本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种报文传输时延获取方法及装置。 背景技术

目前， 在工业测控系统中， 以智能变电站系统中为例， 当智能变电站系 统中的任意一设备出现故障时， 智能变电站系统中的釆样装置会根据与故障 相关的釆样数据生成 SV ( Sampled Value; 取样值 )报文， 并将 SV报文通过 交换机网络传输至保护装置。

基于现有的交换网络性能限制， SV报文在交换网络中的传输存在传输时 延， 即保护装置接收到 SV报文的时刻要晚于变电设备发出 SV报文。 因此， 在智能变电站系统中或者智能变电站系统外还 设置有智能变电站系统对应的 同步源， 用于保证变电设备获取的釆样数据的同步性。 具体的， 保护装置会 按照预设周期根据同步源的时钟信息对保护装 置本地时钟信息进行校准， 当 保护装置接收到 SV报文后， 即获取该 SV报文中携带的釆样数据， 以及根据 SV报文中携带的釆样数据对应的釆集时间， 确定故障设备的故障发生时间， 从而对故障设备执行相应的操作。 特殊的， 当智能变电站系统对应的同步源 故障时， 由于无法确定交换网络传输 SV "^艮文时所对应的传输时延， 因此， 保 护装置接收到 SV报文时即无法判断釆用数据的同步性，基于� ��有智能变电站 的设置， 上述保护装置将退出运行， 从而不利于智能变电站系统中设备的保 护以及故障检测。

同样地， 以智能工业测控系统为例的工业测控系统中， 也是釆用上述方 法对 GOOSE ( Generic Object Oriented Substation Event , 面向通用对象的变电 站事件）报文进行传输， 因此， 保护装置同样无法确定 GOOSE报文在交换机 中的传输时延。

另夕卜， 针对一些工业通讯协议作为通讯报文， 例如： profinet (实时确定性 工业以太网协议)在交换机中进行传输的传输� �延同样无法确定。

综上所述， 目前在包括在工业测控系统中， 由于无法获取交换网络的通 讯报文在交换机中的传输时延， 造成无法对工业测控系统中设备进行故障检 测以及故障保护的问题。 发明内容

本发明实施例提供一种报文传输时延获取方法 及装置， 用以解决目前在 工业测控系统中， 存在无法对工业测控系统中设备进行故障检测 以及故障保 护的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种报文传输时延获取方法， 应用于工业测控系统中， 所述工业测控系 统包含至少一个交换机， 所述方法包括：

当确定所述交换机的接收端口接收到通讯报文 后， 在所述通讯报文中的 指定位置添加所述交换机的时钟源对应的第一 时钟信息； 其中， 所述第一时 钟信息为链路时延与所述接收端口接收到所述 通讯报文的时刻之差的绝对 值；

当确定所述交换机的发送端口获取到添加第一 时钟信息的通讯报文后， 确定所述时钟源对应的第二时钟信息； 其中， 所述第二时钟信息包含所述发 送端口获取到所述添加第一时钟信息的通讯报 文的时刻； 或者， 所述第二时 钟信息包含所述发送端口获取到所述添加第一 时钟信息的通讯报文的时刻以 及所述时钟源的反转次数；

