Zeus

Zeus

PTP スマートグリッド IP系 試験・測定・監視・検証機 レガシーネットワーク系 試験・測定・監視・検証機

 

Zeusは、スマートグリッドの構築および保守に最適なポータブルテスターです。Ethernet / IP、PTP、SyncE、TOD、IRIG-B、T1 / E1、C37.94、RS-232、G703の検証、およびGOOSE、SV、MMSなどの多様なプロトコルの確認を行うため、様々な物理インターフェースをサポートしています。これにより、インフラの完全なモニタとデータ収集が可能となります。

通信のニーズ

電力会社では、Ethernet/IPに基づく企業網、TDM・MPLS・C37.94・T1/E1に基づくWAN（広域網）、IP・RS-232・IRIG-Bおよび新しいIEC 61850プロトコルの組み合わせで構成される運用網の３つのネットワークが利用されています。独自仕様のアーキテクチャは段階的に光イーサネットに依存する標準規格へと置き換えられており、新旧両方のインターフェースを管理できるツールへの明確なニーズが存在します。それがZeusです。Zeusは、過去数年間に設置されたものから今後設置される最新のものまで、あらゆる種類の通信インフラの検証、アクティベーション、トラブルシューティングが可能なテスターです。

GOOSE、SV、MMS

Zeusは、稼働中のデータトラフィックをワイヤースピードでキャプチャするためのプログラマブルフィルターを備えています。GOOSE、SV、MMS、その他のプロトコルを分析してデコードし、PCAPフォーマットで保存したり、ローカルまたはリモート変電所からの伝搬遅延を算出したりすることもできます。

同期について

電力会社には厳しいタイミング要件がありますが、ZeusはPTP、IRIG-B、1PPS、TOD、T1/E1の測定およびエミュレーションを可能にする高度な機能により、これをテストおよび調整できます。テスターの内部発振器は、必要な精度、特にホールドオーバーモードでの動作が必要かどうかに応じて、OCXOまたはルビジウムを選択できます。

保護（プロテクション）

途切れのない電力供給には、電力システムの信頼性の高い動作を保証する保護機能が必要です。Zeusを使用すれば、周波数、イベント、ワンウェイレイテンシー（片道遅延）、あらゆる種類のイベントを測定することで、C37.94システムを完全にテストできます。

