2.2 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的通信模型與體系架構(gòu)

信息通信網(wǎng)絡(luò)是支撐輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)信息可靠傳輸?shù)幕A(chǔ)平臺(tái)。現(xiàn)有的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)主要是采用傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場采集與簡單透傳到在線監(jiān)測主站方式，存在的問題主要有三個(gè)方面：①在線監(jiān)測采集信息僅限于（前端的）現(xiàn)場采集點(diǎn)與（后端的）主站，無法在采集現(xiàn)場充分共享和預(yù)處理，也造成后端信息集中存儲(chǔ)和傳輸困難；②在線監(jiān)測設(shè)備信息通信模型構(gòu)建方式與監(jiān)測信息種類、被監(jiān)測設(shè)備位置等因素緊密相關(guān)，從而限制了在線監(jiān)測設(shè)備的通用性，造成了在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)量和種類過多的問題；③通信網(wǎng)絡(luò)作為簡單的信息連接接口，未考慮通信網(wǎng)絡(luò)功能差異以及通信技術(shù)差異，容易造成通信網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。

建立基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的全站設(shè)備狀態(tài)信息通信模型和體系構(gòu)架的目標(biāo)是：解決物聯(lián)網(wǎng)與輸變電設(shè)備相結(jié)合的架構(gòu)問題，以及解決如何采用通信交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化的設(shè)備在線監(jiān)測和資產(chǎn)巡檢的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題。

針對本項(xiàng)任務(wù)的目標(biāo)和要求，總體工作完成情況如下：

1）建立基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的全站設(shè)備狀態(tài)信息通信模型和體系構(gòu)架，為關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)提供了設(shè)計(jì)模型參考。

2）提供了變電站和輸電線路的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，指導(dǎo)了變電站與輸電線路的通信網(wǎng)絡(luò)示范工程建設(shè)。

3）開發(fā)了無線路由器及其網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，為輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了通信驗(yàn)證手段。

在關(guān)鍵技術(shù)方面開展的研究工作和取得的成果主要有以下幾方面：

1）信息通信體系構(gòu)架方面，提出了在線監(jiān)測設(shè)備功能分層化的信息通信模型構(gòu)建策略，為變電站物聯(lián)網(wǎng)的分布式處理提供了設(shè)計(jì)方法。

2）在變電站和輸電線路的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方面，采用接入網(wǎng)與匯聚網(wǎng)的兩級通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過匯聚網(wǎng)絡(luò)的流量控制與通信流重定向解決通信網(wǎng)絡(luò)擁塞；提出了異構(gòu)雙網(wǎng)雙通道設(shè)計(jì)方法，提高了通信網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力并實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在線監(jiān)測與資產(chǎn)巡檢應(yīng)用的緊密結(jié)合；提出了在輸電線路采用無線Mesh +OPGW光纖的設(shè)計(jì)方案，為偏遠(yuǎn)地區(qū)輸電線路在線監(jiān)測信號的遠(yuǎn)距離傳輸提供了一種有效的手段。

3）完成了適應(yīng)于輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的WiFi無線路由器及其網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的樣機(jī)研制。結(jié)合定向天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對點(diǎn)遠(yuǎn)距離通信，單跳中繼距離不少于3km，穩(wěn)定帶寬大于30Mbit/s，比特誤碼率不超過10^-6；在Mesh組網(wǎng)方式下5跳的點(diǎn)對點(diǎn)無線中繼通信時(shí)延不大于500ms，路徑容錯(cuò)最短倒換時(shí)間不大于200s；網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對無線路由器的遠(yuǎn)程配置和故障管理。

2.2.1 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的通信體系架構(gòu)

輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2-9所示，通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)信息傳遞、路由和控制。輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)各層通信網(wǎng)絡(luò)的功能要求如下：

1）全景信息平臺(tái)支持輸變電設(shè)備全壽命周期管理的高級應(yīng)用，由交換機(jī)和路由器構(gòu)成的企業(yè)通信總線支持全景信息平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心之間的通信，通信前置關(guān)口設(shè)備實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)端的感知層的內(nèi)外網(wǎng)通信，并完成通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。

2）感知層由變電站和輸電線路上的設(shè)備狀態(tài)信息傳感網(wǎng)、電力公司內(nèi)部的運(yùn)行和運(yùn)維信息系統(tǒng)、外部的氣象和災(zāi)害等組成。感知層信息來源和種類復(fù)雜，需要解決復(fù)雜的通信流控制以及異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)調(diào)技術(shù)問題。

3）網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)全景信息平臺(tái)與傳感網(wǎng)之間的遠(yuǎn)程通信連接，需要解決多種通信協(xié)議接口和遠(yuǎn)程通信信號傳輸問題。由通信前置關(guān)口設(shè)備完成與不同傳感網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，主要采用光纖網(wǎng)絡(luò)解決遠(yuǎn)程通道問題。

（1）輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息通信結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場傳感網(wǎng)絡(luò)面臨復(fù)雜的狀態(tài)信息以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)難點(diǎn)。任務(wù)設(shè)計(jì)的變電站的信息通信網(wǎng)絡(luò)接口如圖2-10所示。

圖2-10所示的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了與傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，主要感知設(shè)備為：①主站通信關(guān)口服務(wù)器，連接主站服務(wù)器與站內(nèi)監(jiān)測主IED設(shè)備的通信關(guān)口服務(wù)器；②監(jiān)測主IED，具有標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850通信接口，具備在線監(jiān)測信息的采集、匯聚、預(yù)處理功能，具備分布式計(jì)算、存儲(chǔ)能力；③感知設(shè)備，包括傳感器和智能傳感器，具備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、多樣化的下行在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集通信接口，接收或發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)及控制指令，并執(zhí)行控制指令，二者的區(qū)別在于普通傳感器需將采集信息發(fā)送到主IED進(jìn)行61850化處理，而智能傳感器可直接將信息轉(zhuǎn)化為61850格式。構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備為：①匯聚網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)主站通信關(guān)口服務(wù)器與監(jiān)測主IED之間、監(jiān)控主IED之間的互聯(lián)；②接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器與監(jiān)測主IED之間的互聯(lián)；③網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對通信設(shè)備的協(xié)同控制。

為了適應(yīng)輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變，本任務(wù)提出在變電站采用“接入+匯聚”的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信的可管、可控。在輸變電信息設(shè)備與通信設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，通信網(wǎng)絡(luò)由站外核心網(wǎng)與站內(nèi)匯聚網(wǎng)和接入網(wǎng)組成。智能傳感設(shè)備感知信息（生數(shù)據(jù)）接入中間層的主IED設(shè)備，通過該設(shè)備處理加工為熟數(shù)據(jù)后，再將信息流匯聚交換至本地主站，或者再經(jīng)過核心網(wǎng)與遠(yuǎn)端主站相連。通信網(wǎng)絡(luò)的功能層次定義如下：接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)傳感層設(shè)備之間、中間層與傳感層設(shè)備之間的互通；匯聚網(wǎng)不僅實(shí)現(xiàn)中間層設(shè)備之間互通、站控層與中間層設(shè)備之間互通，而且引入通信流的控制監(jiān)管功能。另外，主IED也可作為通信關(guān)口設(shè)備隔離通信網(wǎng)絡(luò)的匯聚網(wǎng)與接入網(wǎng)，從而降低傳感層裝置對通信網(wǎng)絡(luò)的沖擊。全景信息中的部分信息（如視頻監(jiān)控）不通過主IED直接向上匯聚。

