負(fù)荷控制終端無(wú)線專網(wǎng)接入方式測(cè)試與研究

季溢賢 貢平 徐鳴飛

摘 要：由于直流接觸網(wǎng)為塊式直流接觸網(wǎng)，多直流電連續(xù)換向故障，接收端的有功間隙較大，使電網(wǎng)頻率急劇降低。為解決這一問(wèn)題，傳統(tǒng)的方法是采用穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，集中負(fù)荷控制，一般按110 kv、35 kv變電站出線控制，這樣操作會(huì)引起停電范圍較大，對(duì)人民的生產(chǎn)生活影響很大。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷控制;終端無(wú)線;專網(wǎng)接入;研究

前言

現(xiàn)對(duì)負(fù)荷控制終端接入技術(shù)的分析，來(lái)與光纖通信相比，無(wú)線專用網(wǎng)費(fèi)用低，業(yè)務(wù)接入靈活，是負(fù)荷控制終端接入技術(shù)的重要補(bǔ)充。通過(guò)對(duì)無(wú)線專網(wǎng)的性能測(cè)試，詳細(xì)介紹了其安設(shè)備安全性、通用性和隔離性，并驗(yàn)證了在精確負(fù)荷控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性和安全性。

GPRS無(wú)線接入和4 g LTE電力專用網(wǎng)接入。穩(wěn)定可靠的光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬是電力通信接入網(wǎng)的重要組成部分，但其建設(shè)難度大，投資大，維護(hù)困難，覆蓋范圍廣，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和工程上進(jìn)行了分析。因用戶分布廣泛，道路環(huán)境復(fù)雜，城市廊道資源稀少，僅用戶光纜連接附近變電站存在著投資大、覆蓋面廣、維護(hù)困難、施工周期長(zhǎng)等問(wèn)題。為驗(yàn)證在精密控制系統(tǒng)中無(wú)線專用網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和安全性，研究負(fù)壓控制終端的無(wú)線專用網(wǎng)接入方式勢(shì)在必行。

1測(cè)試環(huán)境

某供電公司19樓通信機(jī)房搭建了一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)無(wú)線專網(wǎng)承載控制業(yè)務(wù)的通信性能指標(biāo)、無(wú)線專網(wǎng)及業(yè)務(wù)的安全防護(hù)強(qiáng)度等進(jìn)行了全面測(cè)試和檢測(cè)。構(gòu)建華為lte-g1800 MHz和莆田lte-g230 MHz兩個(gè)4 g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)“三遠(yuǎn)”業(yè)務(wù)（組態(tài)自動(dòng)化系統(tǒng)中的遙測(cè)、電話、遙控）和“使用和收集”業(yè)務(wù)（用戶信息采集）進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。華為lte-g1800 MHz無(wú)線專網(wǎng)遵循“精確控制”的原則，實(shí)際分配的總帶寬是10 MHz，“三波”：“使用和挖掘”=1：1：8，其中“精確控制”和“使用和挖掘”使用1 MHz帶寬，而“使用和挖掘”使用8 MHz帶寬。

2安全測(cè)試

2.1終端接入測(cè)試

在大型用戶交換機(jī)中，終端往往安裝在容易丟失或被不法分子惡意竊取的地方。仿真結(jié)果表明：無(wú)線專網(wǎng)能夠正常接入，敏感信息不會(huì)泄露;在探測(cè)到非法的業(yè)務(wù)終端接入之后，是可以訪問(wèn)還是嗅探整個(gè)無(wú)線專網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息。實(shí)現(xiàn)了通信終端接入認(rèn)證與業(yè)務(wù)終端 MAC綁定，并對(duì)未綁定的接入終端進(jìn)行了驗(yàn)證，保證了接入成功。試驗(yàn)表明， MAC服務(wù)綁定到通信終端，實(shí)現(xiàn)了接入認(rèn)證，有效地防止了非法接入服務(wù)。

2.2Web系統(tǒng)漏洞分析

使用網(wǎng)絡(luò)漏洞掃描工具，對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管、交換機(jī)、基站等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備進(jìn)行掃描，確認(rèn)其中是否有介質(zhì)漏洞或以上漏洞。檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

