PLC PRIME W SYSTEMACH ZDALNEGO ODCZYTU. Emil Michta Uniwersytet Zielonogórski Instytut Metrologii Elektrycznej e.michta@ime.uz.zgora.



Podobne dokumenty
TECHNOLOGIA SZEROKOPASMOWEJ KOMUNIKACJI PLC DLA SYSTEMÓW SMART GRID I SMART METERING.

TECHNOLOGIA SZEROKOPASMOWEJ KOMUNIKACJI PLC DLA SYSTEMÓW SMART GRID I SMART METERING.

Referencyjny model OSI. 3 listopada 2014 Mirosław Juszczak 37

Przesyłania danych przez protokół TCP/IP

precyzja pomiaru m e t ering solu t ion s Zintegrowany system odczytu i rozliczeń mediów MBUS Radio, MBUS Line

Wdrażanie systemów z funkcjami SMART METERING

Komunikacja w sieciach komputerowych

Podstawy Transmisji Danych. Wykład IV. Protokół IPV4. Sieci WAN to połączenia pomiędzy sieciami LAN

Pytanie 1 Z jakich protokołów korzysta usługa WWW? (Wybierz prawidłowe odpowiedzi)

Przyjaciel Wrocławia. Infrastruktura w Projekcie AMI Smart City Wrocław

Podstawy Informatyki. Inżynieria Ciepła, I rok. Wykład 13 Topologie sieci i urządzenia

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ ADRESACJA W SIECIACH IP. WSTĘP DO SIECI INTERNET Kraków, dn. 24 października 2016r.

MASKI SIECIOWE W IPv4

Adresy w sieciach komputerowych

Projekt AMIplus Opis modelu komunikacji modułu wireless M-BUS wersja r.

Model OSI. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Sieci Komputerowe. Wykład 1: TCP/IP i adresowanie w sieci Internet

Wpisz ID i nazwę Projektu. Instalacja AMIplus. Opis modelu komunikacji modułu wireless M-BUS w licznikach AMI. wersja r.

ZiMSK. VLAN, trunk, intervlan-routing 1

BRINET Sp. z o. o.

PTPiREE - Konferencja Naukowo Techniczna

Zadania z sieci Rozwiązanie

Sterowanie pracą instalacji PV

Warstwy i funkcje modelu ISO/OSI

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Enkapsulacja RARP DANE TYP PREAMBUŁA SFD ADRES DOCELOWY ADRES ŹRÓDŁOWY TYP SUMA KONTROLNA 2 B 2 B 1 B 1 B 2 B N B N B N B N B Typ: 0x0835 Ramka RARP T

Sieci komputerowe - administracja

Protokoły sieciowe - TCP/IP

Skąd dostać adres? Metody uzyskiwania adresów IP. Statycznie RARP. Część sieciowa. Część hosta

PBS. Wykład Zabezpieczenie przełączników i dostępu do sieci LAN

Projekt wymagań bezpieczeństwa wobec statycznych bezpośrednich 1-fazowych i 3- fazowych liczników energii elektrycznej:

Sieć komputerowa Adresy sprzętowe Adresy logiczne System adresacji IP (wersja IPv4)

Kurs Ethernet przemysłowy konfiguracja i diagnostyka. Spis treści. Dzień 1/2

Realizacja idei OpenADR dwukierunkowa komunikacja dostawcy energii-odbiorcy rozwój i implementacja niezbędnej infrastruktury systemowej i programowej

Projekt AMI: wdrożenie repeaterów PLC

Uniwersalny Konwerter Protokołów

Wymagania bezpieczeństwa wobec statycznych bezpośrednich 1-fazowych i 3-fazowych liczników energii elektrycznej. Wymaganie techniczne

Połączenie VPN LAN-LAN IPSec (tryb agresywny)

DR INŻ. ROBERT WÓJCIK DR INŻ. JERZY DOMŻAŁ PODSTAWY RUTINGU IP. WSTĘP DO SIECI INTERNET Kraków, dn. 7 listopada 2016 r.

Plan wykładu. Wyznaczanie tras. Podsieci liczba urządzeń w klasie C. Funkcje warstwy sieciowej

Wykład Nr Sieci bezprzewodowe 2. Monitorowanie sieci - polecenia

Agenda. Firma TOSIBOX OY. Co to jest TOSIBOX? Jak działa TOSIBOX? TOSIBOX zarządzanie. Interfejs KLUCZA/LOCK-a.