匯聚層功能模塊主要實(shí)現(xiàn)通信流綜合管控及監(jiān)視，接入層模塊實(shí)現(xiàn)接入控制功能并通過接入子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各類劃分，各模塊間接口主要實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交換與保護(hù)限制功能。通信設(shè)備實(shí)體功能見表2-13。

（2）輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

通信網(wǎng)絡(luò)一層設(shè)備不具備突發(fā)處理能力，數(shù)據(jù)處理能力差，動(dòng)態(tài)性能不佳，且業(yè)務(wù)通道分配不夠細(xì)；三層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)雜，協(xié)議穿透能力差，容易濾掉二層網(wǎng)絡(luò)信息，同類業(yè)務(wù)不在同一網(wǎng)段內(nèi)，大量有用信息容易被濾掉；二層設(shè)備具有MAC地址，廣播等信息的傳輸方便，易于管理。因此輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)宜采用簡單、可靠的二層網(wǎng)絡(luò)，并要防止廣播域過大造成廣播泛濫等不可控后果。

輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)的匯聚網(wǎng)絡(luò)采用匯聚交換機(jī)支持主IED設(shè)備之間互通。針對雙主IED互聯(lián)場景，匯聚交換機(jī)直接提供主IED之間的通信鏈路；而針對多主IED場景，匯聚交換機(jī)應(yīng)采用星形或環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

①雙星形（也可以是單星形）匯聚網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2-11所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)中心匯聚節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)中心節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通行控制管理，各主IED間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。在單星形結(jié)構(gòu)中，信息節(jié)點(diǎn)之間只有一條MMS連接，而雙星形為任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供兩個(gè)MMS連接。若中心節(jié)點(diǎn)與N節(jié)點(diǎn)相連接，平均時(shí)延均為t。單星形結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)的可靠性為

雙星形結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)的可靠性為

由于冗余機(jī)制其可靠性得到大幅提高。

②環(huán)形匯聚網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-12所示，主IED之間的信息流沿交換機(jī)之間的固定方向流動(dòng)，兩個(gè)主IED之間僅有一條工作邏輯鏈路（當(dāng)且僅當(dāng)一條物理鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，交換機(jī)RSTP協(xié)議才重新計(jì)算路徑），交換機(jī)1和交換機(jī)6是繞回物理線路進(jìn)行通信（如圖中虛線箭頭所示）。若交換機(jī)的個(gè)數(shù)為N，設(shè)匯聚交換機(jī)之間的時(shí)延為t，鏈路共有N-1跳，則最大時(shí)延為（N-1）·t，平均時(shí)延為

若主IED和交換機(jī)之間鏈路的可靠性為p，交換機(jī)之間的可靠性為q，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性為

在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，會(huì)影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；對分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難，施工方便但成本高，對交換機(jī)性能要求不高。在星形網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)要發(fā)送數(shù)據(jù)的主IED都將要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到中心節(jié)點(diǎn)，再由中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)送到其他IED節(jié)點(diǎn)，施工較復(fù)雜，適用于對中心節(jié)點(diǎn)交換機(jī)性能要求較高且?guī)挼膱龊稀?/p>

當(dāng)N大于2時(shí)，環(huán)形、單星形、雙星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可靠性有如下關(guān)系：

故選擇基于冗余機(jī)制的雙星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為匯聚層的組網(wǎng)方案。

由上述分析可知：通信網(wǎng)絡(luò)在匯聚網(wǎng)層構(gòu)成的雙星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有可靠性高、通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備少的優(yōu)點(diǎn)，但鏈路通道需要多；相對來說環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則在可靠性和通信節(jié)點(diǎn)數(shù)量方面較差，但光纖通道鋪設(shè)容易。

2.2.2 輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

1.復(fù)雜通信流控制

物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)信息以及分布式的信息處理，使得通信網(wǎng)絡(luò)中的IP/MAC通信流種類增加、帶寬和QoS（Quality of Servers，服務(wù)質(zhì)量）要求高、流向從縱向樹形發(fā)展成縱橫網(wǎng)狀流。通信流量控制是解決物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜性的關(guān)鍵技術(shù)：①為此采用DPI（Deep Packet Inspection，深度包檢測）、DFI（Deep Flow Inspec-tion，深度流檢測）流控技術(shù)，具體是采用BAS（Broadband Access Server，寬帶接入服務(wù)器）交換機(jī)，對進(jìn)入該交換機(jī)的通信流進(jìn)行“限制帶寬”“過濾通信包”“流向控制”；②通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中間增加匯聚層，構(gòu)成接入+匯聚的兩層結(jié)構(gòu)，不同智能采集設(shè)備之間通過匯聚層的BAS交換機(jī)實(shí)現(xiàn)信息交換，經(jīng)過重定向的兩跳通信連接以規(guī)范信息流向，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大負(fù)載（包括由于設(shè)備及其接口故障，如ARP攻擊構(gòu)成的廣播風(fēng)暴）條件下具有優(yōu)良的通信效果，所增加的時(shí)延完全可以控制在技術(shù)規(guī)范要求之內(nèi)。

流量控制技術(shù)通過設(shè)置不同類型的網(wǎng)絡(luò)接口隊(duì)列，從而改變數(shù)據(jù)包發(fā)送的速率和優(yōu)先級，達(dá)到流量控制的目的。流量控制框架主要由隊(duì)列規(guī)則、分類和過濾器組成。當(dāng)業(yè)務(wù)流傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)時(shí)，交換機(jī)中的分類和過濾器對到達(dá)的數(shù)據(jù)流處理后，存入不同優(yōu)先級隊(duì)列，并根據(jù)設(shè)置的規(guī)則（如帶寬、轉(zhuǎn)發(fā)接口、優(yōu)先級等）轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。若IEC61850交換機(jī)可以直接解析應(yīng)用層信息，從而保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的無延遲傳輸，其流程如圖2-13所示。

實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中并非所有交換機(jī)都具備流控功能，即使有流控功能也難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一策略配置，為此采用數(shù)據(jù)流重定向技術(shù)，通過匯聚網(wǎng)絡(luò)的高端交換機(jī)實(shí)現(xiàn)全變電站統(tǒng)一的控制策略，如圖2-14所示：綜合監(jiān)測單元之間和主IED之間的數(shù)據(jù)流均通過匯聚網(wǎng)交換機(jī)過濾。

業(yè)務(wù)流控流程如圖2-15所示，終端業(yè)務(wù)流分類，以VLAN標(biāo)識(shí)提供其通信網(wǎng)絡(luò)管理通信流量和設(shè)備。對于智能終端傳感器在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)流量標(biāo)識(shí)，直接上行到接入交換機(jī)，對于普通傳感器，接入交換機(jī)根據(jù)接入端口對上行數(shù)據(jù)流打上標(biāo)識(shí)。其次，接入控制規(guī)則應(yīng)用，包括隨機(jī)接入（參見IEEE802.11E定義）或輪詢Polling接入方式。IEEE802.11E和IEEE802.11協(xié)議均采用載波監(jiān)聽多址接入/避免碰撞（CSMA/CA）的退避原理，兩者最明顯的區(qū)別是前者通過提供對業(yè)務(wù)的區(qū)分服務(wù)實(shí)現(xiàn)對不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保證。如圖2-16所示為IEEE802.11E數(shù)據(jù)幀格式，在地址4/序列號控制字段后增加了2字節(jié)QoS控制字段，用來表示數(shù)據(jù)流的QoS信息。在輪詢機(jī)制中，接入點(diǎn)首先通知各個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽各自的分布式協(xié)作模式，并在自己的節(jié)點(diǎn)列表里選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。最后接入點(diǎn)發(fā)送CF.End信號來結(jié)束非競爭期，進(jìn)入競爭期周期。而業(yè)務(wù)流重定向是把流量定向到具備BAS功能的匯聚層交換機(jī)，進(jìn)行流量控制。