根据所述通讯报文中携带的所述第一时钟信息 ， 以及所述第二时钟信 息， 获取所述通讯报文在所述交换机中的传输时延 。

可选的， 所述通讯报文中还携带所述第一当前时刻与所 述链路时延之间 的大小关系， 所述第一当前时刻与所述时钟源可记录的最大 时刻的一半对应 的时钟源时刻的大小关系， 以及所述链路时延与所述时钟源可记录的最大 时 刻的一半对应的时钟源时刻的大小关系； 当所述第二时钟信息仅包含第二当 前时刻时， 当所述第一当前时刻小于所述链路时延， 所述链路时延大于所述 时钟源时刻， 且所述第二当前时刻小于所述时钟源时刻时， 计算所述第二当 前时刻与所述第一时钟信息之和作为初始通讯 报文传输时延， 若所述初始通 讯才艮文传输时延小于所述时钟源可记录的最 大时刻， 则将所述初始通讯 ^艮文 传输时延作为通讯报文在所述交换机中的传输 时延； 当所述第一当前时刻小 于所述链路时延， 所述链路时延小于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻 小于所述时钟源时刻时， 计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息之 和作 为通讯报文在所述交换机中的传输时延； 当所述第一当前时刻小于所述链路 时延， 所述链路时延大于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时 钟源时刻时， 计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息之 和作为通讯报文 在所述交换机中的传输时延； 当所述第一当前时刻小于所述链路时延， 所述 链路时延小于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时钟源时刻 时， 计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息之 和作为通讯报文在所述交 换机中的传输时延； 当所述第一当前时刻大于所述链路时延， 所述第一当前 时刻大于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻小于所述时钟源时刻时， 计 算所述时钟源可记录的最大时刻与所述第一时 钟信息的差值， 以及获取所述 差值与第二当前时刻之和作为通讯报文在所述 交换机中的传输时延； 当所述 第一当前时刻大于所述链路时延， 所述第一当前时刻大于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时钟源时刻时， 计算所述第二当前时刻与所述 第一时钟信息之差作为通讯报文在所述交换机 中的传输时延； 当所述第一当 前时刻大于所述链路时延， 所述第一当前时刻小于所述时钟源时刻， 且所述 第二当前时刻小于所述时钟源时刻时， 计算所述第二当前时刻与所述第一时 钟信息之差作为通讯报文在所述交换机中的传 输时延； 当所述第一当前时刻 大于所述链路时延， 所述第一当前时刻小于所述时钟源时刻， 且所述第二当 前时刻大于所述时钟源时刻时， 计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息 之差作为通讯报文在所述交换机中的传输时延 。

可选的， 所述通讯报文中还携带所述第一当前时刻与所 述链路时延之间 的大小关系； 当所述第二时钟信息包含第二当前时刻以及所 述时钟源的反转 次数时， 当所述第一当前时刻小于所述链路时延时， 根据所述第一时钟信 息， 所述第二当前时刻， 所述时钟源可记录的最大时刻， 以及所述时钟源的 反转次数， 获取所述通讯报文在所述交换机中的传输时延 ； 当所述第一当前 时刻大于所述链路时延时， 根据所述第一时钟信息， 所述第二当前时刻， 所 述时钟源可记录的最大时刻， 以及所述时钟源的反转次数， 获取所述通讯报 文在所述交换机中的传输时延。

釆用上述技术方案， 交换机获取的第一时钟信息以及第二时钟信息 均为 根据本地的时钟源提供的时钟信息， 无须与同步源保持同步， 从而减少了工 业测控系统与同步源之间的信令交互， 节约了系统资源。

可选的， 所述通讯 ^艮文由所述工业测控系统中的釆样装置发送� �本地， 或者， 所述通讯 ^艮文由所述工业测控系统中的其他交换机发� �至本地。

进一步的， 获取所述通讯报文传输时延之后， 生成所述通讯报文传输时 延对应的二进制时延信息， 并将所述二进制时延信息添加至所述通讯 ^艮文中 的指定位置； 将所述通讯报文发送至所述工业测控系统中的 保护装置， 令所 述保护装置根据所述通讯报文中携带的釆样数 据对故障设备执行相应的保护 操作。

一种报文传输时延获取装置， 应用于工业测控系统中， 所述工业测控系 统包含至少一个交换机， 所述装置包括：

写入单元， 用于当确定所述交换机的接收端口接收到通讯 报文后， 在所 述通讯报文中的指定位置添加所述交换机的时 钟源对应的第一时钟信息； 其 中， 所述第一时钟信息为链路时延与所述接收端口 接收到所述通讯报文的时 刻之差的绝对值；

时钟信息获取单元， 用于当确定所述交换机的发送端口获取到添加 第一 时钟信息的通讯报文后， 确定所述时钟源对应的第二时钟信息； 其中， 所述 第二时钟信息包含所述发送端口获取到所述添 加第一时钟信息的通讯报文的 时刻； 或者， 所述第二时钟信息包含所述发送端口获取到所 述添加第一时钟 信息的通讯报文的时刻以及所述时钟源的反转 次数；

