楊麗瑩

摘 要：GPRS無線傳輸是易擴(kuò)展、易維護(hù)、可靠性高的一種傳輸方式。根據(jù)目前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)通信方式的要求，對(duì)在保留原系統(tǒng)通信方式的前提下使用GPRS無線傳輸，文章主要分析論述了自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性以及實(shí)時(shí)性等有關(guān)問題；通過對(duì)GPRS應(yīng)用系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)以及組網(wǎng)測(cè)試結(jié)果的分析，得出將GPRS通信技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)自動(dòng)化傳輸是一種可行的辦法。通過系統(tǒng)通道管理軟件的集成與融合，能夠使電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)融合各種通信規(guī)約。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；GPRS無線通信；實(shí)時(shí)性

現(xiàn)在，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方式主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：有線通信、載波通信、無線擴(kuò)頻通信、光纖通信等，而這些通信方式又有許多不足之處。所以GPRS通信方式在缺乏有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變電站中作為緊急情況備用通道或調(diào)試通道也是種不錯(cuò)的選擇。GPRS通信方式有移動(dòng)通信公司龐大的GPRS網(wǎng)絡(luò)作為支撐，其有較低的運(yùn)營成本以及建設(shè)成本與其他通信方式相比，還有永遠(yuǎn)在線、按流量收取費(fèi)用等許多優(yōu)點(diǎn)。除此之外，GPRS的覆蓋面積也很大，國內(nèi)大部分地區(qū)都有覆蓋。

1 GPRS的組網(wǎng)方式

在當(dāng)下GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸主要涉及到電力、供水、燃?xì)狻庀蟮榷鄠€(gè)行業(yè)。通常情況下，每個(gè)行業(yè)都會(huì)根據(jù)自己的實(shí)際情況和應(yīng)用環(huán)境的不同，對(duì)組網(wǎng)方式也會(huì)根據(jù)各自的功能要求有不同的選擇。現(xiàn)在GPRS的組網(wǎng)方式主要有以下幾種：采用INTERNET公網(wǎng)連接需要申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。采用公網(wǎng)接入方式主要有以下三種方式：（1）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+移動(dòng)DNS解析服務(wù)，但是這種方案只針對(duì)小規(guī)模使用，實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性都不好；中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)，這種方案有一個(gè)先決條件就是必須客戶必須先與DNS解析服務(wù)商進(jìn)行聯(lián)系開通動(dòng)態(tài)域名，與DNS服務(wù)器連接，通過DNS服務(wù)器與中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP進(jìn)行連接，這種也是只適合小規(guī)模使用和對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性沒有太高的要求系統(tǒng)使用；中心公網(wǎng)固定IP其數(shù)據(jù)終端直接與中心相連，這種方案因?yàn)槠溥\(yùn)行較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)使用較多；（2）中心采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，采用普通的移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，這種方式比上面任何一種方案額實(shí)時(shí)性都好，但因?qū)ΡO(jiān)控點(diǎn)使用的也是動(dòng)態(tài)IP，所以其穩(wěn)定性也不是多好。采用APN專網(wǎng)接入首先要做的就是與移動(dòng)申請(qǐng)APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，隨后移動(dòng)會(huì)為客戶分配專用的APN，而對(duì)于普通用戶就沒有這種權(quán)利。使用GPRS專網(wǎng)的SIM卡只能開通專用APN不能使用其他的。APN專網(wǎng)接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)APN專網(wǎng)固定IP，在專網(wǎng)得到APN后給數(shù)據(jù)終端以及中心DTU分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP，GPRS在數(shù)據(jù)終端附著時(shí)，SGSN會(huì)向HLR查詢是否是所允許使用的，再通過DNS把APN解析成相應(yīng)的IP地址。這種接入方式相對(duì)于公網(wǎng)接入方式而言，不僅缺少了DNS解析，又因?yàn)槠浔旧碜詭б苿?dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP，所以減少了中間環(huán)節(jié)有利于提高穩(wěn)定性，另外還不用付寬帶費(fèi)，有比較好的性價(jià)比；（4）中心采用APN專線，其與子站點(diǎn)一律采用APN內(nèi)網(wǎng)固定IP，這種方案所有的數(shù)據(jù)都在移動(dòng)GPRS的APN網(wǎng)內(nèi)傳輸，不用經(jīng)過公網(wǎng)。采用這種方案有許多好處如可以在整個(gè)傳輸過程中防止泄露信息，還可以在IP地址和端口進(jìn)行過濾。

