ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Часть 5
Протоколы передачи
Раздел 104. Доступ к сети для ГОСТ Р МЭК 870-5-101 с использованием стандартных транспортных профилей
Издание официальное
ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ОАО «Научно-исследовательский институт электроэнергетики» (ВНИИЭ) ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 марта 2004 г. № 89-ст
3 Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 60870-5-104:2000 «Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 104. Доступ к сети для МЭК 870-5-101 с использованием стандартных транспортных профилей»
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
© ИПК Издательство стандартов, 2004
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России
11
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Станция А |
|
Станция В |
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
|
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
Ack |
V(S) |
V(R) |
|
|
|
V(S) |
V(R) |
Ack |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
i |
|
1 |
|
|
|
|
|
i |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Активное
закрытие |
Тайм- |
ayrtl |
г |
|
1 |
|
|
|
|
|
Далее следует активное открытие (см. рисунки 17-20) |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 12 — Тайм-аут в случае неподтверждения последнего APDU формата 1 |
5.2 Процедуры испытаний (тестирования)
Неиспользованные, но открытые соединения могут периодически проверяться в обоих направлениях путем посылки тестового APDU (TESTFR = act), который подтверждается приемной станцией с помощью APDU TESTFR = con (см. рисунки 13 и 14). Обе станции могут начинать процедуру проверки после определенного периода времени, в течение которого не появляются посылки данных (тайм-аут). Получение каждого кадра — кадра 1, кадра S или кадра U — перезапускает таймер t3. Станция В контролирует соединение независимо. Однако до тех пор, пока она получает тестовые кадры от станции А, она не должна посылать тестовые кадры.
Процедура проверки может также инициироваться на «активных» соединениях, когда отсутствие активности возможно длительное время и наличие соединения необходимо подтверждать.
8
Функции STARTDT (Старт Передачи Данных) и STOPDT (Прекращение Передачи Данных) используются контролирующей станцией (например, Станция А) для управления пересылкой данных с контролируемой станции (например, Станция В). Это полезно, например, когда между станциями открыто, то есть доступно, более одного соединения, но только одно соединение в это время используется для пересылки данных. Определяемые здесь функции STARTDT и STOPDT (см. рисунки 15 и 16) позволяют избежать потери данных в случае переключения с одного соединения на другое. Функции STARTDT и STOPDT также используются с одиночным соединением между станциями для управления трафиком на соединении.
Когда соединение установлено, пересылка данных пользователя не разрешается автоматически от контролируемой станции по этому соединению, то есть STOPDT — это состояние по умолчанию, когда соединение установлено. В таком состоянии контролируемая станция не посылает никаких данных по этому соединению, кроме ненумерованных функций управления и подтверждения этих функций. Контролирующая станция должна активировать пересылку данных пользователя по соединению путем посылки STARTDT act по этому соединению. Контролируемая станция отвечает на эту команду STARTDT con. Если STARTDT не подтверждается, соединение закрывается контролирующей станцией. Это означает, что после инициализации станции (см. 7.1) STARTDT должен всегда посылаться до того, как инициируется какая-нибудь передача данных пользователя с контролируемой станции (например, информация общего опроса). Любые данные пользователя на контролируемой станции, готовые к передаче, посылаются только после STARTDT con.
Функция STARTDT/STOPDT являются механизмом для контролирующей станции, чтобы активировать/деактивировать направление контроля. Контролирующая станция может посылать команды или уставки, даже если она еще не получила подтверждения активации. Счетчики передачи и приема продолжают свою работу независимо от использования STARTDT/STOPDT.
В случае переключения с активного соединения на другое соединение (например, оператором) контролирующая станция сначала передает STOPDT act на активное соединение. Контролируемая станция прекращает пересылку данных пользователя по этому соединению и посылает обратно STOPDT con. Задержанные квитанции о приеме данных пользователя могут посылаться от момента времени, когда контролируемая станция получит STOPDT act, до момента времени, когда она возвратит STOPDT con. После получения STOPDT con контролирующая станция может закрыть соединение. Для того, чтобы начать пересылку данных от контролируемой станции по другому установленному соединению, требуется команда STARTDT на этом соединении.