传输时延获取单元， 用于根据所述通讯报文中携带的所述第一时钟 信 息， 以及所述第二时钟信息， 获取所述通讯报文在所述交换机中的传输时 延。

可选的， 所述传输时延获取单元， 具体用于： 若所述通讯报文中还携带 所述第一当前时刻与所述链路时延之间的大小 关系， 所述第一当前时刻与所 述时钟源可记录的最大时刻的一半对应的时钟 源时刻的大小关系， 以及所述 链路时延与所述时钟源可记录的最大时刻的一 半对应的时钟源时刻的大小关 系， 则当所述第二时钟信息仅包含第二当前时刻时 ， 若所述第一当前时刻小 于所述链路时延， 所述链路时延大于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻 小于所述时钟源时刻， 则计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息 之和作 为初始通讯报文传输时延， 若所述初始通讯报文传输时延小于所述时钟源 可 机中的传输时延； 若所述第一当前时刻小于所述链路时延， 所述链路时延小 于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻小于所述时钟源时刻， 则计算所述 第二当前时刻与所述第一时钟信息之和作为通 讯报文在所述交换机中的传输 时延； 若所述第一当前时刻小于所述链路时延， 所述链路时延大于所述时钟 源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时钟源时刻， 则计算所述第二当前时 刻与所述第一时钟信息之和作为通讯报文在所 述交换机中的传输时延； 若所 述第一当前时刻小于所述链路时延， 所述链路时延小于所述时钟源时刻， 且 所述第二当前时刻大于所述时钟源时刻， 则计算所述第二当前时刻与所述第 一时钟信息之和作为通讯报文在所述交换机中 的传输时延； 若所述第一当前 时刻大于所述链路时延， 所述第一当前时刻大于所述时钟源时刻， 且所述第 二当前时刻小于所述时钟源时刻， 则计算所述时钟源可记录的最大时刻与所 述第一时钟信息的差值， 以及获取所述差值与第二当前时刻之和作为通 讯报 文在所述交换机中的传输时延； 若所述第一当前时刻大于所述链路时延， 所 述第一当前时刻大于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时钟源 时刻， 则计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息 之差作为通讯报文在所 述交换机中的传输时延； 若所述第一当前时刻大于所述链路时延， 所述第一 当前时刻小于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻小于所述时钟源时刻， 则计算所述第二当前时刻与所述第一时钟信息 之差作为通讯报文在所述交换 机中的传输时延； 若所述第一当前时刻大于所述链路时延， 所述第一当前时 刻小于所述时钟源时刻， 且所述第二当前时刻大于所述时钟源时刻， 则计算 所述第二当前时刻与所述第一时钟信息之差作 为通讯报文在所述交换机中的 传输时延。

可选的， 所述传输时延获取单元， 具体用于： 若所述通讯报文中还携带 所述第一当前时刻与所述链路时延之间的大小 关系， 则当所述第二时钟信息 包含第二当前时刻以及所述时钟源的反转次数 时， 若所述第一当前时刻小于 所述链路时延， 则根据所述第一时钟信息， 所述第二当前时刻， 所述时钟源 可记录的最大时刻， 以及所述时钟源的反转次数， 获取所述通讯报文在所述 交换机中的传输时延； 若所述第一当前时刻大于所述链路时延， 则根据所述 所述第一时钟信息， 所述第二当前时刻， 所述时钟源可记录的最大时刻， 以 及所述时钟源的反转次数， 获取所述通讯报文在所述交换机中的传输时延 。

釆用上述技术方案， 交换机获取的第一时钟信息以及第二时钟信息 均为 根据本地的时钟源提供的时钟信息， 无须与同步源保持同步， 从而减少了工 业测控系统与同步源之间的信令交互， 节约了系统资源。

可选的， 所述写入单元， 用于： 接收由所述工业测控系统中的釆样装置 发送的所述通讯报文， 或者， 接收由所述工业测控系统中的其他交换机发送 的所述通讯艮文。

进一步的， 上述装置还包括发送单元， 用于： 获取所述通讯报文传输时 延之后， 生成所述通讯报文传输时延对应的二进制时延 信息， 并将所述二进 制时延信息添加至所述通讯报文中的指定位置 ； 将所述通讯报文发送至所述 工业测控系统中的保护装置， 令所述保护装置根据所述通讯报文中携带的釆 样数据对故障设备执行相应的保护操作。

本发明实施例中， 获取接收端口接收到通讯报文的第一时钟信息 ， 以及 发送端口发送上述通讯报文的第二时钟信息， 根据该第一时钟信息， 第二时 钟信息， 确定在交换机中通讯报文在交换机中的传输时 延。 釆用上述技术方 案， 交换机在通讯报文中的指定位置添加相应的时 间戳信息， 并根据该时间 戳信息， 确定通讯报文在交换机本地传输过程中对应的 通讯报文在交换机中 的传输时延， 在工业测控系统与同步源失步的情况下， 仍能够方便快捷的确 定通讯报文在交换机中的传输时延， 从而保证了对工业测控系统中设备的故 障保护以及故障检测结果准确性。 附图说明