2 中心服務(wù)器通道管理軟件

中心服務(wù)器通道管理軟件包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、下位機(jī)管理模塊通信協(xié)議棧模塊、數(shù)據(jù)加密模塊以及GPRS通信模塊如圖所示

通道管理軟件是目前所有電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信方式與通信規(guī)約的集成所在。其中通道管理軟件每個(gè)模塊都有各自的功能，系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是擁有用戶權(quán)限管理、用戶注銷以及更改用戶等功能系統(tǒng)設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中保存；數(shù)據(jù)庫模塊由系統(tǒng)配置庫、報(bào)表庫以及采集轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫三個(gè)子庫組成，而系統(tǒng)配置庫又包括系統(tǒng)設(shè)置庫、下位機(jī)信息庫以及通信協(xié)議棧庫三個(gè)子庫；每個(gè)子庫又都有不同的模塊來組成，每個(gè)模塊都有其各自的作用，這里就不再進(jìn)行一一的描述了。

3 GPRS的安全性分析

3.1 GPRS所采用的安全措施

與固定網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)在安全性方面做得還不夠到位，為了使這種狀況得到改善，對(duì)用戶的傳輸信息進(jìn)行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保證措施。（1）為了不讓未注冊(cè)的用戶接入，GPRS采用了GSM的移動(dòng)終端鑒別方法進(jìn)行加密，從而對(duì)SIM卡的有效性進(jìn)行確認(rèn)。（2）運(yùn)營商和用戶首先商量好使用GPRS服務(wù)的區(qū)域，一旦離開這個(gè)區(qū)域就不能享受一定級(jí)別的QOS這是接入控制。（3）由于GPRS中的所有安全功能都與SIM卡有關(guān)，所以對(duì)SIM卡進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，想要對(duì)其進(jìn)行復(fù)制或偽造都是很難的，從而為網(wǎng)絡(luò)以及用戶的安全提供了可靠保障。根據(jù)對(duì)GPRS四點(diǎn)安全機(jī)制的描述不難看出，在GPRS的安全性已經(jīng)能使電力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用要求得到滿足，最重要的就是對(duì)SIM卡的安全保護(hù)，確保用戶信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之處，不能確保用戶連接的GPRS網(wǎng)絡(luò)都是真實(shí)的。

3.2 應(yīng)用GPRS的安全性建議

根據(jù)GPRS的變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)情況，不光要在GPRS本身安全機(jī)制上作改變，還要加強(qiáng)應(yīng)用層的安全保護(hù)。（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性來進(jìn)行保護(hù)，只有是規(guī)定的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問，在移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)做不到。（2）使用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)所處的位置來看，為了安全性考慮其不能采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與其他分區(qū)直接相連。利用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，不僅使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與外部公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)有所區(qū)分，而且這樣是符合國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)第30號(hào)令《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)規(guī)定》，同時(shí)也滿足了電力系統(tǒng)二次安全防護(hù)的分區(qū)要求。