2.3ARP欺騙

利用 Arpspoof工具檢測(cè)無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否抵抗中間商攻擊，向各設(shè)備發(fā)送 ARP欺騙信息，更改其緩存表，并對(duì)中間商攻擊進(jìn)行檢查。試驗(yàn)結(jié)果表明，將ip-mac與設(shè)備相連，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中間件攻擊的抵抗。華為lte-g1800mhz和莆田lte-g230mhz業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)信道可防止 ARP欺詐。

2.4核心網(wǎng)側(cè)滲透測(cè)試

訪問(wèn)核心網(wǎng)，利用 NMAP端口掃描工具，深入通信終端，來(lái)獲得相關(guān)設(shè)備的許可。檢測(cè)后結(jié)果未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

2.5控制報(bào)文重放攻擊

盜取控制信息，對(duì)終端實(shí)施重放攻擊，檢測(cè)終端抵抗重放攻擊的能力。試驗(yàn)結(jié)果表明：由于采用時(shí)間戳來(lái)控制消息的精控主站系統(tǒng)，不存在重放消息攻擊。

2.6網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴

無(wú)線專網(wǎng)正常運(yùn)行所需的網(wǎng)絡(luò)保障?；ヂ?lián)網(wǎng)風(fēng)暴將影響到無(wú)線專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和相關(guān)設(shè)備。本實(shí)驗(yàn)評(píng)估了網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴對(duì)無(wú)線專用網(wǎng)的影響。向交換機(jī)發(fā)送單播/多播/廣播網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，確認(rèn)交換機(jī)、基站、心電圖等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備受影響，確認(rèn)正常工作。試驗(yàn)結(jié)果表明：華為 LTE-G1800 MHz和普天 LTE-G230 MHz對(duì)單播和多播/廣播網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的攻擊，當(dāng)發(fā)送一個(gè)單播/多播網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴開關(guān)時(shí)，打開一個(gè)開關(guān)風(fēng)暴抑制函數(shù)，對(duì)單播/多播網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的攻擊時(shí)，交換機(jī)、基站、核心網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受影響，正常運(yùn)行。

2.7物理與邏輯隔離

時(shí)間-頻率隔離：3個(gè)業(yè)務(wù)終端（“精制”“三遙”“用采”）使用不同的 PLMN接入網(wǎng)絡(luò)，分別滿速灌包3個(gè)終端，在網(wǎng)管上觀察 PRB的應(yīng)用情況和比例。全流量灌包時(shí)，“精制”、“配電”、“用采”作業(yè)的 RB分配應(yīng)達(dá)到1：1：8。頻率范圍為10 Mbit/s，1 s內(nèi)上升 RB總數(shù)30000，下降 RB總數(shù)20000，按1：1：8計(jì)算，“精細(xì)”、配電、“用采”上升 RB應(yīng)為3000/3000/24000，下降 RB應(yīng)為2000/2000/16000。

3測(cè)試結(jié)論

當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度為好、中、差和極差時(shí)，具有LTE-G1800 MHz和LTE-G230 MHz的“精控”業(yè)務(wù)的端到端延遲小于100 ms，并且延遲達(dá)100%。驗(yàn)證安全性、設(shè)備安全性、滲透性、隔離性測(cè)試等安全測(cè)試，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)負(fù)載控制終端無(wú)線專網(wǎng)接入精確負(fù)載控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地試驗(yàn)研究，包括試驗(yàn)環(huán)境、性能試驗(yàn)、安全性試驗(yàn)等，最后介紹了工程試驗(yàn)的應(yīng)用情況。期望的結(jié)果已得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。與光纖通信相比，無(wú)線專用網(wǎng)建設(shè)投資低，業(yè)務(wù)接入靈活，為大用戶、大容量靈活負(fù)荷數(shù)據(jù)接入，傳輸安全，響應(yīng)速度快提供了配套解決方案。不使用光纖通信，也不需要昂貴的鋪設(shè)光纖，無(wú)線專網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)高精度負(fù)荷控制業(yè)務(wù)接入的最佳方案，有著廣闊的應(yīng)用前景。

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