10
Процедура начала пересылки данных
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-20045.4 Номер порта
Каждый адрес TCP состоит из адреса IP и номера порта. Каждое устройство, присоединяемое к TCP-LAN, имеет свой собственный адрес IP, в то время как номер порта определяется для всей системы (см. RFC 1700). Для настоящего стандарта номер порта определен как 2404 и утвержден IANA (Internet Assigned Numbers Authority — Организация по назначению номеров Интернет).
5.5 Максимальное число APDU формата I, ожидающих квитирования (к)
Значение к показывает максимальное число последовательно пронумерованных APDU формата I, которые ООД в данный момент может передать, не получая подтверждения. Каждый кадр формата I последовательно пронумерован «по модулю п», то есть может иметь номера от 0 до n—1, где «модуль» — есть модуль порядковых номеров, который определяется параметром п. Значение к не может никогда превысить n—1 для операции по модулю п (см. пункты 2.3.2.2.1 и 2.4.8.6 рекомендации МСЭ-ТХ.25 [11).
- Передатчик прекращает передачу при достижении числа к неподтвержденных APDU формата I.
- Приемник передает подтверждение по крайней мере после получения w APDU формата I*.
Максимальный диапазон значений к: от 1 до 32767** APDU, точность до одного APDU.
Максимальный диапазон значений w: от 1 до 32767 APDU, точность до одного APDU (рекомендация: значение w не должно превышать двух третей значения к).
6 Выбор ASDU, определенных ГОСТ Р МЭК 870-5-101, и дополнительных ASDU
Действительны ASDU, определенные ГОСТ Р МЭК 870-5-101, которые приведены в таблицах 1—6, и дополнительные, приведенные в пункте 8 настоящего стандарта:
Таблица 1 — Информация о процессе в направлении контроля ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА :=Ш8[1..8]<0..44>
M_SP_NA_1
M_DP_NA_1
M_ST_NA_1
MBONAl
M_ME_NA_1
M_ME_NB_1
M_ME_N C_1
MJT_NA_1
M_PS_NA_1
MMENDJ
M_SP_TB_1
M_DP_TB_1
M_ST_TB_1
M_BO_TB_l
M_ME_TD_1
M ME ТЕ 1
<0> := не определяется
<1> := одноэлементная информация
<3> := двухэлементная информация
<5> := информация о положении отпаек
<7> := строка из 32 битов
<9> := значение измеряемой величины, нормализованное значение
<11> := значение измеряемой величины, масштабированное значение
<13> := значение измеряемой величины, короткий формат с плавающей
запятой
<15> := интегральные суммы
<20> := упакованная одноэлементная информация с определением измене
ния состояния
<21> := значение измеряемой величины, нормализованное значение без
описателя качества
<22..29> := резерв для дальнейших совместимых определений
*<30> := одноэлементная информация с меткой времени СР56Время2а
*<31 > := двухэлементная информация с меткой времени СР56Время2а
*<32> := информация о положении отпаек с меткой времени СР56Время2а
*<33> := строка из 32 битов с меткой времени СР56Время2а
*<34> := значение измеряемой величины, нормализованное значение с мет
кой времени СР56Время2а
*<35> := значение измеряемой величины, масштабированное значение с мет
кой времени СР56Время2а
* Подтверждение ранее достижения значения к позволяет избежать прекращения передачи. ** 32767 = (215—1).