※上記の特徴・機能は、各種オプションの選択により可能となります。詳しくはお問い合わせください。

プラットフォーム
テスト I/F ・1GbE (SFP) 2ポート
・10/100/1000BASE-T (RJ-45) 2ポート
・T1/E1 (RJ-45) 1ポート
・T1/E1 (BNC) 2ポート
・GNSS用 SMAメス 1ポート
・PPS入出力用 SMAメス 3ポート
クロック I/F 入力クロックI/F
・GNSS (SMA)
・T1/E1 (BNC)
・1544 KHz / 2048 KHz (BNC)
・10 MHz (BNC)
・PPS (SMA)
・ToD (RJ45)
出力クロックI/F
・2048 KHz (BNC)
・10 MHz (BNC)
・PPS (SMA)
・ToD (RJ45)
操作 / 結果 ・ワンダー測定のグラフ表示
・タッチスクリーン操作
・VNCによるリモート操作
・USBまたはSDポートにPDF/TXT/CSVフォーマットで試験結果のエクスポートが可能
・LAN経由で、リモートホストに試験結果の転送が可能
フィールディング ・ラバープロテクション
・軽量キャリーバッグ
・パスワードセキュリティ
諸元 ・サイズ: 260 x 160 x 63 mm
・重量: < 2.0 kg
・IP-54保護等級
・マウス, USB, イーサネットポート；SNMP / VNCサポート
・静電容量式タッチスクリーン: 8インチ
・充電式バッテリー: 最大24時間の連続動作；動作温度: 0°C〜50°C, 保管温度: -20°C〜70°C
Ethernet/IP
インターフェース ・SFP ×2: 1000BASE-SX, 1000BASE-LX, 1000BASE-ZX, 1000BASE-BX, 100BASE-FX, 100BASE-TX
・RJ45 ×2: 1000BASE-T, 100BASE-T, 10BASE-T, PoE検出/透過
・オートネゴシエーション: 10, 100, 1000 Mbit/sのビットレート、無効化および直接設定
トラフィック生成
（8ストリーム）		 ・フレームサイズが64バイトに設定されている場合、1.5Mフレームに相当する最高Gb/sまでのトラフィック生成および分析機能
・VLAN: シングルVLANサポート、Q-in-Qスタッキング、VID、DEI、S-VLAN、C-VLAN、およびプライオリティコードポイント
・帯域幅プロファイル: 定常(bit/sおよびframes/s), 周期バースト(ハイ/ロートラフィック), ランプ(ハイ/ロートラフィック)、ランダム
統計用フィルター
（最大8個同時）		 ・イーサネット選択: MACアドレス、タイプ/長さ、C-VID、S-VID、CoS、および選択マスク付きプライオリティ
・IPv4およびIPv6選択: アドレス、プロトコル、DSCP、フロー(v6)：単一値または範囲。UDP選択: ポート（単一値または範囲）
トラフィック統計 ・トップ16トークン: 送信元/送信先 MAC/IPv4/IPv6アドレス、VID (VLAN)、C-VID (Q in Q)、S-VID (MPLS)
・送信/受信: ユニ/マルチ/ブロードキャスト、エラー、アンダーサイズ、オーバーサイズ、フラグメント、ジャバー、ラント、(レイト)コリジョン、サイズ、MPLSスタック長
・帯域幅統計: (bit/s, frame/s, %) レート、最大、最小、平均、占有率、ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャスト
・IPv4 & IPv6カウント: (bit/s, frame/s, %) ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャスト、エラー、TCP、UDP、ICMP
測定結果（ストリームおよびポートごと） ・ツイストペアケーブル: MDI/MDI-Xステータス、断線、ケーブル長テスト、短絡、極性、ペアスキュー。PoE：電圧および電流
・フレーム遅延(FTD) Y.1563: 最小/最大/中央値/平均；遅延変動(FDV) RFC1889；フレーム損失(FLR) Y.1563, RFC 5236
・稼働性: SESおよびY.1563 PEU；BER: カウント、エラー発生秒数、パターン損失、パターン損失秒数
性能テスト ・RFC 2544: スループット、レイテンシー、フレームロスト、バック・トゥ・バック、リカバリー
・eSAM: 最大8つの非カラー認識サービス、または4つのカラー認識サービスをテスト。設定:各サービスのCIR、EIR、最大スループット
・RFC 6349: アクティブ/パッシブモード, MTU/MSS/BB設定, ﾗｳﾝﾄﾞﾄﾘｯﾌﾟﾀｲﾑ, ｳｨﾝﾄﾞｳｽｲｰﾌﾟ, 転送時間, TCP効率, バッファ遅延
ICMP ・RFC 792: IP ping / Traceroute、ICMPエコーリクエストの生成（送信先IPアドレス、パケット長、生成間隔）
・ICMPエコーリプライの分析: ラウンドトリップタイム、損失パケット、TTL超越、ポート到達不能
IEC 61850
タイミング ・内部発振器: ルビジウムまたはOCXOまたはデフォルト（<2.0 ppm）、すべてGNSSまたは代替時間参照に同期
・回線分析: 周波数(MHz), オフセット(ppm), ドリフト(ppm/s) [clause 10]；オフセット生成：±125 ppm (0.001 ppm) ITU-T 0.174準拠
・PTPワンダー分析/生成 [ITU-T 0.174 section 8.41] および MTIE/TDEV測定 [ITU-T 0.172 clause 10]
・SyncE分析/生成 / ESMCおよびSSMのデコード [ITU-T G.8264]
IRIG-B ・IRIG-B00X, B12X, B13X, B14X, B15X, B22X 不平衡（REF IN/OUTポート）
・IRIG-B00X, B22X 平衡（REF IN/OUTポート）
PTP / IEEE 1588(v2) ・Precision Time Protocol (PTP): マスター＆グランドマスターID、プライオリティ1-2、クラス、精度、分散、タイムソース
・PTP over UDPカプセル化、PTP生成 / 分析 / エミュレーション；ハードウェア支援デコード；エンドポイントおよびスルーモード
・カウント: Sync到達間隔遅延(IAD) 平均/現在；パケットトータル遅延(PTD)：標準偏差/範囲；パケット遅延変動(PDV)：現在/最大/平均
・2way TE、PTP上の最大TE。高周波/低周波TE、定常/動的TEコンポーネント。マスターvsローカルクロックの周波数オフセット(ppm)
パケットキャプチャ

・キャプチャフィルタ:

  • IEC 61850（GOOSE, SV, MMS）事前設定済みフィルタ
  • 16ビットマスクおよびユーザー定義オフセットによる汎用設定
  • イーサネットMACアドレス、Ethertype、VLAN-VID、VLAN-COS、S-VLAN / C-VLA
  • IPv6/IPv4フィルター: アドレス、TCP、UDP、Telnet、FTP、DSCPフィールド（単一値および範囲）

