MSTP專線通道通信地址分配與調試方法探討

周寒英，丁嘉熹，左黎斌，董治洲，楊心一，李樹東

云南電網有限責任公司保山供電局，云南 保山 678000

0 引言

MSTP專線（基于SDH的多業務傳送平臺）通道基于MSTP技術的以太網專線，為用戶提供2M速率點對點或點對多點的數據專線業務。該通道是一種廣泛應用于電力行業調度自動化主站與變電站廠站遠動裝置之間遠動通信的通信方式，基于SDH傳輸技術，采用PPP封裝協議實現以太網的幀到SDH的VC通道的映射，為用戶提供數據傳送功能。

隨著通信技術的發展，電力調度通信業務主要包括繼電保護業務、穩控系統業務、信息管理業務、調度自動化（SCADA/EMS）業務、相量測量（PMU）業務等[1]。其中，調度自動化業務系統數據傳輸通道經過了模擬通道、數字透傳通道、網絡通道3個發展階段[2]。目前主要采用網絡通道的原因為，網絡通道具有傳輸通道涉及環節少、可靠性高、故障處理方便等優點。保山地區調度自動化業務通常采用1路MSTP專線業務通道和1路調度數據網業務通道構成雙網絡結構。然而，調度數據網配置及維護相對復雜，用戶站、電廠一般無專職維護人員，通道調試或出現故障時較難處理，故雙路MSTP專線成了用戶變電站的主流通信方式。近年來，電力監控系統必須滿足網絡安全防護“安全分區，網絡專用，橫向隔離，縱向認證”16字方針原則。主廠站MSTP通道連接關系拓撲圖如圖1所示。

圖1 主廠站MSTP通道連接關系拓撲圖

1 MSTP專線需求分析及地址規劃

1.1 保山電網對MSTP專線業務的需求分析

保山電網截至2020年底已建成500 kV變電站1座、220 kV變電站9座及用戶變電站6座。近年來，用戶變電站接入規模不斷擴大，當用戶變電站接入保山地調時，考慮到安防設備成本及維護的難易程度，通常采用MSTP專線通信方式接入，僅2019年1年便完成了5座用戶變電站的接入工作，MSTP通道接入工作也隨之大量增加，由此帶來的自動化專業人員所需關注處理的MSTP專線通道調試工作成倍增長。任何通道接入需通過站端自動化人員、通信人員和主站自動化人員三者配合進行，各專業配合不當往往會導致通道調試效率低，且缺乏有效的方法。通道調試中各個環節需要的時間與新建工程的緊迫性恰好相互排斥。因此，文章提出MSTP專線地址分配及一種通用的調試方法，對新建廠站接入主站調度自動化系統有重要意義[3-4]。

1.2 MSTP地址分配規則

隨著電網網架結構的日趨復雜，通信網絡同步復雜，按照調度管轄范圍對MSTP專線業務地址規劃勢在必行[5-6]。保山地調負責110 kV電壓等級及以下廠站的MSTP地址規劃。

一般而言，對于不同主、廠站采用不同地址段的通信業務地址，每個主、廠站取16位業務地址為一個段可滿足各種安防、通信機設備的業務需求，同時實現地址預留。主廠站端采用30位的2M路由器互聯地址可滿足不同物理路由時隙的地址安排，通過該項原則可完成各廠站對調度主站MSTP專線業務的地址規劃，具體規劃如表1所示。

由表1可知，主站端與廠站端地址規劃原則一致：規劃網段內的起始8位可用地址供服務器、路由器等通信主機使用，最后1位可用地址通常分配為網關，接下來的倒數7位可用地址供加密裝置、防火墻等安防設備使用。主、廠站的通信通過兩端的2M專線路由器添加互訪靜態路由實現鏈路互通。一個廠站對多個主站、多個廠站對一個主站的業務地址規劃按表1的原則分配后，得到條理清晰的MSTP專線業務地址規劃圖，如圖2、圖3所示。

圖2 某縣調500 kV變電站接入四級調度MSTP專線通道地址分配圖

圖3 多個地調管轄廠站接入地調主站MSTP專線通道地址分配圖

表1 某地調MSTP專線業務地址規劃表

2 業務通道調試方法

MSTP專線業務通道調試一般采用主廠站端互調的方式開展，通信人員將MSTP物理通道調試成功后，通過華為、中興時隙對應表可確定主廠站所用時隙，開展主廠站通道配置。與此同時，采用如表1所示的地址規劃填寫相應廠站1，供主站端、廠站端調試使用。結合日常調試，筆者找出一種MSTP專線業務通道通用的調試方法。

（1）確認主站2M專線路由器的SDH、MSTP線端口配置、靜態路由配置。其中，MSTP的SDH配置通常分為成幀和非成幀2種模式，主廠站端保持一致即可。MSTP線接口配置采用封裝點對點協議（PPP協議），并配置相應接口的業務地址。靜態路由配置格式如下：采用ip route-static目標網段/掩碼下一跳地址。通常，依據圖1可知，下一跳地址均為廠站端2M專線路由器地址。

（2）配置主站MSTP縱向加密裝置。加密裝置配置的主要內容為路由配置、導入廠站端加密證書并進行隧道配置、添加訪問規則。在路由配置時，需遵循配置到所需到達網段的IP地址的路由，即廠站遠動機網段地址1.1.1.0。隧道配置過程中導入對端廠站證書且兩端路由配置準確才可建立聯通的隧道。訪問策略添加過程中限制訪問地址及端口的最小化，通常遠動業務采用IEC-104規約，僅放行目的地址2404端口，實現安防策略最小化配置原則[7]。