13
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Окончание таблицы |
*<36> |
:= значение измеряемой величины, короткий формат с плавающей запятой с меткой времени СР56Время2а |
MMETFl |
*<37> |
:= интегральная сумма с меткой времени СР56Время2а |
MJT_TB_1 |
*<38> |
:= информация о работе релейной защиты с меткой времени СР56Время2а |
MEPTDl |
*<39> |
:= упакованная информация о срабатывании пусковых органов защиты с меткой времени СР56Время2а |
MEPTEl |
*<40> |
:= упакованная информация о срабатывании выходных цепей защиты с меткой времени СР56Время2а |
MEPTFl |
<41 >..<44> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
* Эти типы определены в Изменении № 1 РОСТ Р МЭК 870-5-101. |
|
|
Таблица2 — Информация о процессе в направлении управления |
ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА - Ul[1..8]<45..69> |
|
CON <45> |
:= одноэлементная команда |
CSCNAl |
CON <46> |
:= двухэлементная команда |
CDCNAl |
CON <47> |
:= команда пошагового регулирования |
CRCNAl |
CON <48> |
:= команда уставки, нормализованное значение |
C_SE_NA_1 |
CON <49> |
:= команда уставки, масштабированное значение |
C_SE_N В 1 |
CON <50> |
:= команда уставки, короткое число с плавающей запятой |
CSENCl |
CON <51> |
:= строка из 32 битов |
CBONAl |
<52>..<57> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
ASDU с информацией о процессе в направлении управления с меткой времени: |
|
CON <58> |
:= одноэлементная команда с меткой времени СР56Время2а |
CSCTAl |
CON <59> |
:= двухэлементная команда с меткой времени СР56Время2а |
CDCTAl |
CON <60> |
:= команда пошагового регулирования с меткой времени СР56Время2а |
C RC ТА 1 |
CON <61> |
:= команда уставки, нормализованное значение с меткой времени СР56Время2а |
CSETAl |
CON <62> |
:= команда уставки, масштабированное значение с меткой времени СР56Время2а |
CSETBl |
CON <63> |
:= команда уставки, короткое число с плавающей запятой с меткой времени СР56Время2а |
CSETCl |
CON <64> |
:= строка из 32 битов с меткой времени СР56Время2а |
С ВО ТА 1 |
<65>..<69> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
|
Информация о процессе в направлении управления может посылаться как с меткой времени, так и без нее, но при посылке на данную станцию не должна смешиваться.
П р и м е ч а н и е — ASDU с меткой CON, передаваемые в направлении управления, подтверждаются прикладным уровнем и могут возвращаться в направлении контроля при различных причинах передачи. Эти отраженные ASDU используются для положительного/отрицательного квитирования (проверки).
Таблица 3 — Информация о системе в направлении контроля ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА := U18[ 1..8]<70..99>
<70> := конец инициализации M EI NA1
<71>..<99> := резерв для дальнейших совместимых определений
14
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004 |
Таблица4— |
Информация о системе в направлении управления |
|
ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА := U18[ 1..8]< 100.. 109> |
|
CON <100> |
:= команда опроса |
CJCNAJ |
CON <101> |
:= команда опроса счетчика |
CC1NAJ |
CON <102> |
:= команда считывания |
С RD NA1 |
CON <103> |
:= команда синхронизации времени (опция, см. 7.6) |
CCSNA1 |
CON <105> |
:= команда установки процесса в исходное состояние |
CRPNA1 |
CON <107> |
:= команда тестирования с меткой времени СР56Время2а |
C_TS_NA_1 |
<108>..<109> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
Таблица5— |
Параметры в направлении управления |
|
ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА - U18[1..8]<110..119> |
|
CON <110> |
:= параметр измеряемой величины, нормализованное значение |
P_ME_NA_1 |
CON <111> |
:= параметр измеряемой величины, масштабированное значение |
P_ME_NB_1 |
CON <112> |
:= параметр измеряемой величины, короткий формат с плавающей запятой |
P_ME_NC_1 |
CON <113> |
:= параметр активации |
PACNAl |
<114>..<119> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
Таблицаб— |
Пересылка файлов |
|
ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА :=U18[ 1..8]< 120.. 127> |
|
<120> |
:= файл готов |
FFRNAl |
< 121 > |
:= секция готова |
F_SR_NA_1 |
<122> |
:= вызов директории, выбор файла, вызов файла, вызов секции |
F_SC_NA_1 |
<123> |
:= последняя секция, последний сегмент |
F_LS_NA_1 |
<124> |
:= подтверждение файла, подтверждение секции |
F_AF_NA_1 |
<125> |
:= сегмент |
F_SG_NA_1 |
<126> |
:= директория |
F DR ТА 1 |
<127> |
:= резерв для дальнейших совместимых определений |
|
|
П р и м е ч а н и е — ASDU с меткой CON, передаваемые в направлении управления, подтверждаются прикладным уровнем и могут возвращаться в направлении контроля при различных причинах передачи. Эти отраженные ASDU используются для положительного/отрицательного квитирования (проверки). |
7 Сопоставление (установление соответствия) выбранных блоков пользовательских данных и функций с услугами TCP
В этом пункте определены функции, выбранные из ГОСТ Р МЭК 870-5-5 для использования в настоящем стандарте. Услуги прикладного уровня, определенные в настоящем стандарте, предназначены для соответствующих услуг транспортного уровня, определенных в RFC 793. Метки ASDU определены, как указано в ГОСТ Р МЭК 870-5-5.