具備BAS功能的交換機(jī)對匯聚層流量進(jìn)行流量控制。包括報(bào)文分類和染色、流量監(jiān)管、流量整形、擁塞管理和擁塞避免等。其中流量監(jiān)管和流量整形主要采用令牌桶算法。典型情況下，令牌桶算法用來控制發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)的數(shù)目，并允許突發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)送。該機(jī)制基于令牌桶中是否存在令牌來決定何時(shí)可以發(fā)送流量。令牌桶中的每一個(gè)令牌都代表一個(gè)字節(jié)，如果令牌桶中存在令牌，則允許發(fā)送流量；如果令牌桶中不存在令牌，則不允許發(fā)送流量。因此，如果突發(fā)門限被合理地配置并且令牌桶中有足夠的令牌，那么流量就可以以峰值速率發(fā)送。令牌桶算法的基本工作流程如圖2-17所示，該算法允許最長字節(jié)的突發(fā)，但從長期運(yùn)行結(jié)果看，數(shù)據(jù)包的速率被限制成常量。對于在流量限制外的數(shù)據(jù)包可以以不同的方式處理：丟棄；排放在隊(duì)列中以便當(dāng)令牌桶中累積了足夠多的令牌時(shí)再傳輸；繼續(xù)發(fā)送，但需要做特殊標(biāo)記，網(wǎng)絡(luò)過載的時(shí)候?qū)⑦@些特殊標(biāo)記的包丟棄。

2.分布式處理網(wǎng)絡(luò)

參考IEC61850設(shè)計(jì)傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型，該通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將設(shè)備模型描述為物理設(shè)備（PhD）、邏輯設(shè)備（LD）以及功能邏輯節(jié)點(diǎn)（LN）。本任務(wù)首先確定了傳感網(wǎng)絡(luò)中通信和信息感知設(shè)備與IEC61850模型之間的關(guān)系，如圖2-18所示：主站通信關(guān)口、主IED和IED等物理設(shè)備（PhD）與協(xié)議中邏輯設(shè)備（LD）對應(yīng)，由于邏輯設(shè)備可以配置不同功能邏輯節(jié)點(diǎn)（LN），使得物理設(shè)備具有了不同的功能組合。IEC61850邏輯設(shè)備需要傳輸信息映射到通用性高的制造報(bào)文（MMS），該報(bào)文通過TCP/IP接口承載在通信網(wǎng)絡(luò)中。

依據(jù)上述模型確定了感知設(shè)備建模方法，物理設(shè)備通過邏輯設(shè)備之間的映射配置不同功能。功能節(jié)點(diǎn)配置原則是：①主站通信關(guān)口服務(wù)器依據(jù)與全景信息平臺(tái)交互信息種類確定功能節(jié)點(diǎn)LN種類；②監(jiān)測主IED依據(jù)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)要求選擇功能節(jié)點(diǎn)LN；③IED依據(jù)方便狀態(tài)信息現(xiàn)場采集選擇功能節(jié)點(diǎn)LN。

進(jìn)一步建立了物理設(shè)備與邏輯設(shè)備之間的動(dòng)態(tài)映射關(guān)系，支持物理設(shè)備之間的協(xié)同工作：①一個(gè)物理設(shè)備包含多個(gè)邏輯設(shè)備，從而減少了物理設(shè)備數(shù)量；②一個(gè)邏輯設(shè)備同時(shí)出現(xiàn)在多個(gè)物理設(shè)備中，從而在其中某個(gè)物理設(shè)備故障后仍然保障邏輯設(shè)備的功能服務(wù)持續(xù)性。

上述信息設(shè)備建模方法實(shí)現(xiàn)了信息在傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分布式處理，同時(shí)也將增加傳感網(wǎng)內(nèi)的通信復(fù)雜度，需要根據(jù)其處理方式提供TCP/IP通信接口。監(jiān)控主IED之間的分布式處理方法為：①IED直接將在線檢測狀態(tài)信息發(fā)往多個(gè)監(jiān)控主IED，監(jiān)控主IED建立多個(gè)IED設(shè)備的功能節(jié)點(diǎn)，通信網(wǎng)絡(luò)提供IED與主IED之間的多歸屬通信鏈路；②主IED之間間接交互IED狀態(tài)信息構(gòu)成分布式處理網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)提供主IED直接互聯(lián)通道。第一種方法實(shí)現(xiàn)簡單，但處理能力較弱。

為了配置傳感網(wǎng)絡(luò)信息處理，TCP/IP通信網(wǎng)絡(luò)分別采用匯聚網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：①高性能的匯聚網(wǎng)絡(luò)設(shè)備依據(jù)主站通信關(guān)口服務(wù)器與監(jiān)測主IED之間、監(jiān)測主IED之間的TCP/IP接口需求配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒙酚珊土骺匾?guī)則；②簡單的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)測主IED與IED之間的直接互聯(lián)。

最后，從工程方面考慮：①邏輯設(shè)備主要限制在一個(gè)變電站間隔，而主IED物理設(shè)備可以完成多個(gè)間隔的邏輯設(shè)備功能；②根據(jù)主IED設(shè)備接口的通信需求，采用星形或環(huán)形的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.2.3 輸變電設(shè)備通信網(wǎng)設(shè)計(jì)

1.輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息通信模型

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來了多樣化的信息與分布式處理等新的信息結(jié)構(gòu)，也需要建立新的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

采用IEC61850通信協(xié)議棧描述通信模型輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)，考慮IEC61850應(yīng)用協(xié)議與其信息傳輸報(bào)文MMS（制造報(bào)文規(guī)范）、TCP（傳輸控制協(xié)議）之間的映射、封裝關(guān)系。IEC61850數(shù)據(jù)包協(xié)議棧和映射過程分別如圖2-19、圖2-20所示，首先將IEC61850信息映射為MMS報(bào)文，再將封裝為MMS格式的PDU報(bào)文承載到IP網(wǎng)絡(luò)的TCP包中傳輸。由此可知：輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)氖荕MS報(bào)文，而通信網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)氖荰CP/IP報(bào)文（或者是MAC幀）。

2.變電站傳感網(wǎng)設(shè)計(jì)方法

（1）通信設(shè)備選擇

通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以選擇傳輸設(shè)備、交換設(shè)備和路由設(shè)備。傳輸設(shè)備如SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系網(wǎng)絡(luò)）、MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)），具有時(shí)延低、帶寬高、可靠性好、安全性高、資源利用率低、網(wǎng)絡(luò)靈活性差等特點(diǎn)，因此不適合物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的本地接入網(wǎng)。交換設(shè)備如二層或三層交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率高、通信協(xié)議簡單、帶寬利用率高，但是由交換設(shè)備構(gòu)成的二層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)需要依靠ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）廣播進(jìn)行尋址，容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，網(wǎng)絡(luò)的可控性差，需運(yùn)行STP（Spanning Tree Protocol，生成樹協(xié)議）或RSTP（Rapid Spanning Tree Protocol，快速生成樹協(xié)議）、IEEE802.1P（LAN Layer 2QoS/CoS Protocol for Traffic Prioritization）補(bǔ)充協(xié)議。路由設(shè)備如路由器可靠性及穩(wěn)定性好，但其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)雜，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率低，網(wǎng)絡(luò)配置不靈活，需要DHCPR（Dynamic Host Configuration Protocol Relay，DHCP中繼）或DHCP Server（DHCP服務(wù)器）等輔助功能實(shí)體。