Sieci komputerowe. Dr inż. Robert Banasiak. Sieci Komputerowe 2010/2011 Studia niestacjonarne

CENTRALA STERUJĄCA SMART CONTROL

Sieci komputerowe - Urządzenia w sieciach

MODEM. Wewnętrzny modem PCI, 56Kbps DATA/FAX/VOICE, V.92

PTPiREE - Konferencja Naukowo Techniczna

Wskaźniki zwarcia z komunikacją do systemu SCADA

KONWERTER DVB ASI -> DVB IP DELTA-1

SIECI KOMPUTEROWE Adresowanie IP

SIECI KOMPUTEROWE. Dariusz CHAŁADYNIAK Józef WACNIK

Plan wykładu. Warstwa sieci. Po co adresacja w warstwie sieci? Warstwa sieci

CZĘŚĆ I Podstawy komunikacji bezprzewodowej

Pilotażowy projekt Smart Grid Inteligentny Półwysep. Sławomir Noske,

Technologie informacyjne (5) Zdzisław Szyjewski

Zastosowania PKI dla wirtualnych sieci prywatnych

Zdalne odczyty urządzeń pomiarowych

Dlaczego? Mało adresów IPv4. Wprowadzenie ulepszeń względem IPv4 NAT CIDR

Smart Metering Smart Grid Ready charakterystyka oczekiwań Regulatora w formie pakietu stanowisk

Plan realizacji kursu

Urządzenia sieciowe. Tutorial 1 Topologie sieci. Definicja sieci i rodzaje topologii

Uproszczony opis obsługi ruchu w węźle IP. Trasa routingu. Warunek:

Zagrożenia warstwy drugiej modelu OSI - metody zabezpieczania i przeciwdziałania Autor: Miłosz Tomaszewski Opiekun: Dr inż. Łukasz Sturgulewski

Jakość energii w smart metering

W standardzie zarządzania energią ACPI, dopływ energii do poszczególnych urządzeń jest kontrolowany przez:

Routery RTR-XXX/XXX - Router RTR-FT10/FT10

Księgarnia PWN: Mark McGregor Akademia sieci cisco. Semestr szósty

ARP Address Resolution Protocol (RFC 826)

Sieci Komputerowe Modele warstwowe sieci

precyzja pomiaru metering solutions Zintegrowany system odczytu i rozliczeń mediów MBUS Radio, MBUS Line

Protokół IPX (Internetwork Packet Exchange)

Podstawy sieci komputerowych

Moduł Ethernetowy. instrukcja obsługi. Spis treści

Rodzaje, budowa i funkcje urządzeń sieciowych

7. zainstalowane oprogramowanie zarządzane stacje robocze

Routery RTR-XXX/XXX - Router FT/FO (RS485-78)

Adresacja IP w sieciach komputerowych. Adresacja IP w sieciach komputerowych

Technika smart meteringu

Zarządzanie sieciami WAN

Podstawowe pojęcia dotyczące sieci komputerowych

Konfiguracja połączenia G.SHDSL punkt-punkt w trybie routing w oparciu o routery P-791R.

CIOR 6/117/09. Właściwość Parametry wymagane Model, typ oraz parametry sprzętu oferowanego przez Wykonawcę Nazwa producenta, model wyceniony

Urządzenia sieciowe. Część 1: Repeater, Hub, Switch. mgr inż. Krzysztof Szałajko

Kurs Ethernet przemysłowy konfiguracja i diagnostyka. Spis treści. Dzień 1

Rodzina routerów RTR-XFT/PLT

Instrukcja obsługi routera bezprzewodowego

TCP/IP formaty ramek, datagramów, pakietów...

Podstawy sieci komputerowych. Technologia Informacyjna Lekcja 19

VPN Host-LAN IPSec X.509 z wykorzystaniem DrayTek Smart VPN Client

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

SPIS TREŚCI Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.

Kompaktowy design Dzięki swoim rozmiarom, można korzystać z urządzenia gdzie tylko jest to konieczne.

Poufność (słaba) Integralność (niekryptograficzna) Uwierzytelnienie (słabe) Brak kontroli dostępu Brak zarządzania kluczami

802.11g: do 54Mbps (dynamic) b: do 11Mbps (dynamic)

LABORATORIUM KOMUNIKACJI W INTELIGENTNYCH SYSTEMACH POMIAROWYCH

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

MODEL OSI A INTERNET

Seminarium Katedry Radiokomunikacji, 8 lutego 2007r.