Контролирующая станция эквивалентна клиенту, а контролируемая станция эквивалентна серверу.
7.1 Инициализация станции (см. пункты 6.1.5—6.1.7 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)
Прекращение соединения может быть инициировано или контролирующей, или контролируемой станцией.
15
Установление соединения проводится:
- контролирующей станцией — в случае, если партнером является контролируемая станция;
- фиксированным выбором (параметром) — в случае двух эквивалентных контролирующих станций или партнеров (см. рисунок 1).
На рисунке 17 показано, что установленное соединение может быть закрыто, если контролирующая станция подает на свой TCP вызов активного закрытия, за которым следует вызов пассивного закрытия к своему TCP от контролируемой станции. На рисунке также показано установление нового соединения путем подачи контролирующей станцией вызова активного открытия на свой TCP после того, как контролируемая станция предварительно выдаст вызов пассивного открытия на свой TCP. И наконец, на рисунке показано альтернативное активное закрытие соединения контролируемой станцией.
На рисунке 18 показано, что во время инициализации контролирующей станции соединение устанавливается с каждой контролируемой станцией по очереди. Начиная со станции 1, контролирующая станция выдает вызов активного открытия к своему TCP, в результате чего соединение устанавливается, если TCP станции 1 имеет статус ожидания запроса соединения (статус на рисунке не показан). Процедура затем повторяется для остальных контролируемых станций.
На рисунке 19 показаны многократные попытки контролирующей станции установить соединение с контролируемой станцией. Эти попытки удаются после того, как контролируемая станция выполнит местную инициализацию и выдаст вызов пассивного открытия на свой TCP, который при этом приобретает статус ожидания запроса соединения (статус на рисунке не показан).
На рисунке 20 показано установление соединения контролирующей станцией при помощи выдачи вызова активного открытия на свой TCP. Затем контролирующая станция посылает команду ResetProcess (установка процесса в исходное состояние) к присоединенной контролируемой станции, которая подтверждает это обратной посылкой Reset-Process и выдает вызов активного закрытия на свой TCP. Соединение закрывается после того, как контролирующая станция выдаст вызов пассивного закрытия на свой TCP. Затем контролирующая станция пытается присоединить контролируемую станцию, посылая циклически активное открытие на свой TCP. Когда контролируемая станция снова доступна после ее удаленной инициализации, она возвращает CLT=SYN, АСК. В результате устанавливается новое соединение, если контролирующая станция подтвердит CLT=SYN, АСК.
16
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Прикладные функции на контролирующей станции |
Услуги связи |
Прикладные функции на контролируемой станции |
Активное закрытие* |
—~-~^<CTL=FIN> <CTL=ACK>^-^ |
^Пассивное закрытие* |
ЗАКРЫТО 1 |
<CTL-FIN> -----
^CIII_<CTL=ACK>
r 2MSL** |
ЗАКРЫТО _ |
•
• |
Пассивное открытие* |
Активное открытие* |
УСТАНОВЛЕНО |
<CTL-SYN>
<CTL=SYN^CK>^^ |
?
УСТАНОВЛЕНО |
Пассивное закрытие* |
^C^_<CTL=ACK> |
|
^Активное закрытие* |
<CTL=FIN>^^^^
^C^I%CTL=ACK>
—~-^4CTL=FIN>
<CTL=ACK>^— ^1 |
2MSL**
’ ЗАКРЫТО |
ЗАКРЫТО |
* Содержание поля данных не определено в настоящем стандарте.