結(jié)合輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性構(gòu)建輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)通信組網(wǎng)方案，其傳感層和中間層采用簡單的交換設(shè)備構(gòu)成基于接入和匯聚功能的二級網(wǎng)絡(luò)；變電站控制中心到遠(yuǎn)端調(diào)度或控制中心采用由路由設(shè)備構(gòu)成的三層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。

本地通信接入網(wǎng)完成傳感層數(shù)據(jù)的廣泛接入及相關(guān)的接入控制功能，實(shí)現(xiàn)終端傳感器、主IED等節(jié)點(diǎn)的匯聚、通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換、地址的映射、不同業(yè)務(wù)邏輯通道的劃分和隔離等功能。匯聚網(wǎng)除了實(shí)現(xiàn)對縱向數(shù)據(jù)流的匯聚和分發(fā)、流量監(jiān)管、終端設(shè)備的識(shí)別和認(rèn)證外，還實(shí)現(xiàn)中間層不同主IED之間、傳感層關(guān)聯(lián)傳感器之間的網(wǎng)狀互聯(lián)及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)控制功能。核心網(wǎng)路由器通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)端變電站控制中心和公司資產(chǎn)管理中心，其傳輸通道也可以是SDH/MSTP，或者是管道劃分能力更強(qiáng)的PTN（Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)。在滿足輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)業(yè)務(wù)之間（如變電站監(jiān)控、輸電線路監(jiān)控、視頻、語音等）安全隔離的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對信息采集、處理及對存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以進(jìn)行區(qū)分服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理。

本地網(wǎng)絡(luò)采用接入交換機(jī)加匯聚交換機(jī)組成的二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，變電站傳感層綜合監(jiān)測單元以有線網(wǎng)絡(luò)作為主，連接到接入交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、匯聚和上傳，中間層多個(gè)主IED通過點(diǎn)對多點(diǎn)的拓?fù)溥B接至匯聚交換機(jī)；備用網(wǎng)絡(luò)是無線AP（Wireless Access Point，無線接入訪問點(diǎn)）和Station（無線站點(diǎn)）組成的無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇辄c(diǎn)對多點(diǎn)，當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)可靠性的增加及流量分擔(dān)。資產(chǎn)管理終端移動(dòng)設(shè)備與AP之間采用無線鏈路進(jìn)行連接，同時(shí)，置于AP中的可配置防火墻將對非法無線設(shè)備的接入請求進(jìn)行過濾攔截。在設(shè)備參數(shù)選擇上，匯聚交換機(jī)采用具備BAS功能的三層交換機(jī)（一般在1000Mbit/s級別，能夠?qū)崿F(xiàn)對三層IP甚至四層TCP地址信息的解析），接入交換機(jī)采用（10/100Mbit/s）以太網(wǎng)交換機(jī)，無線接入點(diǎn)和無線站點(diǎn)采用2.4GHz或5.8GHz頻段的WiFi無線路由器（54Mbit/s）。

（2）復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的通信流管控設(shè)計(jì)

通信網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流方向復(fù)雜，中間層的主IED之間、主IED與站控層的主站之間、主IED與傳感層設(shè)備之間、傳感層關(guān)聯(lián)設(shè)備之間等都有數(shù)據(jù)流傳輸。本任務(wù)以中間層主IED為關(guān)口節(jié)點(diǎn)構(gòu)成獨(dú)立的二層的邏輯子網(wǎng)，從而限定了傳感層設(shè)備的ARP廣播、時(shí)鐘同步報(bào)文、組播等流量，傳感設(shè)備歸屬于有限幾個(gè)主IED關(guān)口節(jié)點(diǎn)（一般采用雙歸屬方式）；同時(shí)主IED也可作為一層或二層通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對縱向數(shù)據(jù)流的中繼或者轉(zhuǎn)發(fā)功能，滿足實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)快速透傳；對于一些不需要中間層設(shè)備預(yù)處理的業(yè)務(wù)，如視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，可直接通過接入交換機(jī)連接至匯聚交換機(jī)，上傳到主站系統(tǒng)，簡化通信業(yè)務(wù)處理流程。具體配置方案就是規(guī)劃不同的VLAN網(wǎng)段滿足業(yè)務(wù)安全隔離，接入交換機(jī)根據(jù)端口對業(yè)務(wù)流打上VLAN標(biāo)簽，透傳到匯聚交換機(jī)上行接口、解標(biāo)簽，進(jìn)入主站系統(tǒng)。匯聚交換機(jī)通過學(xué)習(xí)上行數(shù)據(jù)流，得到源MAC地址和其對應(yīng)的VLAN之間的綁定關(guān)系（或使用靜態(tài)MAC地址與VLAN綁定）。定義ACL（Access Control List，訪問控制列表）規(guī)則，當(dāng)有下行數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)不同的目的MAC，添加相應(yīng)的VLAN標(biāo)簽。另外，主IED之間、傳感層關(guān)聯(lián)傳感器之間互訪數(shù)據(jù)流必須先上行到匯聚交換機(jī)再回環(huán)下來，增加了網(wǎng)絡(luò)對本地業(yè)務(wù)交換的管控能力。

隨著輸變電物聯(lián)網(wǎng)智能終端數(shù)量增加，通信設(shè)備及其接口的故障概率隨之增大，為此需要檢測故障情況下通信網(wǎng)絡(luò)在處理業(yè)務(wù)流量時(shí)的穩(wěn)定性。在利用ARP包模擬廣播風(fēng)暴故障產(chǎn)生的場景中進(jìn)行數(shù)據(jù)連通性測試時(shí)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)近于癱瘓，而在本節(jié)所提出的組網(wǎng)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)最大時(shí)延小于100ms，依然滿足在線監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

（3）變電站網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)

1）采用802.1X身份認(rèn)證和授權(quán)，如圖2-21所示，可以配合企業(yè)已有的身份認(rèn)證服務(wù)器來進(jìn)行身份認(rèn)證和密鑰分發(fā)。

2）地址過濾技術(shù)作為平臺(tái)安全性保障之一，必須嚴(yán)格地區(qū)分授權(quán)設(shè)備和非授權(quán)設(shè)備，應(yīng)用MAC、IP地址過濾功能，如圖2-22所示，平臺(tái)可以控制鏈路層上網(wǎng)絡(luò)的無線設(shè)備及有線設(shè)備，允許授權(quán)的設(shè)備進(jìn)入，并拒絕未授權(quán)的設(shè)備接入，例如：對設(shè)備的授權(quán)由MAC List控制，從而為整個(gè)平臺(tái)提供更好的安全保障。變電站內(nèi)匯聚網(wǎng)采用具備BAS功能的交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)過濾功能。