图 1为本发明实施例中工业测控系统架构示意图� �

图 2为本发明实施例中获取通讯报文在交换机中� �传输时延流程图； 图 3为本发明实施例中交换机结构示意图；

图 4a和图 4b为本发明实施例中 SV 4艮文示意图；

图 5为本发明实施例中添加 SV报文在交换机中的传输时延后的 SV报文 示意图；

图 6为本发明实施例中报文传输时延获取装置结� �示意图。 具体实施方式

为了解决目前在智能工业测控系统中， 存在无法对智能工业测控系统中 设备进行故障检测以及故障保护的问题。 本发明实施例中， 获取接收端口接 收到通讯^艮文的第一时钟信息， 以及发送端口发送上述通讯 文的第二时钟 信息， 根据该第一时钟信息， 第二时钟信息， 确定在交换机中通讯报文在交 换机中的传输时延。 釆用上述技术方案， 交换机在通讯报文中的指定位置添 加相应的时间戳信息， 并根据该时间戳信息， 确定通讯报文在交换机本地传 输过程中对应的通讯报文在交换机中的传输时 延， 在工业测控系统与同步源 失步的情况下， 仍能够方便快捷的确定通讯报文在交换机中的 传输时延， 从 而保证了对工业测控系统中设备的故障保护以 及故障检测结果准确性。

本下述具体实施例中， 以通讯报文为 SV报文为例进行的具体说明； 同样 地， GOOSE报文具有 SV报文相同的报文格式， 在 GOOSE报文中同样将保 留位置作为指定位置使用， 用于承载报文传输时延信息。 另外， 工业通讯协 议作为通讯报文， 例如 Profinet格式中的数据区没有具体定义， 因此可以将该 数据区域作为指定位置使用， 用于承载报文传输时延信息。 同理， 其它的工 业通讯协议中可以划定相关位置作为指定位置 使用， 也可满足本发明的要求。

下面结合附图对本发明优选的实施装置进行详 细说明。

参阅图 1 所示， 为本发明实施例中工业测控系统架构图， 该工业测控系 统包括故障设备， 釆样装置， 交换网络， 以及保护装置， 其中， 该交换网络 包含至少一个交换机，可以通过交换网络中的 每一个交换机获取自身的 SV报 文在交换机中的传输时延， 也可以通过专门的传输时延获取装置获取交换 网 络的 SV报文在交换机中的传输时延。 本发明实施例中， 以通过交换网络中的 每一个交换机获取自身的 SV报文在交换机中的传输时延为例进行详细介� ��。

参阅图 2所示， 本发明实施例中， 获取 SV报文在交换机中的传输时延的 过程为：

步骤 200: 当交换机确定本地的接收端口接收到 SV报文后， 在该 SV报 文中的指定位置获取本地时钟源对应的第一时 钟信息。

参阅图 3 所示， 本发明实施例中， 交换机包含接收端口、 发送端口、 交 换阵列， 以及时钟源。 其中， 接收端口用于接收 SV报文； 发送端口用于将 该 SV报文发送至保护装置； 时钟源用于标记时钟信息， 该时钟源存在可记 录最大时刻 （即为 td ) , 当时钟源到达自身的可记录最大时刻时， 该时钟源 发生反转（即从 0重新开始计时） 。

本发明实施例中， 由于工业测控系统中的交换网络中包含至少一 个交换 机， 因此， 上述 SV报文由工业测控系统中的釆样装置发送至本� ��换机本 地； 或者， 当交换系统中包含至少两个交换机时， SV报文也可以由工业测控 系统中的其他交换机发送至本交换机本地。 当交换机接收到的 SV报文由釆 样装置发送时， 上述 SV报文中携带的交换网络的链路时延（记为 Δ to )为 0; 当交换机接收到的 SV报文由其他交换机发送时， 上述 SV报文中携带的交换 网络的链路时延 A tO不为 0, 例如， 交换机 1接收到交换机 0发送的 SV报文 时， 即可获取 SV报文中携带的链路时延， 该链路时延即为交换机 1对应的 SV报文在交换机 1中的传输时延。

基于上述图 3所示的交换机， 当检测到接收端口接收到 SV报文时， 即从 时钟源接收端口接收到 SV报文中的第一比特信息对应的第一当前时刻� �� 计 算 SV报文中携带的链路时延与第一当前时刻之差� ��绝对值，将该链路时延与 第一当前时刻之差的绝对值作为第一时钟信息 写入 S V报文中的指定位置。