** MSL-максимальное время жизни сегмента. |
|
|
Рисунок 17 — Установление и закрытие соединения TCP
17
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Содержание
1 Область применения....................................................... 1
2 Нормативные ссылки....................................................... 1
3 Общая архитектура........................................................ 2
4 Структура протокола....................................................... 3
5 Определение Управляющей Информации Прикладного Протокола (APCI).............. 4
5.1 Защита от потерь и дублирования сообщений................................. 5
5.2 Процедуры испытаний (тестирования)....................................... 8
5.3 Управление передачей с использованием Старт/Стоп...........................10
5.4 Номер порта..........................................................13
5.5 Максимальное число APDU формата 1, ожидающих квитирования (к)...............13
6 Выбор ASDU, определенных ГОСТ Р МЭК 870-5-101, и дополнительных ASDU..........13
7 Сопоставление (установление соответствия) выбранных блоков пользовательских данных и
функций с услугами TCP....................................................15
7.1 Инициализация станции (см. пункты 6.1.5—6.1.7 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)............. 15
7.2 Сбор данных при помощи опроса (см. пункт 6.2 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)............. 21
7.3 Циклическая передача данных (см. пункт 6.3 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)................ 21
7.4 Сбор данных о событиях (см. пункт 6.4 ГОСТ Р МЭК 870-5-5).................... 21
7.5 Общий опрос (см. пункт 6.6 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)............................. 21
7.6 Синхронизация времени (см. пункт 6.7 ГОСТ Р МЭК 870-5-5).................... 21
7.7 Передача команд (см. пункт 6.8 ГОСТ Р МЭК 870-5-5).......................... 22
7.8 Передача интегральных сумм (телесчет) (см. пункт 6.9 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)......... 23
7.9 Загрузка параметра (см. пункт 6.10 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)........................ 23
7.10 Тестовая процедура (см. пункт 6.11 ГОСТ Р МЭК 870-5-5)...................... 23
7.11 Пересылка файлов (см. пункт 6.12 ГОСТ Р МЭК 870-5-5). Направление управления
и контроля..........................................................24
8 ASDU с меткой времени для информации о процессе в направлении управления.........24
8.1 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 58: С SC ТА 1 Однопозиционная команда с меткой времени СР56Время2а.......................................................25
8.2 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 59: С DC ТА 1 Двухпозиционная команда с меткой времени СР56Время2а.......................................................26
8.3 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 60: C RC TAJ Команда пошагового регулирования с меткой времени СР56Время2а...............................................27
8.4 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 61: C SE TA1 Команда уставки с меткой времени
СР56Время2а, нормализованное значение....................................28
8.5 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 62: C SE TB l Команда уставки с меткой времени
СР56Время2а, масштабированное значение..................................29
8.6 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 63: С SE ТС 1 Команда уставки с меткой времени
СР56Время2а, короткий формат с плавающей запятой...........................30
8.7 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 64: С_ВО_ТА_1 Строка из 32 битов с меткой времени
СР56Время2а..........................................................31
8.8 ИДЕНТИФИКАТОР ТИПА 107: C_TS_TA_1 Тестовая команда с меткой времени
СР56Время2а..........................................................32
9 Возможность взаимодействия (совместимость)...................................32
9.1 Система или устройство.................................................33
9.2 Конфигурация сети.....................................................33
9.3 Физический уровень....................................................33
9.4 Канальный уровень.....................................................34
9.5 Прикладной уровень....................................................35
9.6 Основные прикладные функции...........................................39
Приложение А Библиография..................................................45
111
|
Рисунок 18 — Инициализация контролирующей станции |
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИУСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕХАНИКИЧ а с т ь 5. Протоколы передачиРаздел 104. Доступ к сети для ГОСТ Р МЭК 870-5-101 с использованием стандартных транспортных профилей
Telecontrol equipment and systems. Part 5. Transmission protocols. Section 104. Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles
Дата введения 2005—07—01
1 Область применения
Настоящий стандарт из серии ГОСТ Р МЭК 870-5 распространяется на устройства и системы телемеханики с передачей данных последовательными двоичными кодами для контроля и управления территориально распределенными процессами. Раздел 104 является обобщающим стандартом, который дает возможность взаимодействия различной совместимой аппаратуры телемеханики.
Настоящий обобщающий стандарт рассматривает стандарты ГОСТ Р МЭК 870-5-1 +■ ГОСТ Р МЭК 870-5-5. Правила настоящего стандарта представляют комбинацию прикладного уровня ГОСТ Р МЭК 870-5-101 и функций транспортного уровня, предусматриваемых TCP/IP1) (Протокол управления передачей/Протокол Интернета). Внутри TCP/IP могут быть использованы различные типы сетей, включая Х.25 [Г|, FR2) (Фрейм реле), ATM3) (Режим Асинхронной Передачи) и ISDN4) (Цифровая сеть интегрированного обслуживания). При использовании тех же определений альтернативные ASDU, как показано в других обобщающих стандартах серии ГОСТ Р МЭК 870-5 (например, ГОСТ Р МЭК 870-5-102), могут комбинироваться с TCP/IP, но настоящий стандарт этого не рассматривает.