4 GPRS技術(shù)特點(diǎn)

GPRS的分組交換技術(shù)與以前的GSM拔號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：（1）高速率。GPRS在理論上的最高速率能夠達(dá)到171.2kbit/s。相比于現(xiàn)有的電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)與短消息服務(wù)GPRS雖不能分配所有的時(shí)隙給數(shù)據(jù)服務(wù)但相比之下已有非常大的優(yōu)越性。除此之外，與電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)按連接時(shí)長計(jì)費(fèi)法GPRS按數(shù)據(jù)通信量進(jìn)行計(jì)費(fèi)比較，后者更能享受實(shí)惠。（2）永遠(yuǎn)在線。無論是發(fā)送或者接收信息，GPRS能夠立刻連接起來在無線信道內(nèi)。當(dāng)用戶一直處在在線狀態(tài)的時(shí)候，用戶可以更快的進(jìn)行連接不再需要復(fù)雜的程序。（3）費(fèi)用低廉。GPRS付費(fèi)按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)來進(jìn)行付費(fèi)，當(dāng)用戶不接收數(shù)據(jù)包時(shí)就算在網(wǎng)上掛著也不會(huì)有費(fèi)用的流出。中國移動(dòng)對(duì)GPRS的收費(fèi)是按照1K數(shù)據(jù)1min來收取的，而且不收漫游費(fèi)，非常有利于野外施工以及長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。

5 結(jié)束語

通過對(duì)GPRS的安全性以及技術(shù)特點(diǎn)等分析，可以知道GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸有非常多的優(yōu)勢(shì)，尤其在電力系統(tǒng)中更加能體現(xiàn)出來?，F(xiàn)在，隨著“3G”通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，相信GPRS無線通信技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域會(huì)更加廣泛與成熟。

參考文獻(xiàn)

[1]郭上華.劉保玉，GPRS技術(shù)在配電自動(dòng)化的應(yīng)用[J].繼電器，2005.

[2]施偉年.凌海宏.GPRS無線DDN系統(tǒng)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2002.endprint

摘 要：GPRS無線傳輸是易擴(kuò)展、易維護(hù)、可靠性高的一種傳輸方式。根據(jù)目前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)通信方式的要求，對(duì)在保留原系統(tǒng)通信方式的前提下使用GPRS無線傳輸，文章主要分析論述了自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性以及實(shí)時(shí)性等有關(guān)問題；通過對(duì)GPRS應(yīng)用系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)以及組網(wǎng)測(cè)試結(jié)果的分析，得出將GPRS通信技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)自動(dòng)化傳輸是一種可行的辦法。通過系統(tǒng)通道管理軟件的集成與融合，能夠使電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)融合各種通信規(guī)約。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；GPRS無線通信；實(shí)時(shí)性

現(xiàn)在，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方式主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：有線通信、載波通信、無線擴(kuò)頻通信、光纖通信等，而這些通信方式又有許多不足之處。所以GPRS通信方式在缺乏有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變電站中作為緊急情況備用通道或調(diào)試通道也是種不錯(cuò)的選擇。GPRS通信方式有移動(dòng)通信公司龐大的GPRS網(wǎng)絡(luò)作為支撐，其有較低的運(yùn)營成本以及建設(shè)成本與其他通信方式相比，還有永遠(yuǎn)在線、按流量收取費(fèi)用等許多優(yōu)點(diǎn)。除此之外，GPRS的覆蓋面積也很大，國內(nèi)大部分地區(qū)都有覆蓋。

