣值分別經(jīng)中心交換機端口2、3、4、5傳輸?shù)竭B接在中心交換機端口1上的母線保護，而母線保護沿同一路徑發(fā)送控制命令到各間隔。本文以母線保護為例，分析定質(zhì)交換對信息流性能的影響。

以中心交換機端口1為例，設(shè)置如下定質(zhì)交換方案。

a.為各類信息流設(shè)置1—8的標簽值，見表4。

b.設(shè)置子隊列：根據(jù)表4所示的信息流類型將緩存區(qū)動態(tài)劃分成5個子隊列，隊列調(diào)度采用加權(quán)輪循算法[12]為子隊列1—5配置權(quán)值。

c.設(shè)置交換機的緩存區(qū)劃分，參數(shù)如表5所示。

仿真場景設(shè)置如下：南琴線路間隔合并單元出現(xiàn)擾動源，多發(fā)一路SV報文（報文長度為300 Byte，頻率為4 000 p/s，標簽值為3），經(jīng)中心交換機端口1到母線間隔保護裝置；此時，母線故障，母差保護啟動，向該母線上所有支路發(fā)送跳閘GOOSE報文；仿真時間為5 s。

a.在使用通用交換技術(shù)的情況下，母線保護的跳閘GOOSE信息流在擾動源的作用下，傳輸時延由1.602 ms上升至5.326 ms，不滿足小于3 ms的時延要求；而采用定質(zhì)交換技術(shù)優(yōu)化后，跳閘GOOSE信息流的傳輸時延在擾動情況下仍然能夠維持在1.537 ms，保證了保護的可靠動作。

表4 中心交換機端口1的應(yīng)用業(yè)務(wù)Tab.4 Application of central switch Port 1

表5 中心交換機基本參數(shù)Tab.5 Fundamental parameters of central switch

表6 采用定質(zhì)交換前后的時延和丟包仿真結(jié)果Tab.6 Simulative results of delay and packet loss before and after application of custom switching

b.在使用通用交換技術(shù)情況下，保護SV信息流和開關(guān)量GOOSE信息流的實時性均不滿足要求，而定質(zhì)交換技術(shù)保證了2類信息流的實時性。

c.在采用定質(zhì)交換技術(shù)的情況下，MMS報文的實時性有所降低，但仍能性能滿足要求，這是因為保證GOOSE和SV信息流的實時性是靠犧牲MMS報文帶寬來實現(xiàn)的。

圖12 220 kV側(cè)拓撲結(jié)構(gòu)Fig.12 Topology at 220 kV side

可見，定質(zhì)交換技術(shù)能夠根據(jù)各類信息流的性能要求合理分配交換資源，從而可保證各類信息流性能均滿足其實時性、可靠性的要求。

5 結(jié)論

a.“盡力而為”的通用交換技術(shù)以信息流“公平競爭”為準則，存在傳輸時延抖動、緩存不足引起的丟包、單一傳輸路徑不可靠的問題，無法滿足信息流差異性需求，對智能變電站信息流實時性、可靠性造成沖擊；

b.提出了定質(zhì)交換技術(shù)的實現(xiàn)思路，包括基于多級子隊列的確定性調(diào)度、基于區(qū)域劃分的動態(tài)緩存分配以及基于路徑消耗的多路選擇，并分別在OPNET中進行了建模，模型的仿真結(jié)果表明定質(zhì)交換機技術(shù)能夠有效克服通用交換技術(shù)的不足，提升信息流的實時性與可靠性；

c.給出實際智能變電站的定質(zhì)交換技術(shù)的應(yīng)用方案，通過與通用交換技術(shù)方案的對比仿真，驗證了方案的有效性，并進一步凸顯了定質(zhì)交換的優(yōu)勢。