Примечание — Механизмы защиты — вне области распространения настоящего стандарта.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р МЭК 870-5-1-95 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 1. Форматы передаваемых кадров
ГОСТ Р МЭК 870-5-2-95 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 2. Процедуры в каналах передачи
ГОСТ Р МЭК 870-5-3-95 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 3. Общая структура данных пользователя
ГОСТ Р МЭК 870-5-4-96 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 4. Определение и кодирование элементов пользовательской информации
ГОСТ Р МЭК 870-5-5-96 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 5. Основные прикладные функции
^ TCP/IP — Transmission Control Protocol/Internet Protocol. 2) FR — Frame Relay.
ATM — Asynhronous Transfer Mode.
4-1 ISDN — Integrated Service Data Network.
Издание официальное
ГОСТ Р МЭК 870-5-101-2001 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 101. Обобщающий стандарт по основным функциям телемеханики
ГОСТ Р МЭК 870-5-102-2001 Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 102. Обобщающий стандарт по передаче интегральных параметров в энергосистемах
3 Общая архитектура
Настоящий стандарт определяет использование открытого интерфейса TCP/IP для сети, содержащей, например, LAN (локальная вычислительная сеть) для устройства телемеханики, которая передает ASDU в соответствии с ГОСТ Р МЭК 870-5-101. Маршрутизаторы, включающие маршрутизаторы для WAN (глобальная вычислительная сеть) различных типов (например, Х.25 [1], Фрейм реле, ISDN и т. и.), могут соединяться через общий интерфейс TCP/1P-LAN (рисунок 1). На рисунке 1 показана конфигурация центральной станции с избыточностью в дополнение к системе без избыточности.
Мотивировка:
Использование отдельных маршрутизаторов дает следующие преимущества:
- нет необходимости установления в оконечных системах программ, специфичных для сети;
- нет необходимости выполнения функции маршрутизации в оконечных системах;
- нет необходимости управления сетью в оконечных системах;
-облегчает поставку оконечных систем изготовителями, специализирующимися на изготовлении устройств телемеханики;
- облегчает получение индивидуальных отдельных маршрутизаторов, подходящих для различных сетей, от изготовителей, специализирующихся в не специфичной для телемеханики области;
- дает возможность изменения типа сети путем замены только типа маршрутизатора без воздействия на оконечную систему;
- особенно подходит для преобразования существующих оконечных систем, соответствующих ГОСТ Р МЭК 870-5-101;
- подходит для настоящих и будущих реализаций.
|
С избыточностью Без избыточности
* Интерфейс LAN может быть избыточным.
Рисунок 1 — Общая архитектура (пример) |
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
4 Структура протокола
Структура протокола оконечной системы показана на рисунке 2.
Выборка прикладных функций из ГОСТ Р МЭК 870-5-5 в соответствии с ГОСТ Р МЭК 870-5-101 |
Инициализация |
Процесс пользователя |
Выборка ASDU из ГОСТ Р МЭК 870-5-101 и ГОСТ Р МЭК 870-5-104 |
Прикладной (уровень 7) |
АРС1 (Управляющая информация прикладного уровня) Интерфейс транспортного уровня (интерфейс между пользователем и TCP) |
Выборка из протокола TCP/IP (RFC 2200) |
Транспортный (уровень 4) |
Сетевой (уровень 3) |
Канальный (уровень 2) |
Физический (уровень 1) |
Примечание — Уровни 5 и 6 не используются. |
|
Рисунок 2 — Избранные стандартные позиции для настоящего телемеханического стандарта |
Рекомендуемая выборка из протокола TCP/IP (RFC 2200), используемая в настоящем стандарте, показана на рисунке 3. К моменту опубликования МЭК 60870-5-104 указанные RFC были действующими, но за протекшее время могли быть заменены эквивалентными RFC. Соответствующие RFC доступны по адресу в Интернете http://www.ietf.org.