3）信息隔離技術(shù)，輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)位于電力系統(tǒng)的管理信息大區(qū)，在變電站內(nèi)部也存在不同的信息子系統(tǒng)（主站服務(wù)器、主IED等），因此，需要在這些信息子系統(tǒng)中接入電力設(shè)備的防火墻，過濾通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息，僅允許符合特定規(guī)則的數(shù)據(jù)包通過。另一方面，變電站內(nèi)多樣化的輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息流在相同通信物理網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)，需要將物理網(wǎng)絡(luò)劃分出不同的邏輯子網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸之間的相互隔離，以保證信息安全。綜合考慮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、性能指標(biāo)因素，選擇二層VLAN隔離。

4）異構(gòu)雙網(wǎng)雙通道融合技術(shù)，電站的通信網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)該解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力和通道可靠性問題，為此在變電站設(shè)計(jì)了有線與無線結(jié)合的異構(gòu)雙網(wǎng)雙通道結(jié)構(gòu)，如圖2-23所示：①配合物聯(lián)網(wǎng)信息采集與信息處理之間的深度互聯(lián)，智能采集設(shè)備與主IED設(shè)備之間構(gòu)成了“手拉手”的雙通信鏈路，主IED設(shè)備之間構(gòu)成了多通道互聯(lián)；②采用無線與有線通信網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)組網(wǎng)，因異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有不同鏈路故障模式（有線帶寬高、傳輸穩(wěn)定、但線纜故障排查困難，無線信道容量低、但沒有線纜故障問題），從而提高了連接可靠性；③異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)解決了在線監(jiān)測與資產(chǎn)管理巡檢信息互聯(lián)之間的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問題，無線網(wǎng)絡(luò)獲得資產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場標(biāo)識(shí)（RFID）、有線網(wǎng)絡(luò)推送巡檢設(shè)備狀態(tài)信息和歷史數(shù)據(jù)。

（4）參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)

本任務(wù)采用了網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)上述異構(gòu)雙網(wǎng)控制協(xié)同，在通信設(shè)備中對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口帶寬、無線加密、路由增加刪減等重要參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，網(wǎng)絡(luò)控制模塊的主要功能包括以下幾個(gè)：

1）路由控制，添加和刪減網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由，支持的路由配置參數(shù)見表2-14。

2）組網(wǎng)控制，輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)內(nèi)部的每一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，管理平臺(tái)應(yīng)能對每一臺(tái)設(shè)備的組網(wǎng)進(jìn)行控制，組網(wǎng)的控制主要通過網(wǎng)絡(luò)接口的參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)，對網(wǎng)絡(luò)接口的配置需包含如表2-15所示的參數(shù)。

3）無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作于與普通無線網(wǎng)絡(luò)不同的環(huán)境之中，在變電設(shè)備繁多的變電站環(huán)境中，通常多臺(tái)無線設(shè)備一塊運(yùn)行，減少無線設(shè)備之間的干擾，降低誤碼率顯得尤為重要。為提高數(shù)據(jù)傳輸效率、減少傳輸?shù)母蓴_，管理平臺(tái)對無線的特性進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置。同時(shí)，為防止監(jiān)測數(shù)據(jù)被竊取和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)被入侵，對SSID廣播和MAC過濾，無線控制模塊實(shí)現(xiàn)如表2-16所示的參數(shù)配置。

4）網(wǎng)絡(luò)接口帶寬控制，如表2-17所示，連接于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，每一個(gè)接口所需要承擔(dān)的網(wǎng)絡(luò)流量各不相同。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)化，管理平臺(tái)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口的帶寬進(jìn)行配置。

3.輸電線路傳感網(wǎng)設(shè)計(jì)方法

輸電線路上的數(shù)據(jù)采集，是通過安裝在輸電桿塔上的傳感器設(shè)備完成的。一般是依據(jù)電力通信IEC60870-5-101規(guī)約和IEC60875-5-104規(guī)約封裝數(shù)據(jù)，并通過通信網(wǎng)絡(luò)傳回到信息中心，通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要為點(diǎn)對點(diǎn)、多點(diǎn)對點(diǎn)。

（1）輸電線路在線監(jiān)測信息遠(yuǎn)傳通信技術(shù)選擇

采用無線通信支持物聯(lián)網(wǎng)感知和信息遠(yuǎn)傳是輸電線路的通常方法，一般采用電信運(yùn)營商的無線公網(wǎng)進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的無線通信方式采用2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，但都是采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。以GPRS為例，終端數(shù)據(jù)依次經(jīng)過運(yùn)營商無線接入網(wǎng)、IP承載網(wǎng)、企業(yè)接入網(wǎng)到電力信息網(wǎng)絡(luò)，如圖2-24所示。

無線公網(wǎng)運(yùn)營商提供的服務(wù)種類和數(shù)據(jù)速率受限，也難以滿足監(jiān)測的可靠性要求，運(yùn)行維護(hù)成本高也是現(xiàn)實(shí)問題。無線公網(wǎng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)往往沒有充分的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，尤其是不能滿足電力輸電線路的環(huán)境要求。另外，GPRS支持節(jié)點(diǎn)GGSN（Gateway GPRS Support Node，GPRS支持節(jié)點(diǎn)）要對傳送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾，因此存在TCP的虛假連接。電信公網(wǎng)在輸電線路在線監(jiān)測應(yīng)用上存在先天缺陷。因此，針對電力通信專網(wǎng)應(yīng)用，如圖2-25所示，采用TD-LTE核心技術(shù)開發(fā)了基于230MHz頻點(diǎn)的TD-LTE 230無線寬帶通信系統(tǒng)。TD-LTE230電力無線通信專網(wǎng)的作用就是在遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊與后臺(tái)主站之間提供安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，并提供對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和遠(yuǎn)端通信模塊的配置和管理功能。TD-LTE230采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，組網(wǎng)靈活，采用OFDM、MIMO等技術(shù)，使系統(tǒng)性能上有很大提升（20MHz帶寬下，峰值速率下行100Mbit/s、上行50Mbit/s）。但是LTE230仍然屬于面覆蓋的蜂窩組網(wǎng)體制，而輸電線路屬于線狀拓?fù)洌涓C移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)和運(yùn)維成本方面有較多困難。

本任務(wù)提出了采用無線Mesh網(wǎng)絡(luò)與電力OPGW光傳輸相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)解決方案，輸電線路上OPGW光纖為電力遠(yuǎn)程調(diào)度提供了可靠的通信，同時(shí)也為輸電線路上的在線監(jiān)控設(shè)備提供了信息傳輸?shù)墓歉赏ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。無線Mesh網(wǎng)絡(luò)將輸電線路上多級桿塔信息采用無線中繼方式匯聚到OPGW的信息匯聚點(diǎn)，從而減少OPGW光纖的開口次數(shù)。在每一個(gè)桿塔處布置一個(gè)無線傳輸節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)通過使用高增益的定向天線，配合適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率控制，滿足不同傳輸距離下的遠(yuǎn)距離通信。該節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)以下功能：①收集線路桿塔上傳感器采集到的信息，并傳遞到變電站；②信息的中繼傳輸，實(shí)現(xiàn)臨近桿塔之間通信。

無線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以選擇WiFi、ZigBee或者是WiMAX技術(shù)，由于ZigBee只能達(dá)到200kbit/s帶寬，WiMAX是國家禁止使用的技術(shù)。綜合考慮通道帶寬和技術(shù)成熟度，本任務(wù)以無線WiFi技術(shù)為基礎(chǔ)，采用2.4GHz或5.8GHz開放頻段的無線Mesh技術(shù)作為工程實(shí)現(xiàn)捷徑，實(shí)際測得偏遠(yuǎn)地區(qū)一般沒有無線干擾，如圖2-26所示。

