mms和国产IEC61850 cms，gsp协议栈开发,源码

一、背景(IEC61850前世今生）

从2001年开始，国家电网开始全面引进IEC61850变电站通信协议（感谢前辈们的努力！）。

刚开始是由中国电科院将全英文版本翻译成中文版。

整个翻译版本一共有几本厚厚的书构成。

在之前，国内的通信规约五花八门，国内的研发人员也从没有看到过高达上千页的通信标准。

加上61850在传到国内之前，在国外：比如ABB,SIMENS,施耐德，ALSTOM，美国电科院已近是研发出了他们自己的产品了。

IEC61850里面核心的通信协议–MMS协议，原来是用在工业机器人方面的一个通信协议。

MMS通信协议网上有很多的论文已经讲解，这里就不赘述了。

MMS协议是变电站通信报文的标准。

这个标准比IEC61850还早，是九几年就有的一个标准。

各方面博弈的结果，最后国际标委会选择了MMS报文规范作为61850的通信报文规范。

从某种意义来说，MMS标准增加了61850的实施难度。

可以说MMS协议的BER编解码规则，是国内电力首次接触，也是首次使用。

原来国内使用的各种通信协议，不涉及到编解码的工作，都是明文，有报文头和清晰的组织形式。

国内研发人员可简单高效的根据规则，组织好各种命令的报文。

全新的国际标准，加上全新的MMS报文规范，国网大规模的采用，使得国内的研发人员不可能在短时间内全部的吸收和消化。

笔者正是在这样的大环境下开始从事IEC61850的研发工作，那还是2005年。

当时国内电力研发人员都是摸着石头过河，绞尽脑汁的学习这门新标准，新技术。

MMS-LITE正是在这样的背景下，快速占领了中国电力IEC61850核心库的市场。

回过头来看，当时在这样的情况下，国内的选择是正确的。

为什么这么说？

首先，这个开发包解决了61850传入国内的技术核心问题。

比如MMS标准的编解码问题。

比如IEC61850整套规范的理解问题，特别是一些概念，细节。

毕竟国内从来没有谁真正研究过更谈不上使用过这套庞大的标准。

其次，思科的这套核心开发包比较成熟。

我们国内核心厂家拿到这套源码的时候。

根据日志，我们可以看到这套源码居然有1997的修改日志。

比如解析ICD文件的逻辑等。

而国内开始真正的研究这套源码是2003年-2004年前后。

中间有6-7年的时间，国外就开始在研发了。

所以说，这套源码本身是成熟的。

当然，后续国内研发人员也在这套源码的基础上修正了很多的BUG，但是一些核心的思想和技术还是沿用了MMS-LITE的技术，这点不可否认。

再次，极力缩短了国内掌握这套标准的时间。

如果国内从零开始研发，国内数字化变电站的进程不可能那么快，先不论是否可以研发出来，如果自己研发，没有2-3年的时间是很难用在实际的现场。

从以上三点来看，当时国内引进这套源码是正确的。

先引进，在消化吸收，在提高。

这个战略是对的。

天时地利人和，在21世纪初，国内电力掀起了一阵IEC61850的电力学习高潮。

这些年，国内数字化变电站蓬勃发展。

在2006-2010年，国网在国内建设了大量的数字化变电站，从理论到现场，整体提升了国内数字化变电站的技术能力，现场应用能力，达到了和世界同步的水平。

后续的智能变电站，也是以61850体系为基础。

国内变电站的发展举世瞩目。

为了满足国内变电站的实际需求，国内陆续出台了很多符合国内电力需求的配套标准，模型标准，实施标准，设计标准等。

十几年过去了，通过国内成千上万做变电站的实施。

国内电力人已经完全掌握了整套61850的标准，核心技术，实际工程应用经验。

也发现了很多的问题。

第一，MMS-LITE的版权问题。

第二，MMS通信效率问题。

第三，通信安全问题。

第四，维护和工程应用难度问题。

第五，大家所知道的更好层次的问题。

这些问题其实一直存在，只是一个标准用久了，大家都习惯了。

2019年下半年开始，国网组织国内核心厂家，进行了新一轮的国产自主可控标准的制定。

目的也是为了解决以上的5个问题。

从战略意义，实际应用的层面来说，是国内电力标准的一个新时代。

最为61850的一个老兵，笔者听到这个消息是激动的。

总算在这个标准的层面上国内有很大的突破。

虽然来的晚一些，但是还是来了。

二、GSP （MMS替代协议）

2019年下半年，word版本的MMS替代协议出台了（后续修正了10几个版本）。

国网组织了国内核心厂家进行新标准的研发和联调工作。

效率和进度都很快。

到目前为止，核心厂家的产品都已经通过入网测试。

新的MMS替代协议，和老的MMS协议相比较，有以下一些特点（简单归纳）：

第一，编解码规则变了

原来的MMS协议采用的BER编解码规则。

新的GSP协议采用的是PER编解码规则。

PER编解码规则比BER编解码规则要难很多。

但是高效，编码出来的字节没有冗余。

第二，映射规则变了

原来的61850的ACSI需要映射成MMS的命令。

中间涉及到多对一的命令映射。

比如很多命令映射成了read,wrtie命令。

不仅是命令的映射，同时，命令的参数也需要一一映射。

细节很多，理解起来有难度。

国网的GSP报文协议，采用的一对一的映射。

61850所有的ACSI命令，都有一个请求和响应的ASN.1语法来表示，清晰高效。

第三，通信层数变了

原来的MMS通信标准，采用的是OSI 七层标准，还有表示层，会话层等。

新的GSP协议采用类104方案，剔除了表示层，会话层，TPKT等层的要求。

这样通信的报文更简洁，方面研发人员和工程人员对通信报文的可读性。

第四，安全性增加了

老的61850通信是不涉及到加密。

新的GSP标准增加了安全性的保证，通信报文可以采用加密报文进行传输。

第五，兼容性

为了兼容原来的MMS协议，新的GSP标准可以兼容老的61850。

在数据的定义，路劲的变化上，只需要一些小的调整即可。

三、GSP的战略高度

从2019年下半年开始，GSP标准经历了新标准的制定，产品的研发，互操作，到最后的入网测试阶段。

目前GSP标准已经在国内核心厂家的产品上已经研发完成。

2021年开始，在国内几个变电站中已经得到实际的应用。

现场运行正常，达到了国产自主可控的战略要求。

同时，后续该标准的应用还会继续的深入。

GSP标准已经在路上了，大势所趋，势必后续会逐步掀起一轮应用的高峰。

我们拭目以待。

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