MINI ROUTER BEZPRZEWODOWY W STANDARDZIE N

Sieci komputerowe w sterowaniu informacje ogólne, model TCP/IP, protokoły warstwy internetowej i sieciowej

Transkrypt:

PLC PRIME W SYSTEMACH ZDALNEGO ODCZYTU Emil Michta Uniwersytet Zielonogórski Instytut Metrologii Elektrycznej e.michta@ime.uz.zgora.pl

Plan 1. Wprowadzenie 2. Smart Grid, Smart Metering 3. AMI z PLC Enel i Apator 4. PLC PRIME 5. Architektura AMI z PLC PRIME 6. Perspektywy PLC PRIME 7. Podsumowanie

Sieć elektroenergetyczna One of the largest, most complex infrastructures ever built The greatest engineering achievement of the 20th century - U.S. National Academy of Engineering

Smart Grid: Energy Internet Infrastruktura elektryczna Dwukierunkowy przepływ prądu i informacji Infrastruktura inteligentna Źródło: www.nist.org

AMI struktura systemu

Architektura systemu AMI - ENEL Źródło: www.enel.com

Architektura systemu AMI - APATOR Źródło: www.apator.com

PLC Power Line Communication (PLC) - transmisja danych poprzez istniejącą instalację elektroenergetyczną. Modulowany sygnał wysokiej częstotliwości jest dodawany do przebiegu napięcia zasilania w linii zasilającej. Sygnał ten rozchodzi się po przewodach zasilających. Moduł odbiorczy oddziela ten sygnał w paśmie nadawczym z napięcia zasilającego. Urządzenie nadawcze i odbiorcze PLC zawierają w swej strukturze odpowiednie filtry pozwalające odseparować napięcie panujące w sieci od sygnałów zawierających transmitowane dane.

PLC PRIME PRIME (PoweRline Intelligent Metering Evolution) Wprowadzony przez PRIME Alliance PRIME definiuje dwie warstwy modelu ISO/OSI warstwę fizyczną i warstwę łączenia danych dedykowany do systemów AMR i AMI specyfikacja protokołu jest otwarta typu royalty-free łatwo integruje się z IPv4, IPv6 lub IEC 62056 wspierając aplikacje COSEM/DLMS pozwala na automatyczne formowanie sieci o topologii drzewa (tree) posiada wbudowane mechanizmy podnoszące bezpieczeństwo sieci i poufność danych

PLC PRIME PRIME realizuje dwukierunkową komunikację z przepływnością 21-128 Kbps w paśmie CENELEC-A band (42-89 khz). PRIME version 1.4 pokrywa pasmo CENELEC-A i pasmo FCC/ARIB (3kHz 490kHz) i pozwala na osiągnięcie przepływności: 40 Kbps-1 Mbps. Modulacja PRIME OFDM zapewnia wysoką odporność na interferencje i tłumienie. Węzły PRIME automatycznie podczas dołączania do sieci automatycznie tworzą topologię tree zarządzaną przez centralny węzeł BN root

PLC PRIME Trzy rodzaje węzłów: Podstawowy - BN, Przełączający - SN, Serwisowy -TN. PRIME jest siecią synchroniczną - węzeł BN wysyła okresowo beacons z określonym interwałem czasowym; węzły przełączające też wysyłają beacony; Podczas formowania sieci, podczas rejestracji węzłów następuje tworzenie tras routowania; Topologia utworzonej sieci może być wielopoziomowa;

PLC PRIME BN nadaje okresowe ramki kontrolne keep-alive do każdego węzła w sieci w celu monitorowania aktualnie podłączonych węzłów w sieci Jeżeli węzeł otrzyma ramkę keep-alive z BN, to odpowiada ramką keep-alive frame response. BN kontroluje keep-alive timeout dla każdego węzła Po upływie czasu keep-alive timeout węzeł zostaje odłączony i wymagana jest jego ponowna rejestracja.

PLC PRIME Podczas transmisji danych stosowany jest mechanizm Automatic Repeat request (ARQ). ARQ mechanizm w PRIME jest typu end-to-end, tzn. jedynie węzeł źródłowy może powtórzyć transmisję w przypadku braku potwierdzenia z węzła docelowego. MAC ARQ timeout jest stosowany w węźle źródłowym do wyzwalania retransmisji niepotwierdzonych ramek. Jeżeli odebrane jest negative-acknowledgement, to węzeł źródłowy retransmituje ramkę. Podobne mechanizmy stosuje się dla ramek kontrolnych

PLC PRIME struktura adresowania 48 bitów 8 bitów 14 bitów 9 bitów SNA LSID LNID LCID NID (22 bity) CID (31 bitów) SNA = EUI-48 - adres fizyczny = adres podsieci LSID identyfikator przełącznika lokalnego LNID identyfikator węzła lokalnego LCID identyfikator połączenia lokalnego NID identyfikator węzła CID identyfikator połączenia w danej podsieci

PLC PRIME zabezpieczenia Stosowane w protokole PLC PRIME zabezpieczenia zapewniają na poziomie warstwy MAC poufność, uwierzytelnienie i integralność danych za pomocą metody bezpiecznego połączenia i polityki zarządzania kluczami. opracowano dwa profile zabezpieczeń (0 i 1). Stosowany profil zabezpieczeń negocjowany jest w czasie rejestracji węzła Profil zabezpieczeń 0 - bez szyfrowania. Jest używany w scenariuszach, gdzie górne warstwy komunikacyjne zapewniają dostateczne zabezpieczenia. W profilu zabezpieczeń 1 stosuje się 128-bitowe szyfrowanie AES danych.