（2）無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程通信能力

無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)是IEEE802.11協(xié)議簇的WiFi，其通信節(jié)點(diǎn)之間需要實(shí)現(xiàn)數(shù)公里的遠(yuǎn)程通信。為此，需要考慮功率、無線資源、協(xié)議等限制條件。輸電走廊信息節(jié)點(diǎn)沿桿塔呈線性分布，使用高天線增益，可以在滿足無線電管理委員會(huì)的規(guī)定條件下提高通信傳輸距離。例如：若收發(fā)側(cè)均采用增益為20dBi，接收靈敏度為-75dBm的定向天線時(shí)，設(shè)置發(fā)射功率為500mW便可以提供5km通信距離。傳輸距離不僅與發(fā)射、接收功率相關(guān)，也受到其鏈路層的接入控制協(xié)議影響。WiFi采用了CSMA/CA為基礎(chǔ)的隨機(jī)接入控制協(xié)議。綜合可以獲得距離與吞吐量之間的關(guān)系，見表2-18，采用802.11g，實(shí)現(xiàn)最高54Mbit/s的物理層傳輸速率。隨著距離的增加，WiFi節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞的概率也增加，其通信帶寬呈階梯形減小，時(shí)延增加呈階梯形上升，通信距離在3km以內(nèi)的環(huán)境，可以直接使用點(diǎn)對點(diǎn)的拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)。

（3）無線Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無線Mesh主要可以采用級聯(lián)拓?fù)浜铜h(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中級聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-27所示，通過位于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)遠(yuǎn)端WiFi中繼接口級聯(lián)通信方式，實(shí)現(xiàn)OPGW光纖上的交換機(jī)或者是位于無線公網(wǎng)覆蓋區(qū)的無線通信節(jié)點(diǎn)的接口互聯(lián)。

環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過位于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)WiFi中繼接口組成如圖2-28所示的環(huán)狀拓?fù)渫ㄐ欧绞剑?shí)現(xiàn)與OPGW光纖上的交換機(jī)接口互聯(lián)。環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)通過通信線路組成閉合回路，增加了環(huán)中數(shù)據(jù)鏈路，提高了傳輸帶寬，但增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，占用了無線頻點(diǎn)資源。

環(huán)狀結(jié)構(gòu)的時(shí)延與級聯(lián)結(jié)構(gòu)的時(shí)延類似，只與最遠(yuǎn)兩端跳轉(zhuǎn)次數(shù)有關(guān)，帶寬是級聯(lián)結(jié)構(gòu)的2倍。在跳轉(zhuǎn)次數(shù)不同的情況下，不同跳轉(zhuǎn)次數(shù)對應(yīng)的時(shí)延見表2-19。

（4）輸電線路信息安全技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)使用開放無線頻段作為傳輸媒介，相對于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，更容易遭遇攻擊。應(yīng)采用多種技術(shù)為平臺(tái)中信息安全提供保障，這些技術(shù)包括：

1）接入與認(rèn)證技術(shù)，WPA2依照IEEE 802.11i標(biāo)準(zhǔn)對安全性做了進(jìn)一步的加強(qiáng)，特別是采用CCMP（計(jì)數(shù)器模式密碼塊鏈消息完整碼協(xié)議）信息認(rèn)證碼和AES加密算法。WPA中還包含了802.1X身份認(rèn)證，可以配合企業(yè)已有的身份認(rèn)證服務(wù)器來進(jìn)行身份認(rèn)證和密鑰分發(fā)。

2）應(yīng)用MAC地址過濾功能，可以控制鏈路層上網(wǎng)絡(luò)的無線設(shè)備及有線設(shè)備，允許授權(quán)的設(shè)備進(jìn)入，并拒絕未授權(quán)的設(shè)備接入，從而為整個(gè)平臺(tái)提供更好的安全保障。

3）除了在接入網(wǎng)絡(luò)中鏈路層上設(shè)置安全防范措施外，還需要更高的層次設(shè)置一系列的規(guī)則，過濾整個(gè)通過該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場無線路由器內(nèi)置防火墻，自定義網(wǎng)絡(luò)過濾的規(guī)則（包括端口轉(zhuǎn)發(fā)、DMZ、遠(yuǎn)程接入控制）。

4）由于線路上存在不同種類的物聯(lián)網(wǎng)信息都共用相同的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的物理通道，同時(shí)部署在外面的輸電線路更應(yīng)考慮安全問題。為此需要采用VPN技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嫺綦x，若同時(shí)考慮信道加密，則可以采用IPSec技術(shù)，如圖2-29所示。

物聯(lián)網(wǎng)引入輸變電設(shè)備在線監(jiān)測與資產(chǎn)管理中引發(fā)了信息結(jié)構(gòu)改進(jìn)，促進(jìn)了信息在不同層面之間以及同層之間的流動(dòng)。為此，本任務(wù)定義了新的信息結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的通信架構(gòu)，在傳統(tǒng)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)中增加了通信匯聚層，并為此設(shè)計(jì)了信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及對應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對變電站內(nèi)的在線監(jiān)測與資產(chǎn)管理，確定了相應(yīng)的通信技術(shù)以及通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。最后，針對輸電線路探索了以WiFi無線通信與OPGW光纖通信方式結(jié)合，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)輸電線路信號長距離傳輸?shù)募夹g(shù)，提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)方案。

2.2.4 路由器開發(fā)及驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)

1.無線路由器及管理平臺(tái)開發(fā)

（1）無線路由器平臺(tái)研發(fā)需求

為滿足輸電線路和變電站無線信號全覆蓋、輸電線路遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男枨蟆Ｔ谥С帧盁o線點(diǎn)對點(diǎn)”長距離傳輸?shù)幕A(chǔ)上，該路由器支持無線Mesh組網(wǎng)。具體可以基于無線中繼模式（WDS），也可采用背靠背的有線中繼模式。在區(qū)域覆蓋中為了解決移動(dòng)設(shè)備業(yè)務(wù)連續(xù)性問題，要求多個(gè)無線基站實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)跨區(qū)切換；其次，為了保障通信設(shè)備以及無線通道的可靠性，該路由器應(yīng)具備可管理、可控制特點(diǎn)；該路由器需要支持無線鏈路加密、設(shè)備信息隱藏。另外，為滿足輸電線路對電源供應(yīng)的苛刻需求，路由器應(yīng)采用定時(shí)休眠與主動(dòng)喚醒、被動(dòng)喚醒的省電機(jī)制。最后，為實(shí)現(xiàn)對輸變電物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步實(shí)行與在線監(jiān)測設(shè)備的統(tǒng)一管理，應(yīng)該采用集中的設(shè)備管理系統(tǒng)。

（2）無線路由器硬件

硬件是支持路由器性能的基礎(chǔ)條件，路由器選擇高性能處理器（CPU：1GHz）以及大緩存資源（64MB RAM，128MB Flash）。無線網(wǎng)卡支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n，同時(shí)支持AP與STA兩種工作模式。對于輸電線路，遠(yuǎn)距離傳輸是基本要求，因此使用的定向天線增益適應(yīng)不同的傳輸距離：在進(jìn)行3km的遠(yuǎn)距離通信時(shí)，收發(fā)端均適用增益為24dBi的定向天線；而對于距離為1km及以內(nèi)的場景，收發(fā)端均可以使用18dBi的天線。這樣在保障接收端有足夠的信號增益條件下，避免了主瓣寬帶過窄引起的天線對準(zhǔn)困難。無線路由器的系統(tǒng)硬件如圖2-30所示。