1 GPRS的組網(wǎng)方式

在當(dāng)下GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸主要涉及到電力、供水、燃?xì)狻庀蟮榷鄠€(gè)行業(yè)。通常情況下，每個(gè)行業(yè)都會(huì)根據(jù)自己的實(shí)際情況和應(yīng)用環(huán)境的不同，對(duì)組網(wǎng)方式也會(huì)根據(jù)各自的功能要求有不同的選擇?，F(xiàn)在GPRS的組網(wǎng)方式主要有以下幾種：采用INTERNET公網(wǎng)連接需要申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。采用公網(wǎng)接入方式主要有以下三種方式：（1）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+移動(dòng)DNS解析服務(wù)，但是這種方案只針對(duì)小規(guī)模使用，實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性都不好；中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)，這種方案有一個(gè)先決條件就是必須客戶必須先與DNS解析服務(wù)商進(jìn)行聯(lián)系開通動(dòng)態(tài)域名，與DNS服務(wù)器連接，通過DNS服務(wù)器與中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP進(jìn)行連接，這種也是只適合小規(guī)模使用和對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性沒有太高的要求系統(tǒng)使用；中心公網(wǎng)固定IP其數(shù)據(jù)終端直接與中心相連，這種方案因?yàn)槠溥\(yùn)行較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)使用較多；（2）中心采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，采用普通的移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，這種方式比上面任何一種方案額實(shí)時(shí)性都好，但因?qū)ΡO(jiān)控點(diǎn)使用的也是動(dòng)態(tài)IP，所以其穩(wěn)定性也不是多好。采用APN專網(wǎng)接入首先要做的就是與移動(dòng)申請(qǐng)APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，隨后移動(dòng)會(huì)為客戶分配專用的APN，而對(duì)于普通用戶就沒有這種權(quán)利。使用GPRS專網(wǎng)的SIM卡只能開通專用APN不能使用其他的。APN專網(wǎng)接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)APN專網(wǎng)固定IP，在專網(wǎng)得到APN后給數(shù)據(jù)終端以及中心DTU分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP，GPRS在數(shù)據(jù)終端附著時(shí)，SGSN會(huì)向HLR查詢是否是所允許使用的，再通過DNS把APN解析成相應(yīng)的IP地址。這種接入方式相對(duì)于公網(wǎng)接入方式而言，不僅缺少了DNS解析，又因?yàn)槠浔旧碜詭б苿?dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP，所以減少了中間環(huán)節(jié)有利于提高穩(wěn)定性，另外還不用付寬帶費(fèi)，有比較好的性價(jià)比；（4）中心采用APN專線，其與子站點(diǎn)一律采用APN內(nèi)網(wǎng)固定IP，這種方案所有的數(shù)據(jù)都在移動(dòng)GPRS的APN網(wǎng)內(nèi)傳輸，不用經(jīng)過公網(wǎng)。采用這種方案有許多好處如可以在整個(gè)傳輸過程中防止泄露信息，還可以在IP地址和端口進(jìn)行過濾。

2 中心服務(wù)器通道管理軟件

中心服務(wù)器通道管理軟件包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、下位機(jī)管理模塊通信協(xié)議棧模塊、數(shù)據(jù)加密模塊以及GPRS通信模塊如圖所示

通道管理軟件是目前所有電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信方式與通信規(guī)約的集成所在。其中通道管理軟件每個(gè)模塊都有各自的功能，系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是擁有用戶權(quán)限管理、用戶注銷以及更改用戶等功能系統(tǒng)設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中保存；數(shù)據(jù)庫模塊由系統(tǒng)配置庫、報(bào)表庫以及采集轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫三個(gè)子庫組成，而系統(tǒng)配置庫又包括系統(tǒng)設(shè)置庫、下位機(jī)信息庫以及通信協(xié)議棧庫三個(gè)子庫；每個(gè)子庫又都有不同的模塊來組成，每個(gè)模塊都有其各自的作用，這里就不再進(jìn)行一一的描述了。

3 GPRS的安全性分析

3.1 GPRS所采用的安全措施

與固定網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)在安全性方面做得還不夠到位，為了使這種狀況得到改善，對(duì)用戶的傳輸信息進(jìn)行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保證措施。（1）為了不讓未注冊(cè)的用戶接入，GPRS采用了GSM的移動(dòng)終端鑒別方法進(jìn)行加密，從而對(duì)SIM卡的有效性進(jìn)行確認(rèn)。（2）運(yùn)營商和用戶首先商量好使用GPRS服務(wù)的區(qū)域，一旦離開這個(gè)區(qū)域就不能享受一定級(jí)別的QOS這是接入控制。（3）由于GPRS中的所有安全功能都與SIM卡有關(guān)，所以對(duì)SIM卡進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，想要對(duì)其進(jìn)行復(fù)制或偽造都是很難的，從而為網(wǎng)絡(luò)以及用戶的安全提供了可靠保障。根據(jù)對(duì)GPRS四點(diǎn)安全機(jī)制的描述不難看出，在GPRS的安全性已經(jīng)能使電力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用要求得到滿足，最重要的就是對(duì)SIM卡的安全保護(hù)，確保用戶信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之處，不能確保用戶連接的GPRS網(wǎng)絡(luò)都是真實(shí)的。