参阅图 4a所示， 为本发明实施例中 SV "^艮文示意图。 可选的， 将 SV才艮 文中的 Reservedl和 Reserved2的保留字段作为指定位置添加第一时钟 信息。 具体的， 参阅图 4b所示， 为 SV报文的一部分， 该 SV报文的一部分包含 32 比特， 其中， 比特序号 0~23对应的位置即为 SV报文的指定位置， 即将第一 时钟信息保存至 SV报文的第 1比特至第 24比特对应的位置； 比特序号 24~29 对应的位置即为 SV 文的扩展位； 比特序号 30对应的位置为 SV 文的品 质位， 当该位置为 0即表示有效， 当该位置为 1即表示无效； 比特序号 31对 应的位置为 SV "¾文的测试位。

可选的， 当交换机获取第一时钟信息后， 将该第一时钟信息转换为二进 制格式， 并将该二进制格式的第一时钟信息存储至上述 指定位置； 并且， 该 SV报文中存储的时间信息以纳秒为单位， 由于该 SV报文中包含 24比特位存 储该时间信息， 因此， SV报文中可存储的时间信息所表示的最大时间� ��为 16.777215毫秒（即 2 ²⁴ 纳秒 ) 。

进一步的， 上述时钟源可记录的最大时刻 td根据具体应用场景预先设 定。 为了便于对 SV报文在交换机中的传输时延获取过程的简便� ��， 较佳 的， 上述时钟源可记录的最大时刻 td等于上述 SV报文中可存储的时间信息 所表示的最大时间值。

可选的， 上述 SV报文中还携带上述第一当前时刻（记为 tl ) , 链路时延 AtO以及时钟源可记录的最大时刻 td, 当该 SV报文到达发送端口时， 将上述 第一当前时刻 tl与链路时延 AtO, 链路时延 AtO与时钟源可记录的最大时刻 的一半对应的时钟源时刻（记为 td/2 ) , 以及第一当前时刻与时钟源可记录的 最大时刻的一半对应的时钟源时刻 td/2分别进行比较。 或者， 当交换机接收 端口接收到 S V报文后， 即分别比较获取的第一当前时刻 tl与链路时延 Δ t0 , 链路时延 AtO 以及时钟源可记录的最大时刻的一半对应的时 钟时刻 td/2, 以 及第一当前时刻与时钟源可记录的最大时刻的 一半对应的时钟源时刻 td/2 , 并根据上述三个比较结果生成相应的二进制标 识添加至 SV报文中的序号为 0~2的比特位。 例如， 若 tl<td/2, 则记录 f _t 尸 1, 若 tl>td/2, 则记录 f _t 尸 0; 若 At0<td/2, 则记录 f _M0 =l, 若 At0>td/2, 则记录 f _M0 =0; 若 tl < AtO , 则 记录 f _tMl ddi _e =l , 若 tl > Δ t0 , 则记录 f _tMlddle =0 , 其中， 该 tMiddle= |ΔίΟ - tl。 由此可见， 当釆用上述技术方案时， 若 SV报文中的序号为 0~2的比特位对应 的二进制标识为 f _tMl ddi _e =l, ft尸 1, 则表示 tl> AtO, tl <td/2。 相较于前一种 方案中直接将上述 tl、 AtO、 t2, 以及 td/2添加至 SV报文中的方式， 釆用后 一种技术方案时， 通过三个二进制标识表示 tl、 At0、 t2, 以及 td/2之间的关 系， SV报文中指定位置中除上述三个比特位外还可� ��携带第一时钟信息， 从 而提高了 SV报文中所携带的时钟信息的精度。

步骤 210: 当交换机确定本地的发送端口获取到上述添加 第一时钟信息的 SV报文后， 确定时钟源对应的第二时钟信息。

本发明实施例中， 当交换机确定上述 SV报文到达本地的发送端口时， 确定该发送端口获取到 SV报文中的第一比特信息对应的时钟源的第二� ��前 时刻， 并将该时钟源的第二当前时刻作为第二时钟信 息进行记录； 或者， 当 交换机确定上述 S V报文到达本地的发送端口时， 确定发送端口获取到 S V报 文中的第一比特信息对应的时钟源的第二当前 时刻， 以及该时钟源的反转次 数， 并将上述时钟源的第二当前时刻以及时钟源的 反转次数作为第二时钟信 息进行记录。 由此可见， 上述第二时钟信息为表征交换机的发送端口获 取到