Показанный стек Ethernet 802.3 может использоваться телемеханическими системами оконечных станций или ООД (оконечное оборудование данных), чтобы поддерживать отдельный маршрутизатор, как показано на рисунке 1. Если избыточная структура не требуется, то интерфейс точка-точка (например, Х.21 [2|) для отдельного маршрутизатора может быть использован вместо интерфейса LAN, таким образом сохраняя большую часть аппаратуры при преобразовании оконечной системы, первоначально выполненной в соответствии с ГОСТ Р МЭК 870-5-101.
Допустимы также и другие совместимые выборки из RFC 2200.
Настоящий стандарт использует без изменений транспортные профили TCP/IP, определенные в других упомянутых выше стандартах.
Транспортный интерфейс (интерфейс между пользователями и TCP) показан на рисунке 3
RFC 793 (Протокол управления передачей) |
Транспортный (уровень 4) |
RFC 791 (Протокол Интернета) |
Сетевой (уровень 3) |
RFC 1661 (РРР—Point-to-Point Protocol) |
RFC 894 (Передача датаграмм 1Р по сетям Ethernet) |
Канальный (уровень 2) |
RFC 1662 (РРР в структуре типа HDFC) |
Х.21 [2J |
IEEE 802.3 |
Физический (уровень 1) |
|
Последовательный канал Ethernet |
Рисунок 3 — Избранные стандартные позиции для протокола TCP/IP в соответствии с RFC 2200 (пример)
3
5 Определение Управляющей Информации Прикладного Протокола (APCI)
Интерфейс транспортного уровня (интерфейс между пользователем и TCP) — это ориентированный на поток интерфейс, в котором не определяются какие-либо старт-стопные механизмы для ASDU (ГОСТ Р МЭК 870-5-101). Чтобы определить начало и конец ASDU, каждый заголовок APCI включает следующие маркировочные элементы: стартовый символ, указание длины ASDU вместе с полем управления. Может быть передан либо полный APDU (см. рисунок 4), либо (для целей управления) только поля АРС1 (см. рисунок 5).
Примечание — Аббревиатуры по ГОСТ Р МЭК 870-5-3, использованные выше, означают:
АРС1 — Управляющая Информация Прикладного Уровня;
ASDU — Блок Данных, Обслуживаемый Прикладным Уровнем (Блок данных Прикладного Уровня);
APDU — Протокольный Блок Данных Прикладного Уровня.
_СТАРТ 68Н_
Длина APDU (максимум 253) Поле управления байт 1 Поле управления байт 2 Поле управления байт 3 Поле управления байт 4
Рисунок 4 — APDU определяемого обобщающего телемеханического стандарта
СТАРТ 68Н Длина APDU Поле управления байт 1 Поле управления байт 2 Поле управления байт 3 Поле управления байт 4
Рисунок 5 — АРС1 определяемого обобщающего телемеханического стандарта
СТАРТ 68Н определяет точку начала внутри потока данных.
Длина APDU определяет длину тела APDU, которое состоит из четырех байтов поля управления АРС1 плюс ASDU. Первый учитываемый байт — это первый байт поля управления, а последний учитываемый байт — это последний байт ASDU. Максимальная длина ASDU ограничена 249 байтами, т. к. максимальное значение длины поля APDU равно 253 байт (APDUmax = 255 минус 1 байт начала и 1 байт длины), а длина поля управления — 4 байта.
Поле управления определяет управляющую информацию для защиты от потерь и дублирования сообщений, для указания начала и конца пересылки сообщений, а также для контроля транспортных соединений. Механизм счетчика поля управления определяется в соответствии с пунктами 2.3.2.2.1 — 2.3.2.2.5 рекомендации Х.25 МСЭ-Т |Т|.
На рисунках 6, 7 и 8 показаны три типа формата поля управления, используемые для осуществления передачи информации с нумерацией (формат 1), функции контроля с нумерацией (формат S) и функций управления без нумерации (формат U).
Формат 1 определяется значением «0» первого бита первого байта поля управления. APDU формата 1 всегда содержит ASDU. Управляющая информация формата 1 показана на рисунке 6.
4
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
8 |
7 6 5 4 3 |
2 |
1 |
|
|
Передаваемый порядковый номер N(S) |
LSB | |
0 |
Байт 1 |
MSB |
Передаваемый порядковый номер N(S) |
|
|
Байт 2 |
|
Принимаемый порядковый номер N(R) |
LSB | |
0 |
Байт 3 |
MSB |
Принимаемый порядковый номер N(R) |
|
|
Байт 4 |
|
Обозначения: MSB - старший бит; LSB - младший бит.
