[發(fā)明專利]一種適用于配網(wǎng)系統(tǒng)的高速無線數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104378209A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹之仁;陳在軍;周勇
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)陜西省電力公司咸陽供電公司;西安興匯電力科技有限公司
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于配網(wǎng)系統(tǒng)的高速無線數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)改革建設(shè)的逐步深入，電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷趨于合理，一級網(wǎng)，二、三級網(wǎng)已基本趨于穩(wěn)定，主網(wǎng)的設(shè)備水平、供電可靠性有了很大提高。但是，做為聯(lián)系供電公司和用電客戶的主要橋梁——配網(wǎng)線路，其供電可靠性、自動化、信息安全化仍有待于完善和提高。

為此，緊密圍繞國家電網(wǎng)公司全面提出的“初步建成配網(wǎng)自動化”重點(diǎn)工作任務(wù)，嚴(yán)格貫徹落實(shí)提升配網(wǎng)供電保障能力的需要，充分體現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃、因地制宜、注重實(shí)效等建設(shè)原則，將配網(wǎng)自動化作為配網(wǎng)建設(shè)最核心的業(yè)務(wù)支柱。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)由配網(wǎng)調(diào)度中心和遠(yuǎn)端采集裝置FTU兩大部分組成。系統(tǒng)可通過分散分布的各個遠(yuǎn)端采集裝置FTU上傳的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的采集、配網(wǎng)線路實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與顯示、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、事故報警、故障區(qū)段隔離、數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)、故障回放等功能。

然而，隨著配電自動化系統(tǒng)建設(shè)的逐步完善，配網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊問題以及數(shù)據(jù)安全問題成為了下一步的工作的重中之重。

目前，為了解決通訊問題和數(shù)據(jù)安全問題，光纖通訊是目前電力系統(tǒng)廣泛采用的通訊手段，光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)是速度快、專網(wǎng)專用、安全性好，雖然通信質(zhì)量和信息安全確實(shí)能夠得到保障，但是其具有造價高、一次性投入大、施工周期長的缺陷。而且，配網(wǎng)線路供電半徑長、分布地域復(fù)雜、線路改造頻繁，采用傳統(tǒng)的光纖覆蓋通訊，還需要同時建設(shè)光纖通道，通訊通道的建設(shè)就成為了一個需要長期投入的工程。

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，采用GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)是投資最小、最簡易的方式。無線通信網(wǎng)絡(luò)也不受配電網(wǎng)架變化影響，不需要投入基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用，也不需要投入專人維護(hù)通信設(shè)施。雖然GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)能有效地利用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時傳輸，解決有線通道所無法解決的問題，但是由于GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與Internet直接相連，網(wǎng)絡(luò)安全的問題從根本角度上是無法得到保障的。

伴著互聯(lián)網(wǎng)的不斷健全，網(wǎng)絡(luò)黑客和病毒的攻擊也越來越頻繁，GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸及接入的安全問題日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)的在GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)入口處增加防火墻加網(wǎng)絡(luò)隔離裝置解決方案，由于設(shè)備成本以及設(shè)備維護(hù)成本極高，已無法適應(yīng)現(xiàn)有基層配電自動化系統(tǒng)的具體需求。且經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中雖然安裝的有防火墻和網(wǎng)絡(luò)隔離裝置(注：由于配網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)具備三搖功能，需對FTU進(jìn)行遙控操作，固無法使用單向網(wǎng)絡(luò)隔離裝置)，但是依然會被黑客和病毒攻擊。

由于絕大部分防火墻和網(wǎng)絡(luò)安全物理隔離產(chǎn)品存在以下問題：

a)設(shè)備成本高：一臺網(wǎng)絡(luò)隔離裝置的費(fèi)用需要好幾萬，一臺防火墻設(shè)備的費(fèi)用在幾萬至幾十萬不等。

b)設(shè)備維護(hù)成本高：需要至少1～2名設(shè)備專工，對設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)。

c)安全性差：PC軟硬件平臺是目前最廣泛的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，也是研究、應(yīng)用最多的系統(tǒng)，也是最易受到攻擊的系統(tǒng)。

d)功耗大、使用年限短：PC的功耗一般在130～150瓦，它的功耗決定了它散熱量很大，一臺PC的壽命大約就5年左右的時間。

由于，現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet進(jìn)行連接，固該GPRS網(wǎng)絡(luò)所存在的環(huán)境既是一個安全風(fēng)險極高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過傳統(tǒng)的安全模式，根本無法徹底的解決數(shù)據(jù)傳輸以及接入的安全問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種適用于配網(wǎng)系統(tǒng)的高速無線數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種適用于配網(wǎng)系統(tǒng)的高速無線數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)，包括配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、復(fù)合式安全橋接模塊、3G無線通訊模塊、專線APN網(wǎng)絡(luò)以及若干遠(yuǎn)端采集裝置FTU；

其中，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊相交互，數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊與復(fù)合式安全橋接模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；復(fù)合式安全橋接模塊與3G無線通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；遠(yuǎn)端采集裝置FTU通過專線APN網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息傳送給3G無線通訊模塊。

所述的數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過有線網(wǎng)絡(luò)與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)相交互，數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過串口與復(fù)合式安全橋接模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，實(shí)現(xiàn)串口隔離，將電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與專線APN網(wǎng)絡(luò)通過物理方式隔離；數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊在接收到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后發(fā)送給復(fù)合式安全橋接模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊在接收到復(fù)合式安全橋接模塊的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、解密后發(fā)送給配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。