SV报文的第一比特时刻的信息； 或者， 上述第二时钟信息为表征交换机的发 送端口获取到 SV报文的第一比特时刻， 以及时钟源对应的反转次数的信息。

釆用上述技术方案， 交换机获取的第一时钟信息以及第二时钟信息 均为 根据本地的时钟源提供的时钟信息， 无须与同步源保持同步， 从而减少了工 业测控系统与同步源之间的信令交互， 节约了系统资源。

步骤 220: 根据上述 SV报文中携带的第一时钟信息， 以及第二时钟信 息， 获取 SV报文在交换机中的传输时延。

本发明实施例中， 根据第二时钟信息中是否包含反转次数， 交换机获取 SV报文在交换机中的传输时延的方式分为两种� ��

第一种方式： 当第二时钟信息中仅包含第一时钟信息时， 交换机根据第 一当前时刻 tl , 第二时钟信息中包含的第二当前时刻 （记为 t2 ) , 以及时钟 源可记录的最大时刻 td, 并计算时钟源可记录的最大时刻的一半对应的 时钟 源时刻 td/2; 分别将上述第一当前时刻 tl与链路时延 A tO , 链路时延 A tO与时 钟源可记录的最大时刻的一半对应的时钟源时 刻 td/2 , 第一当前时刻 tl与时 钟源可记录的最大时刻的一半对应的时钟源时 刻 td/2 , 以及第二当前时刻 t2 与时钟源可记录的最大时刻的一半对应的时钟 源时刻 td/2进行比较， 可以获 取以下八种比较结果， 根据该八种比较结果获取 SV报文在交换机中的传输 时延 A t的过程为：

第一种情况： 当第一当前时刻小于链路时延， 链路时延大于时钟源时 刻， 且第二当前时刻小于时钟源时刻时， 交换机计算第二当前时刻与第一时 钟信息之和作为初始 SV报文传输时延， 若初始 SV报文传输时延小于时钟源 可记录的最大时刻， 则将初始 SV报文传输时延作为 SV报文在交换机中的传 输时延。 若用公式可以表示为： 当 tl < AtO, At0>td/2, t2 < td/2时， △ t=t2+ |AtO— tl。

在第一种情况中， 由于 At0>td/2, tl < AtO, 而 t2<td/2, 因此， 当 tl < td/2时， 表明时钟源没有发生反转， 此时， At=t2+|AtO- tl| ; 当 tl >td/2时， 表明时钟源发生反转， 此时， 根据 M=t2+|AtO- tl|获取的 M0将大于 td, 若 td等于 16.777215毫秒， 则由于 td超出 SV报文中的指定位置所能表示的最大 时间值， 因此， 交换机需要发送错误报告提示 SV报文中的指定位置无法表 示上述 SV报文在交换机中的传输时延。

第二种情况： 当第一当前时刻小于链路时延， 链路时延小于时钟源时 刻， 且第二当前时刻小于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时钟 信息之和作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为：

当 tl < AtO, Δ t0 < td/2, t2 < td/2时， △ t=t2+ |AtO— tl。

第三种情况： 当第一当前时刻小于链路时延， 链路时延大于时钟源时 刻， 且第二当前时刻大于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时钟 信息之和作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为：

当 tl < AtO, Δ t0 > td/2, t2 > td/2时， △ t=t2+ |AtO— tl。

第四种情况： 当第一当前时刻小于链路时延， 链路时延小于时钟源时 刻， 且第二当前时刻大于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时钟 信息作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为：

当 tl < AtO, Δ t0 < td/2, t2 > td/2时， △ t=t2+ |AtO— tl。

第五种情况： 当第一当前时刻大于链路时延， 第一当前时刻大于时钟源 时刻， 且第二当前时刻小于时钟源时刻时， 获计算时钟源可记录的最大时刻 与上述第一时钟信息的差值， 以及获取上述差值与第二当前时刻之和作为 SV 报文在交换机中的传输时延。 在第五种情况中， 由于 tl> AtO, tl>td/2, 而 t2<td/2, 因此， 表明时钟源发生了反转， 若用公式可以表示为：

当 tl >△ t0 , t2 > td/2 , t2< td/2时， △ t=td- |ΔίΟ - til +t2。 第六种情况： 当第一当前时刻大于链路时延， 第一当前时刻大于时钟源 时刻， 且第二当前时刻大于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时 钟信息之差作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为： 当 tl > AtO, tl>td/2, t2>td/2时， Δ t=t2- |AtO— tl。

