La sección Communication de SCL dice qué puntos de acceso de qué IED están conectados a cada subred y con qué direcciones: IP y selectores del servidor MMS, y MAC multicast, APPID y VLAN de cada bloque de control GOOSE o de valores muestreados. No define el plan de red; recoge el resultado de la ingeniería para que cada herramienta configure su equipo.
Qué dice la norma y para qué sirve
Las cláusulas 6.4 y 9.4 de IEC 61850-6 (edición 1, 2004) definen la sección Communication. La sección IED ya dice qué dispositivos lógicos y nodos se alcanzan a través de cada punto de acceso; la sección Communication completa la información diciendo qué puntos de acceso de qué IED están conectados a una misma subred y con qué direcciones. Es el lugar del archivo donde viven las direcciones de la red, no las capacidades del equipo. Cómo SCL describe el patio (nivel de tensión, bahía y equipo) se explica en sección Substation de SCL.
Para un proyecto, esta es la sección que consulta quien configura switches, VLAN o un analizador de tráfico, y la que debe coincidir con lo que realmente publica cada IED. La visión general del modelo está en el modelo de objetos SCL, y el plan de direcciones de una red real se desarrolla en plan de direccionamiento IP y VLAN.
Subred: un concepto lógico
La norma define la subred, a este nivel, como un nodo de conexión para comunicación directa (de capa de enlace) entre puntos de acceso. Todos los puntos de una subred pueden comunicarse entre sí con el mismo protocolo, sin pasar por un router. Puede haber filtrado de tramas a nivel de puente, pero no encaminamiento de capa de red.
Cada subred tiene:
| Atributo o elemento | Contenido |
|---|---|
| name | Nombre único dentro del archivo |
| desc, Text | Descripción |
| type | Tipo de protocolo, definido por los mapeos de pila. Los de la parte 8 empiezan por «8-» y los de la parte 9 por «9-». El de IEC 61850-8-1 es «8-MMS», y el de 9-2 usa el mismo |
| BitRate | Velocidad en Mbit/s (opcional) |
| ConnectedAP | Lista de puntos de acceso conectados |
Como la subred es lógica, varias con protocolos de capas superiores diferentes pueden usar el mismo bus físico. La estructura física se puede inferir con una buena nomenclatura de subredes y puntos, pero su descripción detallada queda fuera del núcleo de SCL.
Punto de acceso conectado (ConnectedAP)
Cada ConnectedAP identifica el IED (iedName) y su punto de acceso (apName) y puede llevar, de forma opcional, esta información:
- La dirección del servidor (para los servicios cliente-servidor).
- Una dirección por cada bloque de control GOOSE del equipo.
- Una dirección por cada bloque de control de valores muestreados.
- La descripción de la conexión física (PhysConn).
Si faltan las tres direcciones, el elemento solo describe la topología de conexiones, útil para estudios de desempeño de la red. En un archivo de sistema completo (SCD) debe haber la dirección del servidor o, al menos, la de un bloque de control. La dirección de los puntos de acceso con servidor debe ser única.
Cómo se escribe una dirección
La dirección es una lista de parámetros P, cada uno con un tipo (type) que fija su significado. El significado depende del protocolo de la subred y lo definen los mapeos de pila. Para la parte 8-1 (cláusula 25), estos son los tipos:
| Servicio | Parámetros de dirección |
|---|---|
| Servidor cliente-servidor | IP, máscara de subred, puerta de enlace; selectores de transporte, sesión y presentación del modelo OSI (obligatorios); otros parámetros OSI opcionales |
| GOOSE | MAC de destino (obligatoria), APPID (opcional), prioridad de VLAN (solo si hay VLAN) y VLAN-ID (opcional) |
| Valores muestreados | Los mismos que GOOSE (parte 9-2, cláusula 10) |
Detalles de formato que impone 8-1: la MAC se escribe como seis grupos de dos caracteres hexadecimales separados por guiones; el APPID tiene cuatro caracteres hexadecimales; la prioridad de VLAN es un solo carácter entre 0 y 7; y el VLAN-ID, tres caracteres hexadecimales. Los selectores OSI deben tener un número par de caracteres hexadecimales, con límites de longitud.
Se puede declarar un valor con un tipo restringido para que un analizador XML valide el formato (por ejemplo, que una IP tenga la forma de cuatro números). Sin esa restricción, un valor mal escrito sería sintácticamente válido.