・PCAPフォーマットでの保存
GOOSE＆SVプロトコル ・IEC 61850-7-2, 61850-8-1, 61850-9-2に規定されたGOOSEおよびSVの分析
・GoCBName, GoID, DatSet (GOOSE) および svIDによるプロトコルスキャン
・アクティブフローおよび全フローのGOOSE＆SVフレームカウント
・アクティブフローにおけるSVサンプルカウントおよびサンプリングレート測定
・GOOSE＆SVレイテンシー分析: アクティブフロー全体で計算される現在値、平均値、最小値、最大値、範囲、標準偏差
T1 / E1 / Datacom / C37.94
インターフェース ・ポートA: 不平衡 (BNC) 75 Ω および 平衡 (RJ-45) 120 Ω；平衡 (Bantam) 100 Ω および 平衡 (RJ-48) 100 Ω
・ポートB: 平衡 (RJ-45) 120 Ω、平衡 (Bantam) 100 Ω（AT-1544のみ）、および 平衡 (RJ-48) 100 Ω
・ポートC: 不平衡 (BNC) 75 Ω アナログ音声周波数オーディオポート
・追加の平衡セカンダリ T1, E1ポート 0〜6dB（公称およびPMP-20dB）
・SMA+SMB ×3: クロックソース: 1.544MHz, 2.048 MHz ± 25000 ppm; 外部タイマタイマー: Rxタイマからの復元（ループタイマ）
BERT ・非フレーム: FAS/FAS+CRC4。PCM30: FAS CAS/FAS CRC
・標準、非標準PRBS、およびユーザーパターン。送信エラーレート
・シングルエラー強制挿入: ビット、フレーム、CRC、およびBPV（バイポーラ違反）; アラーム、エラーカウント G.826, G.821, M.2100
Datacom（データ通信） ・Smart Serial 26ピン DTE / DCEポート。DTE、DCEエミュレーションおよびモニタ
・V.11/X.24, V.24/V.28, V.24/V.35, V.24/V.11 (V.36/RS449), EIA530, EIA-530A。G.703準拠の同方向（Codirectional）
・速度: 50, 60 bit/s, 1.2, 2.4, 4.8, 8, 9.6, 16, 19.2, 32, 48, 72, 128, 144, 192, 1544 kbit/s, N×56 kbit/s, N×64 kbit/s, 最大 2.048 Mbit/s
ジッター ＆ ワンダー ・O.172超過: ジッターレベル、許容値、転送およびイベント検出。100%デジタルベースの生成およびアナライザー
・ワンダー生成および測定 (TIE, MTIE, TDEV)。20〜100,000秒のワンダー結果
パルスマスク ・パルスマスク適合性: ANSI T1.102-1999, ITU-T G.703；永続的グラフィック表示オシロスコープによる PASS / FAIL 機能
C37.94 ・テストレート: N x 64 kbit/s；フレーム/非フレーム BER；ITU-T G.821: ES, SES, UAS, DM。Pass/Fail表示付き結果
・周波数(Hz)、偏差(ppm)、最大偏差；ラウンドトリップ遅延(ms)、GPS同期されたワンウェイ遅延
・障害（Defects）: LOC, AIS, LOF, RDI, LSS, All 0, All 1；異常（Anomalies）: FAS, TSE, Slip。光パワーメーター

送電の仕組みは当初の100年間ほとんど変わりませんでした。しかし、近年、電力供給の効率、堅牢性、品質を向上させるための「スマートグリッド」のコンセプトが登場しました。

自動化

今日、電力リソースは発電所や変電所から顧客まで遠隔で接続、管理されています。当初はSONETリンクを使っていましたが、最近では電力サービスの完全な制御、セキュリティ、レジリエンス（回復力）のすべての要件を満たすため、Ethernet/IPまたはMPLS-TPネットワークを使用しています。
しかし、新しい技術が運用制御と効率を向上させる機能を追加することを目指しているため、自動化は従来のSCADAから進化しており、これこそがスマートパワーグリッドの真の基盤です。

同期

変電所の自動化において、多くのリソースはマイクロ秒からミリ秒の範囲の正確な同期を必要とします。
しかし、新しい技術が運用制御と効率を向上させる機能を追加することを目指しているため、自動化は従来のSCADAから進化しており、これこそがスマートパワーグリッドの真の基盤です。

  • SV/GOOSEを使用し、レイテンシーを最小限に抑える必要のあるアプリケーション
  • IED、RTU、MUにおけるデータ収集
  • SCADAおよびMMSプロトコル
  • 伝送線路の保護スキーム
  • イベント記録
  • 電力網を監視するためにWAN全体に配置されたシンクロファザ

Zeusは、PTP、IRIG-B、GPS、SyncE、T1/E1、1PPSの測定、分析、およびプロトコルエミュレーションによるコミッショニング（運用テスト）を行うための完全な機能セットを備えています。