第七种情况： 当第一当前时刻大于链路时延， 第一当前时刻小于时钟源 时刻， 且第二当前时刻小于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时 钟信息之差作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为： 当 tl> AtO, tl<td/2, t2<td/2时， At=t2-|AtO— tl。

第八种情况： 当第一当前时刻大于链路时延， 第一当前时刻小于时钟源 时刻， 且第二当前时刻大于时钟源时刻时， 计算第二当前时刻与上述第一时 钟信息之差作为 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为： 当 tl> AtO, tl<td/2, t2>td/2时， At=t2-|AtO— tl。

由于在第一种实现方式中， 交换机根据 tl、 AtO、 t2, 以及 td/2之间的判 断时钟源是否发生反转， 因此， 上述获取的 SV报文在交换机中的传输时延 不大于 td/2。

第二种方式： 当第二时钟信息同时包含第二当前时刻以及时 钟源的反转 次数时， 交换机根据第一时钟信息中包含的第一当前时 刻 tl, 第二时钟信息 中包含的第二当前时刻 t2, 以及时钟源的反转次数， 比较第一当前时刻 tl以 及链路时延 AtO,可以获取以下两种比较结果， 根据该两种比较结果以及时钟 源的反转次数 N, 这里能够支持正确判断的反转次数 N取决于 SV报文中预 留的比特位数 n, 关系是 Ν=2 ^η -1 , 获取 SV报文在交换机中的传输时延 Δ t的 过程为：

第一种情况： 当第一当前时刻小于链路时延时， 根据链路时延， 第一当 前时刻，第二当前时刻，时钟源可记录的最大 时刻， 以及时钟源的反转次数， 获取 SV报文在交换机中的传输时延。 在第一种情况中， 由于 tl< AtO, N >1时， 表明时钟源发生反转。 若用公式可以表示为： 当 tl < A tO , 时， A t=td*N+t2+ |AtO— tl 。

在上述过程中， 若 td等于 16.777215毫秒， 则由于 td超出 SV "¾文中的 指定位置所能表示的最大时间值， 因此， 可选的， 将 SV报文的指定位置划 分为两部分， 一部分用于承载时钟源的反转次数， 另一部分用于在保证 SV 报文在交换机中的传输时延精度的情况下， 承载不大于 td的 SV报文在交换 机中的传输时延。

第二种情况： 当第一当前时刻大于链路时延时， 根据链路时延， 第一当 前时刻，第二当前时刻，时钟源可记录的最大 时刻， 以及时钟源的反转次数， 获取 SV报文在交换机中的传输时延。 若用公式可以表示为：

当 tl >△ t0 , Δ t=td*N+t2 - |ΔίΟ - tl 。

进一步的， 在 SV报文中序号为 3~6的比特位添加表示时钟源的反转次数 的标识， 例如， 当时钟源的反转次数为 3 次时， 则该时钟源的反转次数的标 识即为 11 , 将该二进制标识添加至上述 SV报文中序号为 3~6的比特位。

在第二种实现方式中， 由于 SV报文的指定位置中包含了表示时钟源的 反转次数的标识， 因此， 在该种方式中， SV报文在交换机中的传输时延不再 受 td/2的限制。

进一步的， 交换机获取 SV报文在交换机中的传输时延之后， 生成 SV报 文在交换机中的传输时延对应的二进制时延信 息， 并将该二进制时延信息添 加至 SV报文中的指定位置； 将该 SV报文发送至工业测控系统中的保护装 置， 令保护装置根据 SV报文中携带的釆样数据对故障设备执行相应� ��保护 操作。 例如， 当 SV 报文的第一比特进入接收端口时， 记录到达时刻 tl=193.457101130秒； 当 SV报文的第一比特从发送端口发送出去时， 交换机 记录发送时刻 t2=193.457204970秒； 计算 SV报文在当前交换机的驻留时间 At=t2-tl=103840 ns, 将 At值转换为二进制为： 11001010110100000, 将上述二 进制时延信息由低位到高位依次图 5所示的 SV报文中。

釆用上述技术方案， 通过在 SV报文中添加时间戳精确计算 SV报文在交 换机中的传输时延， 并将该 SV报文在交换机中的传输时延发送至保护装置� �� 保护装置接收到 SV报文在交换机中的传输时延后，依赖本地时� ��基准， 利用

