智能变电站协议系列-2、SV/SMV协议示例（IEC61850）以及5G专网下的电力方案分析

news2024/11/6 9:42:47

文章目录

- 一、前言
- 二、资料准备
- 三、libiec61850的SV运行示例及抓包分析
- - 1、单独编译示例程序
  - 2、运行示例程序及5G专网场景下部署
  - 3、wireshark抓包分析
- 四、最后

一、前言

之前我们对IEC61850协议有了整体的了解，对一些概念有了一定的认识，并针对GOOSE协议做了进一步的尝试和了解，接下里我们针对SV协议也做进一步的了解和尝试，并基于libiec61850对SV协议做一些分析，比如运行其demo来进行SV协议抓包分析等。（Sampled Measured Value采样测量值，也称为SV (Sampled Value)或SMV,一种用于实时传输数字采样信息的通信服务，所以有的时候也可以搜索SMV）

二、资料准备

目前初步检索没有比较好的对SV协议进行分析的中文文档，只找到这个论文对 SV协议进行了抓包和字段分析，我们后续也会借助于该论文：https://arxiv.org/pdf/2202.07394.pdf
规约介绍：https://blog.csdn.net/h4241778/article/details/123022606
协议分析及解析参考：https://www.cnblogs.com/lizhi0755/archive/2013/04/27/3047239.html
https://blog.csdn.net/leixj025/article/details/107014284?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2_defaultbaidujs_baidulandingword~default-0-107014284-blog-124682066.235^v39pc_relevant_3m_sort_dl_base3&spm=1001.2101.3001.4242.1&utm_relevant_index=3
5G LAN解决方案：https://bbs.huaweicloud.com/blogs/291523
5G确定性网络电力系列白皮书：https://www-file.huawei.com/-/media/CORP2020/pdf/download/5GDN_Smart_Grid_White_Paper_cn.pdf
国际标准等文档都是需要付费购买的，所以这里我们根据libiec61850的sv的demo运行后做抓包分析即可。

三、libiec61850的SV运行示例及抓包分析

1、单独编译示例程序

编译方式除了上节的整体编译方式外，每个示例还可以单独编译，这里提及一下对应单独编译及运行可能的问题：

cd libiec61850/examples/sv_publisher
mkdir build
cd build
cmake ..
#单独编译make会找不到pthread库，我们修改CMakelist.txt在target_link_libraries后面增加pthread即可
make

2、运行示例程序及5G专网场景下部署

（1）运行时和GOOSE协议存在一样的问题，本设备时只能使用lo接口进行pub和sub，使用其它网卡不行

（2）跨设备时目前测试也需要局域网，其需要通过配置网卡mac地址映射到数据链路层直接收发，对于5G网络传输需要非IP化支持，否则就需要over udp或者5G LAN这样的修改了，目前没有在专网场景下测试过，但是类似于同一路由下的收发示例

（3）5G网络非IP化环境通过交换机配置VLAN方式：

（4）5GLAN环境下通过CPE设置处于同一局域网：

最后两种场景目前暂时还没有实际场景测试过，但是应该是和运行方式2处于类似网络环境，5G对内和对外通过CPE、UPF做了处理。

3、wireshark抓包分析

如果你没有像上节一样两个设备用来测试抓包分析，那么使用wireshark抓包分析lo接口也可以。
打开wireshark，选择lo接口：

可以看到IEC61850 Sampled Values：

可以清晰看出OSI七层网络模型中SV只有四层，我们常见的网络层和传输层是没有的：

这次我们也来分析下hex码：

01 0c cd 01 00 01 00 00 00 00 00 00 81 00 80 00
88 ba 40 00 00 61 00 00 00 00 60 57 80 01 02 a2
52 30 27 80 06 73 76 70 75 62 31 82 02 8a 34 83
04 00 00 00 01 85 01 00 87 10 47 1c d9 be 45 5d
32 01 65 81 11 e9 b4 39 58 00 30 27 80 06 73 76
70 75 62 32 82 02 8a 34 83 04 00 00 00 01 85 01
00 87 10 47 9c d9 be 45 dd 32 01 65 81 11 e9 b4
39 58 00

//MAC目的地址
01 0c cd 01 00 01 
//MAC源地址
00 00 00 00 00 00 
//TYPE ID
81 00 
//TCI
80 00
//EtherType
88 ba 
//APPID
40 00 
//Length(8+m，m为APDU的长度，97)
00 61 
//Reserved1
00 00 
//Reserved2
00 00 
//APDU（正好长度为89）
60 57 
80 01 02 
a2 52 
30 27 80 06 73 76 70 75 62 31 82 02 8a 34 83
04 00 00 00 01 85 01 00 87 10 47 1c d9 be 45 5d
32 01 65 81 11 e9 b4 39 58 00 30 27 80 06 73 76
70 75 62 32 82 02 8a 34 83 04 00 00 00 01 85 01
00 87 10 47 9c d9 be 45 dd 32 01 65 81 11 e9 b4
39 58 00