回復力・耐障害性

変電所の自動化において、多くのリソースはマイクロ秒からミリ秒の範囲の正確な同期を必要とします。
しかし、新しい技術が運用制御と効率を向上させる機能を追加することを目指しているため、自動化は従来のSCADAから進化しており、これこそがスマートパワーグリッドの真の基盤です。
更なる課題は、1ミリ秒のネットワーク中断も許容しないアプリケーションをサポートしながら、障害後にデータフローを迅速に回復できる、信頼性が高く冗長でコスト効率の高いネットワークをどのように設計するかです。これらは運用に深刻な影響を与え、最終的に停電を引き起こしたり設備管理者の安全性を損なう可能性があります。したがって、電力網全体に展開されているすべてのミッションクリティカルなシステムと保護装置の状態を検証するための受入検査（アクセプタンステスト）が必須となります。

Zeusの利用により効果が期待されるケース
  • 通信の設計、受入、およびコミッショニング
  • IEDの受入と相互接続性
  • IPへの移行
  • PTP、IRIG-B同期の障害要因調査およびテスト
  • 遠隔保護（Teleprotection）の点検
  • 遅延の非対称性（Delay Asymmetry）の検証
  • ネットワークセキュリティの評価
  • データ傍受の分析
  • IEC-61850への容易な移行
  • バッテリー駆動に対応した現場用ポータブル

電力会社のネットワークには、途切れのない高品質なサービスを保証するために、同期、遅延測定、プロトコル解析、イベント検出などの様々な要件があります。

テスト、モニタ ポイント

Zeusで検証可能な、グリッドの同期・測定・データ交換・コマンド・保護を行うためのIEC-61850プロトコル
分類 メッセージ プロトコル 階層 帯域幅 最大遅延 優先度 バス モデル アプリケーション
1A トリップ GOOSE L2-MultiCast 低 <3〜10ms 高 プロセス パブリッシャー 保護
1B その他 GOOSE L2-MultiCast 低 <20〜100ms 高 プロセス パブリッシャー 制御
2 中速 MMS L3-IP/TCP 低 <100ms 中低 プロセス＆ステーション クライアント/サーバー SCADA
3 低速 MMS L3-IP/TCP 低 <500ms 中低 プロセス＆ステーション クライアント/サーバー SCADAデータ収集
4 rawデータ SV L2-MultiCast 低 <3〜10ms 高 プロセス パブリッシャー 分析、保護
5 ファイル転送 MMS IP/TCP/FTP 中 <1000ms 低 プロセス＆ステーション クライアント/サーバー 管理、データ
6 タイミング PTP L2-PTP 低 保護 <0.1〜3ms
変圧器 ±1〜±25us		 低 プロセス＆ステーション クライアント/サーバー 管理、データ
7 コマンド MMS L3-IP 低 <500ms 低 ステーション クライアント/サーバー SCADA、設定

 

Zeusはスマートグリッドにおける国際標準規格であるIEC 61850で使用されるGOOSE(Generic Object Oriented Substation Events)、SV(Sampled Values)の解析が可能です。

GOOSE解析機能

GOOSE(Generic Object Oriented Substation Events)はIEC-61850-8-1で定義されたメッセージングシステムで、IEDやミッションクリティカルなアプリケーションで使用され、コマンド、アラーム、インジケータ、測定値などの変電所イベントを伝えます。
GOOSE メッセージは、保護および制御アプリケーションに使用されるハードワイヤード信号に取って代わるため、IEC 61850では必要な情報の配信を保証するメカニズムを導入しています。

Zeusは変電所のネットワークのエンドポイントもしくは、サーキットブレーカーとスイッチの間に接続することで、以下のテストを行うことが可能です。

  • GOOSEプロトコル解析：GoCBName, GoID, DatSet
  • GOOSEフレームカウント
  • 遅延解析：current, avrg, min, max, range, std dev
  • PCAP/PCAPNG形式でのキャプチャ
  • タイムクロックリファレンスに基づいたUTCタイムスタンプ打刻






SV解析機能

SVはIEC 61850-9-2で定義された生データ取得のためのプロトコルで特に、アナログ測定されたデータをデジタル化し転送する際に用いられます。
特にステータス、I/O信号、電流・電圧トランスで測定された値をMU(Merging Unit)からIED(Intelligent Electronic Device)へ伝送する際に使用されます。

Zeusは変電所のネットワークのエンドポイントもしくは、MUとIEDの間に接続することで、以下のテストを行うことが可能です。

  • サンプルカウントとサンプリングレートの測定
  • SVフレームカウント
  • 遅延解析：current, avrg, min, max, range, std dev
  • PCAP/PCAPNG形式でのキャプチャ
  • タイムクロックリファレンスに基づいたUTCタイムスタンプ打刻