3.2 應(yīng)用GPRS的安全性建議

根據(jù)GPRS的變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)情況，不光要在GPRS本身安全機(jī)制上作改變，還要加強(qiáng)應(yīng)用層的安全保護(hù)。（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性來進(jìn)行保護(hù)，只有是規(guī)定的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問，在移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)做不到。（2）使用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)所處的位置來看，為了安全性考慮其不能采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與其他分區(qū)直接相連。利用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，不僅使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與外部公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)有所區(qū)分，而且這樣是符合國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)第30號(hào)令《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)規(guī)定》，同時(shí)也滿足了電力系統(tǒng)二次安全防護(hù)的分區(qū)要求。

4 GPRS技術(shù)特點(diǎn)

GPRS的分組交換技術(shù)與以前的GSM拔號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：（1）高速率。GPRS在理論上的最高速率能夠達(dá)到171.2kbit/s。相比于現(xiàn)有的電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)與短消息服務(wù)GPRS雖不能分配所有的時(shí)隙給數(shù)據(jù)服務(wù)但相比之下已有非常大的優(yōu)越性。除此之外，與電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)按連接時(shí)長計(jì)費(fèi)法GPRS按數(shù)據(jù)通信量進(jìn)行計(jì)費(fèi)比較，后者更能享受實(shí)惠。（2）永遠(yuǎn)在線。無論是發(fā)送或者接收信息，GPRS能夠立刻連接起來在無線信道內(nèi)。當(dāng)用戶一直處在在線狀態(tài)的時(shí)候，用戶可以更快的進(jìn)行連接不再需要復(fù)雜的程序。（3）費(fèi)用低廉。GPRS付費(fèi)按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)來進(jìn)行付費(fèi)，當(dāng)用戶不接收數(shù)據(jù)包時(shí)就算在網(wǎng)上掛著也不會(huì)有費(fèi)用的流出。中國移動(dòng)對(duì)GPRS的收費(fèi)是按照1K數(shù)據(jù)1min來收取的，而且不收漫游費(fèi)，非常有利于野外施工以及長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。

5 結(jié)束語

通過對(duì)GPRS的安全性以及技術(shù)特點(diǎn)等分析，可以知道GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸有非常多的優(yōu)勢(shì)，尤其在電力系統(tǒng)中更加能體現(xiàn)出來?，F(xiàn)在，隨著“3G”通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，相信GPRS無線通信技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域會(huì)更加廣泛與成熟。

參考文獻(xiàn)

[1]郭上華.劉保玉，GPRS技術(shù)在配電自動(dòng)化的應(yīng)用[J].繼電器，2005.

[2]施偉年.凌海宏.GPRS無線DDN系統(tǒng)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2002.endprint

摘 要：GPRS無線傳輸是易擴(kuò)展、易維護(hù)、可靠性高的一種傳輸方式。根據(jù)目前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化對(duì)通信方式的要求，對(duì)在保留原系統(tǒng)通信方式的前提下使用GPRS無線傳輸，文章主要分析論述了自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性以及實(shí)時(shí)性等有關(guān)問題；通過對(duì)GPRS應(yīng)用系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)以及組網(wǎng)測(cè)試結(jié)果的分析，得出將GPRS通信技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)自動(dòng)化傳輸是一種可行的辦法。通過系統(tǒng)通道管理軟件的集成與融合，能夠使電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)融合各種通信規(guī)約。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；GPRS無線通信；實(shí)時(shí)性

現(xiàn)在，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方式主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：有線通信、載波通信、無線擴(kuò)頻通信、光纖通信等，而這些通信方式又有許多不足之處。所以GPRS通信方式在缺乏有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的變電站中作為緊急情況備用通道或調(diào)試通道也是種不錯(cuò)的選擇。GPRS通信方式有移動(dòng)通信公司龐大的GPRS網(wǎng)絡(luò)作為支撐，其有較低的運(yùn)營成本以及建設(shè)成本與其他通信方式相比，還有永遠(yuǎn)在線、按流量收取費(fèi)用等許多優(yōu)點(diǎn)。除此之外，GPRS的覆蓋面積也很大，國內(nèi)大部分地區(qū)都有覆蓋。

