負荷控制終端無線專網接入方式測試與研究

季溢賢 貢平 徐鳴飛

摘 要：由于直流接觸網為塊式直流接觸網，多直流電連續換向故障，接收端的有功間隙較大，使電網頻率急劇降低。為解決這一問題，傳統的方法是采用穩定性控制系統，集中負荷控制，一般按110 kv、35 kv變電站出線控制，這樣操作會引起停電范圍較大，對人民的生產生活影響很大。

關鍵詞：負荷控制;終端無線;專網接入;研究

前言

現對負荷控制終端接入技術的分析，來與光纖通信相比，無線專用網費用低，業務接入靈活，是負荷控制終端接入技術的重要補充。通過對無線專網的性能測試，詳細介紹了其安設備安全性、通用性和隔離性，并驗證了在精確負荷控制系統中，實時性和安全性。

GPRS無線接入和4 g LTE電力專用網接入。穩定可靠的光纖網絡帶寬是電力通信接入網的重要組成部分，但其建設難度大，投資大，維護困難，覆蓋范圍廣，從技術、經濟和工程上進行了分析。因用戶分布廣泛，道路環境復雜，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、維護困難、施工周期長等問題。為驗證在精密控制系統中無線專用網的實時性和安全性，研究負壓控制終端的無線專用網接入方式勢在必行。

1測試環境

某供電公司19樓通信機房搭建了一個測試平臺，對無線專網承載控制業務的通信性能指標、無線專網及業務的安全防護強度等進行了全面測試和檢測。構建華為lte-g1800 MHz和莆田lte-g230 MHz兩個4 g無線網絡，對“三遠”業務（組態自動化系統中的遙測、電話、遙控）和“使用和收集”業務（用戶信息采集）進行對比測試。華為lte-g1800 MHz無線專網遵循“精確控制”的原則，實際分配的總帶寬是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安全測試

2.1終端接入測試

在大型用戶交換機中，終端往往安裝在容易丟失或被不法分子惡意竊取的地方。仿真結果表明：無線專網能夠正常接入，敏感信息不會泄露;在探測到非法的業務終端接入之后，是可以訪問還是嗅探整個無線專網的數據信息。實現了通信終端接入認證與業務終端 MAC綁定，并對未綁定的接入終端進行了驗證，保證了接入成功。試驗表明， MAC服務綁定到通信終端，實現了接入認證，有效地防止了非法接入服務。

2.2Web系統漏洞分析

使用網絡漏洞掃描工具，對核心網絡、網絡管、交換機、基站等網絡服務設備進行掃描，確認其中是否有介質漏洞或以上漏洞。檢測未發現問題。

2.3ARP欺騙

利用 Arpspoof工具檢測無線專用網絡上的網絡設備是否抵抗中間商攻擊，向各設備發送 ARP欺騙信息，更改其緩存表，并對中間商攻擊進行檢查。試驗結果表明，將ip-mac與設備相連，可以實現對中間件攻擊的抵抗。華為lte-g1800mhz和莆田lte-g230mhz業務專用網絡信道可防止 ARP欺詐。

2.4核心網側滲透測試

訪問核心網，利用 NMAP端口掃描工具，深入通信終端，來獲得相關設備的許可。檢測后結果未發現問題。

2.5控制報文重放攻擊

盜取控制信息，對終端實施重放攻擊，檢測終端抵抗重放攻擊的能力。試驗結果表明：由于采用時間戳來控制消息的精控主站系統，不存在重放消息攻擊。

2.6網絡風暴

無線專網正常運行所需的網絡保障。互聯網風暴將影響到無線專網的網絡信息傳輸和相關設備。本實驗評估了網絡風暴對無線專用網的影響。向交換機發送單播/多播/廣播網絡風暴，確認交換機、基站、心電圖等網絡設備受影響，確認正常工作。試驗結果表明：華為 LTE-G1800 MHz和普天 LTE-G230 MHz對單播和多播/廣播網絡風暴的攻擊，當發送一個單播/多播網絡風暴開關時，打開一個開關風暴抑制函數，對單播/多播網絡風暴的攻擊時，交換機、基站、核心網等網絡設備不受影響，正常運行。

2.7物理與邏輯隔離

時間-頻率隔離：3個業務終端（“精制”“三遙”“用采”）使用不同的 PLMN接入網絡，分別滿速灌包3個終端，在網管上觀察 PRB的應用情況和比例。全流量灌包時，“精制”、“配電”、“用采”作業的 RB分配應達到1：1：8。頻率范圍為10 Mbit/s，1 s內上升 RB總數30000，下降 RB總數20000，按1：1：8計算，“精細”、配電、“用采”上升 RB應為3000/3000/24000，下降 RB應為2000/2000/16000。

3測試結論

當信號強度為好、中、差和極差時，具有LTE-G1800 MHz和LTE-G230 MHz的“精控”業務的端到端延遲小于100 ms，并且延遲達100%。驗證安全性、設備安全性、滲透性、隔離性測試等安全測試，沒有發現任何問題。

結語

對負載控制終端無線專網接入精確負載控制系統進行了詳細地試驗研究，包括試驗環境、性能試驗、安全性試驗等，最后介紹了工程試驗的應用情況。期望的結果已得到實驗驗證。與光纖通信相比，無線專用網建設投資低，業務接入靈活，為大用戶、大容量靈活負荷數據接入，傳輸安全，響應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光纖，無線專網是實現高精度負荷控制業務接入的最佳方案，有著廣闊的應用前景。

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