MU固有延时还原收到的多个间隔的釆样数据� ��发生时刻，完成釆样值的同步 处理。

釆用本发明技术方案后，交换机获取的 SV报文在交换机中的传输时延精 度为 ±100纳秒 (根据测试结果确定， 不能低于 1微秒)； 当交换网络中存在多 个交换机时， 多交换机级联每跳时延累加精度为 ±100 纳秒 (根据测试结果确 定， 不能低于 1微秒)； 本发明技术方案支持线速大于等于 64字节的报文（百 兆 /千兆 ) 。

基于上述技术方案， 参阅图 6所示， 本发明还提供一种报文传输时延获 取装置， 包括写入单元 60 , 时钟信息获取单元 61 , 传输时延获取单元 62 , 其 中：

写入单元 60 , 用于当确定所述交换机的接收端口接收到通讯 报文后， 在 所述通讯报文中的指定位置添加所述交换机的 时钟源对应的第一时钟信息； 其中， 所述第一时钟信息为链路时延与所述接收端口 接收到所述通讯报文的 时刻之差的绝对值；

时钟信息获取单元 61 , 用于当确定所述交换机的发送端口获取到添加 第 一时钟信息的通讯报文后， 确定所述时钟源对应的第二时钟信息； 其中， 所 述第二时钟信息包含所述发送端口获取到所述 添加第一时钟信息的通讯报文 的时刻； 或者， 所述第二时钟信息包含所述发送端口获取到所 述添加第一时 钟信息的通讯报文的时刻以及所述时钟源的反 转次数；

传输时延获取单元 62, 用于根据所述通讯报文中携带的所述第一时钟 信 息， 以及所述第二时钟信息， 获取所述通讯报文在所述交换机中的传输时 延。

进一步的， 上述装置还包括发送单元 63 , 用于： 获取所述通讯报文在所 述交换机中的传输时延之后， 生成所述通讯报文在所述交换机中的传输时延 对应的二进制时延信息， 并将所述二进制时延信息添加至所述通讯 ^艮文中的 指定位置； 将所述通讯报文发送至所述工业测控系统中的 保护装置， 令所述 保护装置根据所述通讯报文中携带的釆样数据 对故障设备执行相应的保护操 作。

综上所述， 本发明实施例中， 当交换机确定本地的接收端口接收到取样 值通讯 ^艮文后， 在该通讯 ^艮文中的指定位置添加本地时钟源对应的第� �时钟 信息； 当交换机确定本地的发送端口接收到上述添加 第一时钟信息的通讯报 文后， 获取时钟源对应的第二时钟信息； 根据上述通讯报文中携带的第一时 钟信息， 以及第二时钟信息， 获取通讯报文在所述交换机中的传输时延。 釆 用本发明技术方案， 交换机在通讯报文中的指定位置添加相应的时 间戳信 息， 并根据该时间戳信息， 确定通讯报文在交换机本地传输过程中对应的 通 讯报文在所述交换机中的传输时延， 在工业测控系统与同步源失步的情况下， 仍能够方便快捷的确定通讯报文在所述交换机 中的传输时延， 从而保证了对 工业测控系统中设备的故障保护以及故障检测 结果准确性。

本领域内的技术人员应明白， 本发明的实施例可提供为方法、 系统、 或 计算机程序产品。 因此， 本发明可釆用完全硬件实施例、 完全软件实施例、 或结合软件和硬件方面的实施例的形式。 而且， 本发明可釆用在一个或多个 其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用 存储介质 (包括但不限于磁盘 存储器、 CD-ROM、 光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形 式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、 设备（系统）、 和计算机程序产 品的流程图和 /或方框图来描述的。 应理解可由计算机程序指令实现流程图 和 /或方框图中的每一流程和 /或方框、 以及流程图和 /或方框图中的流程 和 /或方框的结合。 可提供这些计算机程序指令到通用计算机、 专用计算机、 嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处 理器以产生一个机器， 使得通 过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器 执行的指令产生用于实现在流 程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能� � 装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机 或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中， 使得存储在该计算机可读存储器 中的指令产生包括指令装置的制造品， 该指令装置实现在流程图一个流程或 多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能� �

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他 可编程数据处理设备上， 使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列 操作步骤以产生计算机实现的 处理， 从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令 提供用于实现在流程图 一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能� �步 骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例， 但本领域内的技术人员一旦得知了 基本创造性概念， 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。 所以， 所附权 利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本 发明范围的所有变更和修改。 脱离本发明实施例的精神和范围。 这样， 倘若本发明实施例的这些修改和变 型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内， 则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。