圖2-30中包括如下硬件模塊：

1）核心處理器具備500Mbit/s以上的處理速度，以保證路由處理能力。

2）系統(tǒng)內(nèi)存DDR SDRAM的容量需達(dá)到32MB以上。

3）外存儲(chǔ)器NAND Flash，存放操作系統(tǒng)映像文件、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序和Bootloader。

4）WAN接口提供接入有線網(wǎng)絡(luò)的接口。

5）LAN接口提供有線局域網(wǎng)接口。

6）PCMCIA接口提供與無線接入模塊連接的接口。

（3）路由器軟件平臺(tái)

操作系統(tǒng)Linux 2.6.30版本及以上，以O(shè)penWrt為基礎(chǔ)平臺(tái)。設(shè)計(jì)的主要功能模塊有如下兩個(gè)：

1）功耗控制模塊。

采用“上行同步喚醒和下行異步喚醒模式”關(guān)閉功耗較高的通信模塊。利用時(shí)間同步機(jī)制，可以準(zhǔn)確地喚醒上行傳輸鏈路上的所有通信設(shè)備。其次，異步喚醒模式使通信設(shè)備即使在休眠狀態(tài)下也能夠立即檢測到該控制指令。

2）無線子系統(tǒng)。

它是實(shí)現(xiàn)無線鏈路信號廣播、接入控制、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)暮诵哪K，主要功能特性有：①安全控制：支持多種無線網(wǎng)絡(luò)加密方式，能充分保證用戶數(shù)據(jù)的安全傳輸，包括：WEP64/WEP128/TKIP/CCMP（AES）WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。②可以直接指定模塊的工作信道，從而達(dá)到加快聯(lián)網(wǎng)速度以及防止信道之間干擾的目的。③根據(jù)802.11協(xié)議規(guī)定，不同的無線網(wǎng)絡(luò)可以具有相同的網(wǎng)絡(luò)名稱（也就是SSID/ESSID），但是必須對應(yīng)一個(gè)唯一的BSSID地址。非法入侵者可以通過建立具有相同的SSID/ESSID的無線網(wǎng)絡(luò)的方法，從而造成網(wǎng)絡(luò)的泄密。通過BSSID地址綁定的方式，可以防止STA接入到非法的網(wǎng)絡(luò)，從而提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。④支持基于802.11協(xié)議的無線漫游功能，由多個(gè)AP共同創(chuàng)建一個(gè)具有相同的SSID/ESSID的無線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)拓展服務(wù)集。每個(gè)AP用來覆蓋不同的區(qū)域，隨著STA的移動(dòng)自動(dòng)在不同的AP之間切換。⑤同時(shí)存在AP（Access Point）與STA（Station）兩種工作模式的接口并可以同時(shí)運(yùn)行，用于實(shí)現(xiàn)在輸電線路上信息的多跳傳輸。⑥支持多虛擬接入點(diǎn)（Virtual Access Point，VAP），可以根據(jù)站點(diǎn)的業(yè)務(wù)類型來連接到不同的VAP，簡化了路由器接入的管理。⑦無線路由器可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)特性設(shè)置不同的數(shù)據(jù)分片閾值、匯聚閾值來優(yōu)化無線傳輸?shù)乃俾省?/p>

（4）無線安全設(shè)計(jì)

路由器無線鏈路的安全通過WPA/WPA2/MAC網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的過濾策略、SSID隱藏實(shí)現(xiàn)無線信道和設(shè)備安全：①無保障無線接入的安全，采用WPA/WPA2加密無線信道，支持RC4、AES、TKIP加密算法和CCMP加密協(xié)議對，防止未被允許的站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。WPA/WPA2是一種高可靠性的加密方式，所以對設(shè)備計(jì)算性能的消耗也更為巨大。為保證平臺(tái)的數(shù)據(jù)吞吐量，在平臺(tái)設(shè)備中采用專門的硬件模塊進(jìn)行加解密和完整性校驗(yàn)計(jì)算。②應(yīng)用MAC地址過濾功能，平臺(tái)可以控制鏈路層上網(wǎng)絡(luò)的無線及有線終端設(shè)備，允許授權(quán)的設(shè)備進(jìn)入，并拒絕未授權(quán)的設(shè)備接入；③輸變電線路通信網(wǎng)絡(luò)中的無線信道暴露于公共視野中，模塊通過隱藏SSID信息以提升無線鏈路的安全。

（5）遠(yuǎn)程控制管理模塊設(shè)計(jì)

因輸變電無線路由一般部署于遠(yuǎn)離市區(qū)的環(huán)境，需要一套可遠(yuǎn)程對無線路由器進(jìn)行監(jiān)測和控制的系統(tǒng)來遠(yuǎn)程控制管理，GUI界面如圖2-31所示。

監(jiān)控模塊需能夠遠(yuǎn)程檢查無線路由器的內(nèi)存使用率、存儲(chǔ)空間剩余量、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等運(yùn)行狀態(tài)，并能夠通過直觀的用戶界面，方便用戶快速掌握路由器的運(yùn)行情況，以提高管理人員巡檢和管理的效率，為系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。功能包括：①系統(tǒng)私有資源和運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)控，如CPU利用率、內(nèi)存使用情況、磁盤空間、系統(tǒng)時(shí)間、系統(tǒng)進(jìn)程數(shù)、表空間大小等；②大多數(shù)應(yīng)用程序都是通過TCP/IP端口向外部提供服務(wù)，如HTTP服務(wù)、FTP服務(wù)等，因此管理平臺(tái)應(yīng)能夠通過檢測目標(biāo)端口能否正常打開來判斷這些服務(wù)是否在正常運(yùn)行；③檢測主機(jī)是否在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由于所有被監(jiān)控主機(jī)都分配有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)IP地址，可通過ICMP包對這些設(shè)備進(jìn)行探測，如果無法正常接收到回應(yīng)數(shù)目的數(shù)據(jù)包即說明對端存在嚴(yán)重的問題（掉電、系統(tǒng)崩潰、硬件損壞等）；④通過用戶權(quán)限控制，不同身份的用戶登錄系統(tǒng)管理平臺(tái)后，只能看到自己負(fù)責(zé)的那部分設(shè)備的監(jiān)控情況。

