SCADA — IEC 61850-5 §13.7

IEC 61850 <span>GOOSE</span>报文延时

IEC 61850-5 §13.7端到端预算 · PRP/HSR冗余 · 光纤链路预算 · 带宽

网络配置

性能等级

Type 1A = ≤3ms（保护），1B = ≤10ms，2 = ≤100ms，3 = ≤500ms。

LAN拓扑

PRP和HSR按IEC 62439-3提供零恢复时间。RSTP恢复时间50–200ms。

HSR环节点数

nodes

最坏情况路径经过N/2个节点。

交换机跳数

hops

最坏情况GOOSE路径上的管理型以太网交换机数量。

交换机模式

直通交换机延时更低。

链路容量

保护LAN标准：1Gbps。

最长光纤路径

单模光纤传播：5µs/km。

光纤链路预算

SFP发射功率

dBm

典型SFP：−8dBm。

SFP接收灵敏度

dBm

典型SFP：−25dBm。

连接器对数

pairs

每对0.5dB。

熔接点数

每熔接损耗

典型熔接：0.1dB。

光纤衰减

dB/km

@1310nm OS2：0.35dB/km。

带宽

GOOSE发布者数据集数

每IED。约12.8kbps突发/数据集。

采样值合并单元数

约38Mbps/MU。

计算结果

—

延时预算 — IEC 61850-5 §13.7

预算（类型）—

t_pa — 发布者处理—

t_pn — 交换机跳延时—

t_ta — 光纤传播—

t_tb — 订阅者处理—

t_total — 端到端总计 —

余量 —

冗余 — IEC 62439-3

Topology—

Recovery time—

光纤链路预算

可用功率—

连接器损耗—

熔接总损耗—

光纤衰减—

链路余量 —

最低3dB要求

带宽利用率

GOOSE突发负载—

采样值负载—

利用率 —

≤60%推荐

标准参考

IEC 61850-5:2013 §13.7 — GOOSE performance classes and end-to-end timing budget
IEC 61850-90-4:2020 §6.4 — Network engineering guideline for substation LAN
IEC 62439-3:2021 §4 (PRP) and §5 (HSR) — Seamless redundancy protocols
IEEE 802.1Q — VLAN traffic segregation for protection and process data

FAQ

IEC 61850-5:2013 §13.7.2将Type 1A定义为保护级GOOSE消息端到端≤3ms。

PRP使用双并行LAN——零恢复时间，带宽翻倍。HSR使用单环——零恢复时间，成本较低。RSTP（50–200ms）不适合Type 1A/1B。

25年运营期间最少需要3dB工作余量以应对光纤老化、连接器磨损和维修熔接。

每个数据集重传8帧×约200字节=约12.8kbps突发。采样值：约38Mbps/MU。

132kV户外：每间隔1Gbps星形交换机，HSR或PRP主干。400kV GIS：IED直接接入HSR环。

IEC 61850-5:2013 §13.7，IEC 61850-90-4:2020（网络工程指南），IEC 62439-3:2021（PRP和HSR）。