1 GPRS的組網(wǎng)方式

在當(dāng)下GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸主要涉及到電力、供水、燃?xì)?、氣象等多個(gè)行業(yè)。通常情況下，每個(gè)行業(yè)都會(huì)根據(jù)自己的實(shí)際情況和應(yīng)用環(huán)境的不同，對(duì)組網(wǎng)方式也會(huì)根據(jù)各自的功能要求有不同的選擇。現(xiàn)在GPRS的組網(wǎng)方式主要有以下幾種：采用INTERNET公網(wǎng)連接需要申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。采用公網(wǎng)接入方式主要有以下三種方式：（1）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+移動(dòng)DNS解析服務(wù)，但是這種方案只針對(duì)小規(guī)模使用，實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性都不好；中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)，這種方案有一個(gè)先決條件就是必須客戶必須先與DNS解析服務(wù)商進(jìn)行聯(lián)系開通動(dòng)態(tài)域名，與DNS服務(wù)器連接，通過DNS服務(wù)器與中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP進(jìn)行連接，這種也是只適合小規(guī)模使用和對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性沒有太高的要求系統(tǒng)使用；中心公網(wǎng)固定IP其數(shù)據(jù)終端直接與中心相連，這種方案因?yàn)槠溥\(yùn)行較穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)使用較多；（2）中心采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，采用普通的移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，這種方式比上面任何一種方案額實(shí)時(shí)性都好，但因?qū)ΡO(jiān)控點(diǎn)使用的也是動(dòng)態(tài)IP，所以其穩(wěn)定性也不是多好。采用APN專網(wǎng)接入首先要做的就是與移動(dòng)申請(qǐng)APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)，隨后移動(dòng)會(huì)為客戶分配專用的APN，而對(duì)于普通用戶就沒有這種權(quán)利。使用GPRS專網(wǎng)的SIM卡只能開通專用APN不能使用其他的。APN專網(wǎng)接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)APN專網(wǎng)固定IP，在專網(wǎng)得到APN后給數(shù)據(jù)終端以及中心DTU分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP，GPRS在數(shù)據(jù)終端附著時(shí)，SGSN會(huì)向HLR查詢是否是所允許使用的，再通過DNS把APN解析成相應(yīng)的IP地址。這種接入方式相對(duì)于公網(wǎng)接入方式而言，不僅缺少了DNS解析，又因?yàn)槠浔旧碜詭б苿?dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP，所以減少了中間環(huán)節(jié)有利于提高穩(wěn)定性，另外還不用付寬帶費(fèi)，有比較好的性價(jià)比；（4）中心采用APN專線，其與子站點(diǎn)一律采用APN內(nèi)網(wǎng)固定IP，這種方案所有的數(shù)據(jù)都在移動(dòng)GPRS的APN網(wǎng)內(nèi)傳輸，不用經(jīng)過公網(wǎng)。采用這種方案有許多好處如可以在整個(gè)傳輸過程中防止泄露信息，還可以在IP地址和端口進(jìn)行過濾。

2 中心服務(wù)器通道管理軟件

中心服務(wù)器通道管理軟件包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、下位機(jī)管理模塊通信協(xié)議棧模塊、數(shù)據(jù)加密模塊以及GPRS通信模塊如圖所示

通道管理軟件是目前所有電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信方式與通信規(guī)約的集成所在。其中通道管理軟件每個(gè)模塊都有各自的功能，系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是擁有用戶權(quán)限管理、用戶注銷以及更改用戶等功能系統(tǒng)設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中保存；數(shù)據(jù)庫模塊由系統(tǒng)配置庫、報(bào)表庫以及采集轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫三個(gè)子庫組成，而系統(tǒng)配置庫又包括系統(tǒng)設(shè)置庫、下位機(jī)信息庫以及通信協(xié)議棧庫三個(gè)子庫；每個(gè)子庫又都有不同的模塊來組成，每個(gè)模塊都有其各自的作用，這里就不再進(jìn)行一一的描述了。

