Гибридное решение

ADDAX AMI использует различные решения для связи c отдаленными точками (между Data Concentrator и e-meters). Наиболее распространенные решения, основанные на технологиях PLC - PRIME или G3-PLC, также есть много вариантов использования беспроводных решений, таких как RF mesh. Чтобы получить лучшее покрытие и объединить преимущества технологий PLC и RF, было создано гибридное решение.

Верхний уровень коммуникационного профиля – это application layer DLMS / COSEM. Он предоставляет услуги для установления логического соединения между клиентом и сервером. И также обеспечивает обмен сообщениями xDLMS для доступа к атрибутам и методам объектов интерфейса COSEM. Электронный счетчик выступает как сервер, с которого клиентские приложения получают данные. Дата-концентратор действует как клиент DLMS и запрашивает объекты COSEM, выставленные электронными счетчиками.

Нижние уровни основаны на G3-PLC спецификации. G3-PLC data link layer адаптирован для гибридной сети.

Важнейшей частью этого стека является уровень адаптации 6LoWPAN. Основная цель данного уровня - оптимизировать передачу пакетов IPv6 по маломощным и шумным сетям. В 6LoWPAN слой решает следующие задачи:

  • Сжатие заголовка.
    40-байтовые заголовки IPv6 и 8-байтовые UDP сжимаются, предполагая использование общих полей. Поля заголовка удаляются, когда они могут быть получены из канального уровня.
  • Фрагментация и повторная сборка.
    Кадрирование PLC и RF каналов не соответствует MTU IPv6, который составляет 1280 байтов, в чем помогает уровень адаптации занимаясь фрагментацией и повторной сборкой.

  • Автоматическая настройка без сохранения состояния.
    Автоматическая конфигурация без сохранения состояния — это процесс, при котором устройства в сети 6LoWPAN автоматически генерируют свой собственный адрес IPv6. Существуют методы, позволяющие избежать случая, когда два устройства получают один и тот же адрес (обнаружение дублированного адреса).


Архитектура
Типичная сеть 6LoWPAN имеет два типа устройств - маршрутизаторы и хосты. Маршрутизаторы могут направлять данные, предназначенные для других узлов в сети 6LoWPAN. Хосты — это просто конечные устройства, которые не могут маршрутизировать данные на другие устройства в сети. Хост может быть устройством с питанием от батареи, которое периодически просыпается, чтобы проверить данные на своем маршрутизаторе. Поскольку электронные счетчики всегда являются устройствами с питанием, для стабильной конфигурации сети все устройства в решении ADDAX действуют как маршрутизаторы. Дата-концентратор также действует как пограничный (edge) маршрутизатор, обеспечивая обмен данными между сетью 6LoWPAN и основным центром (через Ethernet или 3GPP).

Дата-концентратор ответственен не только за маршрутизацию запросов, поступающих от софта верхнего уровня на сеть 6LoWPAN, он также обеспечивает генерацию и обслуживание сети 6LoWPAN и управляет локальным обменом данными между устройствами внутри сети 6LoWPAN.

Обмен данными
Каждый счетчик имеет возможность подключения PLC или RF, или PLC + RF к другим счетчикам. Маршрут строится от точки к точке, выбирая между лучшими каналами. Выбор канала динамически регулируется в зависимости от состояния носителя.
После того, как новый электронный счетчик обнаружен в сети, приложение DC сначала запрашивает идентификационную и конфигурационную информацию, а затем начинает выполнять задачи для сбора данных.

Обработка аварийных сигналов
Счетчик может отправлять асинхронные сообщения при возникновении аварийной ситуации. Сообщение передается в виде уведомления о событии в дата-концентратор, затем пересылается в софт верхнего уровня или регистрируется в концентраторе, в зависимости от серьезности и конфигурации тревоги.

Функции безопасности
Безопасность осуществлена на нескольких уровнях.
Шифрование и аутентификация на основе AES-128, определенные в спецификации G3-PLC, используются на Data Link Layer.
Концентратор также использует шифрование / дешифрование всей входной и выходной информации на прикладном уровне(Application Layer). Архитектура безопасности смарт счетчик-концентратор основана на концепциях DLMS UA 1000-2 Ed.7.0.
AES-GCM-128 (Galois/Counter Mode with AES-128) Security Suite ID: 0 реализован для шифрования и аутентификации данных, а также для методов передачи ключей.