IEC 61850-9-2LE: 以太网帧结构解析

"本文主要介绍了IEC 61850-9-2LE帧格式，它是基于ISO/IEC 8802-3的以太网帧结构，用于在智能电网通信中传输采样值。" 在智能电网自动化系统中，IEC 61850-9-2LE标准定义了电力系统测量和控制设备之间的数据交换格式，特别是涉及到采样值(Sampled Values)的传输。这种协议确保了高速、同步的数据传输，对于实时监控和保护电力网络至关重要。 61850-9-2LE帧结构遵循ISO/IEC 8802-3，即以太网帧结构，它包括以下部分： 1. **帧起始**：帧的开始标识，用于接收端识别帧的起始位置。 2. **MAC报头**：包含目的地址和源地址，这两个48位的地址分别标识接收和发送设备。 3. **优先权标记（Priority Tag）**：用于表示帧的优先级，以决定在网络中的传输顺序。 4. **TPID（Type-Priority Identifier）**：通常设置为0x8100，表示接下来的字段是QinQ VLAN标签。 5. **TCI（Tag Control Information）**：包括VLAN标签，如8000，表示这是一个单层VLAN标签，并且可能包含其他控制信息。 6. **以太网类型（Ethernet Type）**：这里是0x88BA，表明数据载荷是IEEE 802.1Q VLAN标记后的以太网协议。 7. **APPID（Application Protocol Identifier）**：4000，表明应用层协议。 8. **长度（Length）**：从APPID开始的PDU（Protocol Data Unit）长度。 9. **保留字节**：用于特殊用途或未来扩展。 10. **APDU（Application Protocol Data Unit）**：61850-9-2LE协议的核心部分，包含采样值信息。 11. **可选填充字节**：为了满足以太网帧的最小长度（64字节）而添加的额外字节。 12. **帧校验序列（FCS）**：用于检测帧在传输过程中的错误。 在APDU部分，采样值报文使用ASN.1的基本编码规则（BER）进行编码，这是一种二进制编码方式，用于表示数据类型和结构。APDU由多个ASDU（Application Service Data Units）组成，每个ASDU包含如下元素： 1. **savPduTag**：APDU的标记，值为0x60。 2. **savPduLength**：APDU的总长度，从noASDUtag开始计算。 3. **noASDUtag**：ASDU数目标记，值为0x80，表示ASDU的数量。 4. **noASDUlength**：ASDU数目长度，用于表示noASDUvalue的长度。 5. **noASDUvalue**：ASDU的数目，类型为INT16U，以ASN.1整型编码表示。 6. **SequenceOfASDUtag**：ASDU序列标记，用于指示ASDU列表的开始。 每个ASDU包含特定的采样值信息，如电压、电流等，这些信息以T-L-V的形式编码，确保数据的正确性和完整性。这种复杂的帧结构设计使得61850-9-2LE能够高效地处理大量实时的电力系统数据，是现代智能电网通信的关键组成部分。