在設(shè)備新增、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，遠(yuǎn)程控制模塊需可以對設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口帶寬、無線參數(shù)、路由增加刪減等重要參數(shù)進(jìn)行配置，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，也能夠遠(yuǎn)程對這些無線路由器進(jìn)行恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置或系統(tǒng)重啟等控制，其需要實(shí)現(xiàn)的控制功能主要有：①在一臺(tái)被控制設(shè)備需要添加到管理平臺(tái)時(shí)，只要填寫正確的IP地址和執(zhí)行控制的端口號，便可以添加到平臺(tái)里，成為一個(gè)被監(jiān)控的對象。信息包括：給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備取的名字、IP地址、執(zhí)行控制的端口號等。②能夠添加和刪減網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由，在組網(wǎng)或是網(wǎng)絡(luò)組織變動(dòng)的時(shí)候，方便運(yùn)維管理人員進(jìn)行維護(hù)。③對無線的控制是整個(gè)管理模塊的主要功能，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作于與普通無線網(wǎng)絡(luò)不同的環(huán)境之中，在變電設(shè)備繁多的變電站環(huán)境中，通常有多臺(tái)無線設(shè)備一塊兒運(yùn)行，可遠(yuǎn)程對無線設(shè)備的特性參數(shù)進(jìn)行配置，對減少無線設(shè)備之間的干擾、降低誤碼率、提高數(shù)據(jù)傳輸效率具有不可或缺的作用。對無線設(shè)備的控制主要包括：接口開啟關(guān)閉、安全設(shè)置、通道選項(xiàng)、無線特性、傳輸功率這幾個(gè)方面的控制。④網(wǎng)絡(luò)帶寬是通信網(wǎng)絡(luò)的資源，資源的分配在網(wǎng)絡(luò)控制中尤為重要。連接于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常有幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，每一個(gè)接口所需要承擔(dān)的網(wǎng)絡(luò)流量各不相同。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)化，管理模塊應(yīng)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口的帶寬進(jìn)行配置。⑤在被控設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，管理模塊能夠遠(yuǎn)程對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)和設(shè)備重啟等操作。

該路由器添加了遠(yuǎn)程控制管理模塊，可以遠(yuǎn)程對無線的路由器進(jìn)行控制和在線監(jiān)測，解決了在變電站、高壓電塔等環(huán)境中運(yùn)維人員不便近前維護(hù)的問題，同時(shí)也提升了輸變電通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理效率，為網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可維護(hù)性提供了保障。支持在變電站多個(gè)路由器組網(wǎng)，為移動(dòng)設(shè)備提供跨AP移動(dòng)功能。無線路由器對輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)信息進(jìn)行了分類，并進(jìn)行了優(yōu)先級和帶寬的分配，提供各種業(yè)務(wù)對時(shí)延和帶寬的區(qū)別服務(wù)。路由器管理平臺(tái)擴(kuò)展后，可以支持IED等智能終端裝置的統(tǒng)一管理。

2.輸變電設(shè)備傳感網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用

（1）大鎮(zhèn)線輸電線路通信網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施

大鎮(zhèn)線1#至40#塔的經(jīng)緯度信息三維地圖如圖2-32所示，在WiFi通信距離的設(shè)計(jì)上，兩點(diǎn)之間的有效傳輸距離按照6～8公里設(shè)計(jì)，實(shí)際部署時(shí)，按照3公里左右部署。

1）WiFi熱點(diǎn)布點(diǎn)規(guī)劃1。

如圖2-33所示：選取各線路段地址較高的1#塔、15#塔、20#塔、29#塔、40#塔為WiFi熱點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)中繼，同時(shí)1#塔、15#塔、20#塔、40#塔為監(jiān)測點(diǎn)，也有利于采集數(shù)據(jù)的接入。五基桿塔之間基本兩兩可視，其直線距離依次為：3600m、2040m、2010m、3280m，基本在3km左右，符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

2）備用WiFi熱點(diǎn)布點(diǎn)規(guī)劃2。

如圖2-34所示：選取各線路段地址較高的1#塔、9#塔、15#塔、20#塔、28#塔、33#塔、40#塔為WiFi熱點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)中繼，同時(shí)1#塔、15#塔、20#塔、40#塔為監(jiān)測點(diǎn)，也有利于采集數(shù)據(jù)的接入。同時(shí)此方案下，兩點(diǎn)之間需中繼的距離更短，兩點(diǎn)之間確定可視。

七基桿塔之間基本兩兩可視，其直線距離依次為：2280m、1450m、1950m、1820m、1660m、1890m，基本在2km左右，完全符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

在通信系統(tǒng)驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)中，依據(jù)變電站和輸電線路應(yīng)用場景考慮大鎮(zhèn)輸電線路上實(shí)施通信工程。本書提出的異構(gòu)雙網(wǎng)雙通道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在線監(jiān)測與資產(chǎn)管理結(jié)合；在大鎮(zhèn)線驗(yàn)證了本任務(wù)采用WiFi的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支撐了偏遠(yuǎn)線路的在線監(jiān)測。

（2）大理下關(guān)變電站典型組網(wǎng)驗(yàn)證

具體配置方案：在規(guī)劃VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)）時(shí)給不同的部門分配不同的VLAN ID段，上下行業(yè)務(wù)使用相同的VLAN通道。接入交換機(jī)根據(jù)端口對上行業(yè)務(wù)流打上VLAN標(biāo)簽，透傳到匯聚交換機(jī)上行接口、解標(biāo)簽，進(jìn)入主站系統(tǒng)。匯聚交換機(jī)通過學(xué)習(xí)上行數(shù)據(jù)流，得到源MAC（Media Access Control，媒體接入控制）地址和其對應(yīng)的VLAN之間的綁定關(guān)系（或使用靜態(tài)MAC地址與VLAN綁定）。定義ACL（Access Control List，訪問控制列表）規(guī)則，當(dāng)有下行數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)不同的目的MAC，添加相應(yīng)的VLAN標(biāo)簽。

通常輸變電通信網(wǎng)絡(luò)帶寬為1～2Mbit/s，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，使本地流量急劇上升，所以這里設(shè)定20Mbit/s為重負(fù)荷。在IEC61850-5：2003規(guī)約中，測試了單個(gè)100Mbit/s交換機(jī)在低負(fù)載（小于1Mbit/s）時(shí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延為0.04ms，如圖2-35左下角所示。在此基礎(chǔ)上參考IEC61850規(guī)約對其承載網(wǎng)絡(luò)的通信需求，分別對單節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對多點(diǎn)樹狀網(wǎng)絡(luò)和多點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)的補(bǔ)充測試，測試結(jié)果如圖2-35～圖2-38所示。

圖2-35和圖2-36分別為有線網(wǎng)絡(luò)及有線與無線混合網(wǎng)絡(luò)時(shí)延測試。隨著負(fù)載增大，網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延均增加，其中混合組網(wǎng)時(shí)延大于有線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延；相比于單節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和樹狀網(wǎng)絡(luò)而言，多點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時(shí)延增加幅度最大。當(dāng)負(fù)載為20Mbit/s時(shí)，多點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延最大且為20ms。

對比傳統(tǒng)兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（接入層+核心層）在重負(fù)荷時(shí)時(shí)延高達(dá)8000ms甚至網(wǎng)絡(luò)無法聯(lián)通，增加了匯聚層以后，輕負(fù)荷（2Mbit/s）時(shí)延為2ms，重負(fù)荷（20Mbit/s）時(shí)延為20ms，滿足IEC61850實(shí)時(shí)性要求。

通信網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)延抖動(dòng)對通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步影響較大。多組（共20組）數(shù)據(jù)測試結(jié)果如圖2-37和圖2-38所示，有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)中的多點(diǎn)對多點(diǎn)通信時(shí)延抖動(dòng)最明顯，最大達(dá)到約1.1ms，從數(shù)量級上不會(huì)影響CAC/CMA對時(shí)誤差要求（不超過5s）。

利用ARP包模擬廣播風(fēng)暴故障產(chǎn)生的場景中進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)通性測試，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)近于癱瘓，而該網(wǎng)絡(luò)最大時(shí)延小于100ms，依然滿足IEC61850實(shí)時(shí)性要求。