3 GPRS的安全性分析

3.1 GPRS所采用的安全措施

與固定網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)在安全性方面做得還不夠到位，為了使這種狀況得到改善，對(duì)用戶的傳輸信息進(jìn)行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保證措施。（1）為了不讓未注冊(cè)的用戶接入，GPRS采用了GSM的移動(dòng)終端鑒別方法進(jìn)行加密，從而對(duì)SIM卡的有效性進(jìn)行確認(rèn)。（2）運(yùn)營商和用戶首先商量好使用GPRS服務(wù)的區(qū)域，一旦離開這個(gè)區(qū)域就不能享受一定級(jí)別的QOS這是接入控制。（3）由于GPRS中的所有安全功能都與SIM卡有關(guān)，所以對(duì)SIM卡進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，想要對(duì)其進(jìn)行復(fù)制或偽造都是很難的，從而為網(wǎng)絡(luò)以及用戶的安全提供了可靠保障。根據(jù)對(duì)GPRS四點(diǎn)安全機(jī)制的描述不難看出，在GPRS的安全性已經(jīng)能使電力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用要求得到滿足，最重要的就是對(duì)SIM卡的安全保護(hù)，確保用戶信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之處，不能確保用戶連接的GPRS網(wǎng)絡(luò)都是真實(shí)的。

3.2 應(yīng)用GPRS的安全性建議

根據(jù)GPRS的變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)情況，不光要在GPRS本身安全機(jī)制上作改變，還要加強(qiáng)應(yīng)用層的安全保護(hù)。（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性來進(jìn)行保護(hù)，只有是規(guī)定的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問，在移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)做不到。（2）使用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)所處的位置來看，為了安全性考慮其不能采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與其他分區(qū)直接相連。利用V.25協(xié)議的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，不僅使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與外部公網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)有所區(qū)分，而且這樣是符合國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)第30號(hào)令《電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)規(guī)定》，同時(shí)也滿足了電力系統(tǒng)二次安全防護(hù)的分區(qū)要求。

4 GPRS技術(shù)特點(diǎn)

GPRS的分組交換技術(shù)與以前的GSM拔號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式相比有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：（1）高速率。GPRS在理論上的最高速率能夠達(dá)到171.2kbit/s。相比于現(xiàn)有的電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)與短消息服務(wù)GPRS雖不能分配所有的時(shí)隙給數(shù)據(jù)服務(wù)但相比之下已有非常大的優(yōu)越性。除此之外，與電路交換數(shù)據(jù)服務(wù)按連接時(shí)長計(jì)費(fèi)法GPRS按數(shù)據(jù)通信量進(jìn)行計(jì)費(fèi)比較，后者更能享受實(shí)惠。（2）永遠(yuǎn)在線。無論是發(fā)送或者接收信息，GPRS能夠立刻連接起來在無線信道內(nèi)。當(dāng)用戶一直處在在線狀態(tài)的時(shí)候，用戶可以更快的進(jìn)行連接不再需要復(fù)雜的程序。（3）費(fèi)用低廉。GPRS付費(fèi)按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)來進(jìn)行付費(fèi)，當(dāng)用戶不接收數(shù)據(jù)包時(shí)就算在網(wǎng)上掛著也不會(huì)有費(fèi)用的流出。中國移動(dòng)對(duì)GPRS的收費(fèi)是按照1K數(shù)據(jù)1min來收取的，而且不收漫游費(fèi)，非常有利于野外施工以及長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。

5 結(jié)束語

通過對(duì)GPRS的安全性以及技術(shù)特點(diǎn)等分析，可以知道GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸有非常多的優(yōu)勢(shì)，尤其在電力系統(tǒng)中更加能體現(xiàn)出來。現(xiàn)在，隨著“3G”通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，相信GPRS無線通信技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域會(huì)更加廣泛與成熟。

參考文獻(xiàn)

[1]郭上華.劉保玉，GPRS技術(shù)在配電自動(dòng)化的應(yīng)用[J].繼電器，2005.

[2]施偉年.凌海宏.GPRS無線DDN系統(tǒng)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2002.endprint