Direcciones multicast de GOOSE y SV
La parte 8-1 incluye en un anexo informativo una recomendación para elegir direcciones de destino: los tres primeros octetos son 01-0C-CD, el cuarto es 01 para GOOSE, 02 para GSSE y 04 para valores muestreados, y los dos últimos se asignan dentro de un rango recomendado. La razón es práctica: conviene que el hardware de la tarjeta de red filtre los multicast, y los algoritmos de filtrado varían entre circuitos, por lo que el integrador debe evaluar su efecto al asignarlas. Una dirección de ejemplo de la norma: 01-0C-CD-01-00-01 para un GOOSE, con su APPID y su prioridad de VLAN.
Bloques GSE y SMV
Los elementos GSE y SMV dentro del ConnectedAP identifican el bloque de control por el dispositivo lógico (ldInst) y el nombre del bloque (cbName). No necesitan indicar el nodo porque esos bloques solo están en LLN0. Cada uno contiene su dirección.
El elemento GSE admite además dos tiempos:
- MinTime: el retardo máximo permitido para enviar tras un cambio de dato.
- MaxTime: el tiempo de supervisión de la fuente, el ciclo del «latido»; dentro de ese tiempo, un cliente debe detectar que la fuente falló.
La norma aclara que estos tiempos pueden influir en parámetros del mapeo de pila (cuáles y cómo, lo define cada mapeo). Su relación con el comportamiento de GOOSE está en GOOSE en IEC 61850.
Conexión física
El elemento PhysConn describe cómo se conecta el punto de acceso: tipo de conexión (eléctrica de 10BaseT, óptica o radio) y tipo de conector (RJ45 o ST, por ejemplo). Los valores concretos los define el mapeo de pila y pueden ampliarse con fines de documentación.
Cómo se implementa a nivel general
Quien ingenia el sistema conecta cada IED a sus subredes: la de estación, y las del bus de proceso si existen. Después asigna direcciones coherentes: IP únicas para los servidores, MAC multicast y APPID distintos por cada bloque de control, VLAN y prioridades de acuerdo con el diseño de red.
- Ingeniero de red. Subredes, VLAN, prioridades y MAC multicast para configurar los switches
- Herramienta de IED. La dirección de su propio punto y de los bloques que publica
- Suscriptor GOOSE. MAC, APPID y VLAN del bloque al que se suscribe
- Analista de tráfico. Compara lo que debería circular con lo capturado en la red
Los errores típicos se resuelven comparando: duplicados de IP, MAC o APPID al unir archivos de varios proyectos, una VLAN que no coincide con la de los switches, o un cambio en un equipo que nunca volvió al archivo del sistema. Puede revisar un SCD con nuestro visor SCL IEC 61850, que muestra IED, direcciones GOOSE y SV, datasets y suscriptores sin subir el archivo.
Le ayudamos con sus archivos y su red
Si necesita comprobar que las direcciones del SCD coinciden con lo que circula por la red, o armar el plan de direcciones de una subestación nueva, en Tiza Group lo revisamos mediante nuestra configuración remota de relés. Para el diseño de la red y la integración completa, vea nuestra ingeniería IEC 61850 y las pruebas y puesta en servicio.
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Referencias
- IEC 61850-6, edición 1 (2004): cláusulas 6.4, 9.4 y ejemplo de sección Communication.
- IEC 61850-8-1, edición 1 (2004): cláusula 25 (tipos de dirección) y anexo B informativo (direcciones multicast).
- IEC 61850-9-2, edición 1 (2004): cláusula 10 (direcciones de valores muestreados).
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre el punto de acceso de la sección IED y el ConnectedAP de la sección Communication?
El punto de acceso de la sección IED declara que el equipo tiene ese acceso y qué contiene. El ConnectedAP, en la sección Communication, dice a qué subred está conectado en este proyecto y con qué direcciones. La primera es capacidad del equipo; la segunda, decisión de ingeniería del sistema.
¿Qué direcciones lleva un bloque de control GOOSE en el archivo?
En la edición 1, dirección MAC multicast de destino, identificador de aplicación (APPID) y, si se usa VLAN, su prioridad y su identificador. Opcionalmente puede llevar los tiempos mínimo y máximo de repetición. El IP no interviene porque GOOSE no usa capa de red.
¿Dos subredes del archivo son dos redes físicas distintas?
No necesariamente. En SCL una subred es una conexión lógica con un protocolo determinado; varias subredes con protocolos distintos pueden compartir el mismo cable, y la estructura física no forma parte de la descripción base.