Рисунок 6 — Поле управления формата передачи информации (формат I) |
Бит 1 = 1 и бит 2 = 0 для первого байта поля управления определяют формат S. APDU формата S состоит только из APCI. Управляющая информация формата S показана на рисунке 7.
8 |
7 6 5 4 3 |
2 |
1 |
|
|
0 |
1_о_1 |
1 |
Байт 1 |
0 |
Байт 2 |
|
Принимаемый порядковый номер N(R) |
LSB | |
0 |
Байт 3 |
MSB |
Принимаемый порядковый номер N(R) |
|
|
Байт 4 |
|
Рисунок 7 — Поле управления формата функций контроля с нумерацией (формат S) |
Бит 1 = 1 и бит 2 = 1 первого байта поля управления определяют формат U. APDU формата U состоит только из APCI. Управляющая информация формата U показана на рисунке 8. Только одна из функций — TESTFR, STOPDT или STARTDT — может быть активной в данный момент.
TESTFR1) |
STOPDT2) |
STARTDT3) |
con4) 1 act6) |
con act |
con | act |
Биты 8 7 6 5 4 3 2 1Байт 1Байт 2 Байт 3 Байт 4
Рисунок 8 — Поле управления формата функций управления без нумерации (формат U)
5.1 Защита от потерь и дублирования сообщений
Использование передаваемого порядкового номера N(S) и принимаемого порядкового номера N(R) идентично методу, определенному в рекомендации МСЭ-Т Х.25 [1]. Для наглядности дополнительные последовательности определены на рисунках 9—12.
Оба порядковых номера увеличиваются на единицу для каждого APDU и каждого направления. Передатчик увеличивает передаваемый порядковый номер N(S), а приемник увеличивает принимаемый порядковый номер N(R). Приемная станция подтверждает каждый APDU или несколько APDU, когда она возвращает очередной принимаемый порядковый номер, вплоть до которого все APDU были приняты правильно. Передающая станция хранит APDU в буфере до тех пор, пока не получит обратно собственный передаваемый порядковый номер в качестве принимаемого порядкового номера, который является подтверждением для всех номеров до полученного номера включительно. Затем правильно переданные APDU в буфере могут быть стерты. В случае длительной передачи данных только в одном направлении формат S посылается в другом направлении, чтобы подтвердить APDU до того, как буфер переполнится или до тайм-аута. Этот метод должен использоваться в обоих направлениях. После установления соединения TCP передаваемые и принимаемые порядковые номера устанавливаются в ноль.
^ TESTFR — Тестовый блок.
^ STOPDT — Прекращение передачи данных.
3-) STARTDT — Старт передачи данных.
4)
' con — подтверждение.
5-) act — активация.
5
ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004
Для рисунков 9—16 справедливы следующие определения:
V(S) — Переменная состояния передачи;
V(R) — Переменная состояния приема;
Аск — Указывает, что ООД правильно получило все APDU формата 1 с номерами до данного номера включительно;
1(а, Ь) — Информационный формат APDU (где а — порядковый номер передаваемого кадра; b — порядковый номер принятого кадра);
S(b) — Контрольный формат APDU (где b — порядковый номер принятого кадра);
U — Ненумерованная управляющая функция APDU.
Станция А |
|
Станция В |
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
|
Аск |
V(S) |
V(R) |
|
|
V(S) |
V(R) |
Ack |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
^^ЦОЗ) |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
2 |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 9 — Ненарушенные последовательности пронумерованных APDU формата 1 |
6
Станция А |
|
Станция В |
|
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
|
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
|
Ack |
V(S) |
V(R) |
|
|
V(S) |
V(R) |
Ack |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Тайм-ayi |
' t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Рисунок 10 — Ненарушенные последовательности пронумерованных APDU формата 1, подтвержденные
с помощью APDU формата S
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
Ack |
V(S) |
V(R) |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Активное
закрытие |
Далее следует активное открытие (см. рисунки 17-20) |
Станция В |
Внутренние счетчики V после посылки или приема APDU |
|
V(S) |
V(R) |
Ack |
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Они
после
телы |
1бка
дова-
юсти |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 11 — Ненарушенная последовательность нумерованных APDU формата 1