（3）配置主站防火墻設備地址及策略。電力行業普遍以等同采用IEC 60870-5系列協議作為應用通信協議的首選，2404/TCP屬于IEC 60870-5-104的標準端口。在修改物理通道廠站1地址時，僅需修改目的業務地址即可，訪問控制策略一般采用單向訪問并固定到端口設置，確保網絡訪問的最小化。

（4）配置主站端前置機廠站地址及路由。若為廠站地址修改，在修改前置通道配置的廠站地址后，在前置機的路由配置文件rc.local中，修改相應路由策略為新地址策略。若為新接入廠站，則新增一條路由策略指向廠站遠動機地址段，新增該廠站一個前置通道。

（5）廠站自動化專業人員同步配置廠站端相關設備。依次配置廠站2M專線路由器、廠站縱向加密裝置、廠站遠動機。主站端與廠站端對應設備配置原則保持高度一致，即可確保MSTP專線業務調試高效可靠地完成[8-10]。

3 業務通道調試典型案例分析

以某個電廠遠動機更換時主站端配置更改為例，該遠動機更換涉及地址更改。將廠站1地址統一更換為表1所示地址，假設主站2M專線路由器所用時隙對應端口為Serial0/7/0/1:0口，主站前置、主廠站路由器、加密裝置地址為表1規劃地址，故該項工作主站端需依次做以下改動并測試通斷情況。

3.1 主站端路由器配置更改

（1）SDH模式配置為成幀模式。

Control Cpos0/7/0//進入路由器物理連接的接口板7中；

e1 1 channel-set 0 timeslot-list 1-31//設置第1個時隙為成幀模式。

（2）Serial0/7/0/1:0//端口配置，MSTP專線通信采用增加其相關PPP協議封裝，配置表1中規劃的業務地址及描述。

interface Serial0/7/0/1:0//進入路由器時隙7-0-1中；

link-protocol ppp//添加PPP協議封裝，確保數據鏈路層的通信；

ip address 1.1.1.1 255.255.255.240//添加端口地址為目的地址；

description To ChangZhan1_tongdao1//添加端口描述。

（3）增加新的靜態路由。

ip route-static 1.1.1.0 255.255.255.240 5.5.5.2 description To ChangZhan1 //ip route-static 目標網段/掩碼 下一跳地址，其中下一跳地址為廠站端2M路由器地。

（4）查看配置端口狀態無誤后，用Ping命令測試主、廠站間2M專線路由器的網絡是否連通。

3.2 主站端加密裝置配置更改

由于更改路由器地址，并未修改主廠站兩端加密證書，但更換了加密裝置地址，故需建立新的隧道，對加密裝置的路由及訪問規則進行修改配置。

（1）修改路由配置，即修改訪問目的地址。目的地址及網關設置為廠站對端網絡地址，即為1.1.1.0，網關設為該網段內最后一位可用地址1.1.1.14。

（2）隧道配置修改時，即修改加密裝置之間的連接關系。每一條隧道對應隧道本端地址和隧道對端地址。其中，隧道本端地址為本端（即主站端）加密裝置的地址10.10.10.3；隧道對端地址為廠站端加密裝置的地址1.1.1.3。通過隧道的相互配置及證書導入建立兩側加密裝置的聯建關系。

（3）訪問規則修改，即修改兩側終端的訪問限值策略。內網指本端加密裝置所在區域主站前置機地址，外網指廠站對端加密裝置所在區域遠動機地址。通過該規則將訪問控制限值在主站前置機2404端口與廠站遠動機之間，某主站加密裝置的配置如表2所示。

表2 主站2M加密訪問規則配置表

（4）通過查看隧道顯示及Ping測試主站2M加密至廠站2M加密的網絡是否連通，若連通則說明主廠站2M加密配置不存在問題。

3.3 主站防火墻設備策略更改

設置更改目的為廠站1遠動機地址1.1.1.1和1.1.1.2，即可實現主站對廠站1的遠動機的訪問。訪問策略保持2404端口的訪問控制。測試主站2M防火墻至廠站2M加密裝置的網絡是否單向連通，若單向連通則說明主站防火墻策略配置不存在問題，若雙向連通，說明防火墻策略配置為雙向，不滿足安防要求，具體配置如表3所示。

表3 主站防火墻遠動業務配置表

3.4 主站前置機配置更改

修改前置機通道配置中的對端廠站地址為遠動機地址1.1.1.1和1.1.1.2。同時，新增或修改前置機的路由配置文件rc.local中存在的路由為route add -net 1.1.1.0 255.255.255.240 gw 1.1.1.14，確保前置機的路由指向廠站遠動機所在網段。測試主站前置機至廠站遠動機的網絡是否連通，若連通則說明MSTP專線業務通道調試完成，不存在問題[11]。

3.5 修改廠站端對應設備配置

廠站端各環節設備的修改與主站端設備保持一致原則，并同步開展，才能確保各環節業務測試正常，網絡保持連通。

4 結束語

文章提出了一種MSTP專線業務地址規劃規則及MSTP專線通道通用調試方法，可規范MSTP專線業務地址的配置原則，加速地調電網與各廠站端遠動業務的調試，防止MSTP通道不滿足電力監控系統二次安全防護技術的要求。保山地調采用所提方法進行2M地址分配、MSTP專線業務調試后，遠動業務通道調試速率穩步增長，地調自動化系統新增MSTP通道運行穩定可靠。該MSTP專線通道通用調試方法及業務地址配置原則為未來調控一體化模式的通道業務調試能力的提升和“大運行”模式的實現奠定了技術基礎。