PLC PRIME zabezpieczenia Węzły serwisowe i węzły podstawowe korzystają z zestawu trzech kluczy roboczych do szyfrowania danych. Początkowy klucz roboczy (WK0) ma ograniczony zasięg i jest używany przez węzeł serwisowy w stanie funkcjonalnym rozłączony. Klucz roboczy (WK) jest wykorzystywany do szyfrowania wszystkich transmisji unicast, które są przesyłane z węzła podstawowego do węzła serwisowego i odwrotnie. Klucz roboczy podsieci (SWK) podsieci współdzielony jest przez całą podsieć. Klucze WK i SWK mają ograniczoną ważność czasową związaną z okresem generowania sekwencji losowych. Losowa sekwencja jest generowana i dystrybuowana przez węzeł podstawowy. Jeśli urządzenie nie otrzyma aktualizacji losowej sekwencji w określonym czasie to uznaje, że klucze WK i SWK nie są już prawidłowymi kluczami.

PLC PRIME warstwa konwergencji Warstwa konwergencji pośredniczy w wymianie danych pomiędzy warstwą MAC a warstwami wyższymi. obsługa protokołu IPv4 i IPv6. Węzeł serwisowy może wysyłać pakiety IPv4 lub IPv6 do węzła podstawowego lub innych węzłów serwisowych. Węzeł podstawowy działa jak router pomiędzy podsiecią PLC PRIME i inną siecią. Węzeł podstawowy może również działać jako NAT. Adresy IP węzłów serwisowych nadaje się statycznie lub dynamicznie przez węzeł podstawowy poprzez DHCP, Węzeł podstawowy przeprowadza konwersję adresu IPv4 do EUI-48 (ARP). Każdy węzeł serwisowy rejestruje swój adres IPv4 i adres EUI-48 w węźle podstawowym.

PLC PRIME aktualizacja oprogramowania Mechanizm aktualizacji oprogramowania sprzętowego może pracować w trybach unicast i multicast. Wszystkie komunikaty kontrolne są wysyłane za pomocą połączeń unicast, podczas gdy dane mogą być wysyłane za pośrednictwem unicast (domyślnie) lub multicast. W przypadku obsługi multicast, węzeł podstawowy powinien zażądać od węzłów określonych dostawców dołączenia do określonej grupy multicast, która została wyłącznie utworzona do przeprowadzenia aktualizacji oprogramowania sprzętowego i zostaje usunięta po zakończeniu jej. Węzły serwisowe nie mogą odrzucać żadnej z zapisanych wersji oprogramowania sprzętowego, aż do ostatecznego potwierdzenia przez węzeł podstawowy lub do czasu zakończenia tzw. okresu bezpiecznego.

System energetyczny punkty pomiarowe WN - punkt pomiarowy SN ~ nn Odbiorcy

AMI z PLC PRIME IEC 61850 nn PRIME koncentrator PRIME switch Węzły serwisowe PRIME Węzeł serwisowy PRIME

AMI pojedynczy klaster LE LG MK PLC MK RFD 230 V INTERNET VPN Serwer Telemetryczny AMI LW MK M-BUS MK PLC K FFD BRAMA Dedykowany serwer WWW LC MK M-BUS M-BUS MK M-BUS AGD MK RFD MK moduł komunikacyjny; PLC modem do sieci nn RFD urządzenie proste bez funkcji routowania FFD urządzenie złożone z funkcją routowania

Smart Meter Źródło: www.ti.com

Podsumowanie PRIME jest protokołem nowej generacji PRIME posiada wiele i bardzo rozbudowanych mechanizmów sieciowych w warstwie MAC Topologia tree tworzona automatycznie Integracja z sieciami IP i aplikacjami IEC 62056 Bardzo dobre doświadczenia ze stosowania PRIME v1.3 głównie Iberdrola W Polsce liderem we wdrażaniu rozwiązań PRIME jest operator ENERGA

Dziękuję za uwagę