Exceeding Solutions: Testsysteme und Prüfanlagen

Das es:Testsystem wird mit dem Ziel entwickelt, alle Domänen, Komponenten und Schnittstellen der Intelligenten Messsysteme (Messsysteme2020) in Deutschland testen zu können. Dieser Ansatz ist einzigartig und ermöglicht sowohl einfache als auch komplexe Testszenarien. Die Anbindung elektrischer Mess- und Versorgungstechnik (Quellen, Lasten) für metrologische Tests ist ebenso möglich wie die Bereitstellung virtueller Komponenten (z.B. virtueller Zähler) mit einstellbarem Verhalten. Mit dem es:Testsystem ist es möglich, folgende Zertifizierungen zu unterstützen:

  • LMN BZ nach FNN Lastenheften und Testcases
  • SMGW nach BSI-CC-PP-0073
  • Intelligente Messsysteme nach PTB-A 50.8
  • Intelligente Messsysteme nach BSI-TR-03109
  • SMGW nach FNN Lastenheften und Testcases

Testsystemkomponente es:HDLC-Bridge, Variante "DESK"

es:Testsystem HDLC-Bridge

Eine wesentliche und für die Tests von Basiszählern und SMGW unbedingt notwendige Komponente ist die es:HDLC Bridge, die die in den FNN Lastenheften definierten Echtzeit-Anforderungen der HDLC Schicht in Hardware (SoC mit FPGA) für beide Rollen (SMGW und Zähler) abbildet und damit eine harte Echtzeit mit einer Auflösung von 10ns bereitstellt. Die oberhalb HDLC definierten Protokollschichten sind in Software implementiert und werden durch den in der FPGA Matrix eingebetteten Prozessor bereitgestellt. Mit der es:HDLC Bridge können alle relevanten Kommunikationsszenarien (Adressierung, Pairing, TLS Handshake, SML Anwendungsdatenaustausch) überprüft werden. Alle Daten werden bis in die HDLC Schicht vollständig und mit 10ns zeitlicher Auflösung protokolliert und bewertet. Für die Testung der Zähler finden die Testcases des FNN Anwendung.

Durch die Implementierung der eigentlichen Kommunikationsschicht HDLC in Hardware können so höchstgenaue Zeitstempel sowohl für das Messen der Übertragungszeiten als auch für die Generierung der Inhaltsdaten innerhalb der Datenpakete verwendet werden. Die Generierung des Taktsignals des Hardwarebausteines soll zukünftig dabei auch durch das Zeitsignal der PTB erfolgen und wird damit durch die formale Verifizierung der Hardware als zeitlich rückgeführtes Prüfmittel einsetzbar. Die Korrektheit der zeitlichen Tarifierung im Smart Meter Gateway aus eichrechtlicher Sicht wird damit ebenfalls möglich.

Testsystem es:Testsystem Desktop Rack

es:Testsystem Desktop Rack

Das es:Testsystem ist leicht um Testfälle und Steuer- und Auswertefunktionalität erweiterbar. Bei den Testfällen orientiert sich das Testsystem neben den Vorgaben aus dem „Protection Profile for the Gateway of a Smart Metering System“ (BSI-CC-PP-0073) an den zum heutigen Zeitpunkt vorliegenden Testspezifikation von BSI und FNN, wobei Detailierungsgrad und Vollständigkeit der Dokumente die Definition eigener Testfälle erzwingt. Die Schnittstellen am es:Testsystem zur Entwicklung und Integration eigener Testfälle werden offen gelegt. Die Testmaschine kann sowohl „Gut“ als auch „Schlecht“ Verhalten simulieren. Die Zahl der Testfälle wird im Entwicklungsmodell Continuous Integration fortlaufend erweitert und den Anwendern fortlaufend bereitgestellt.

Bei vielen Tests (insbesondere an der WAN Schnittstelle des SMGW - TLS, CMS und HTTP/XML) kann das es:Testsystem sowohl passiv (Man-in-the-Middle, Sniffer/Analyzer) als auch aktiv in der Rolle und Funktion der entsprechenden Gegenstelle an der Schnittstelle des SMGW agieren.

Das es:Testsystem ist mit Ausnahme einiger optionaler Komponenten vollständig in C# implementiert und stützt sich seitens der Kryptografie auf BouncyCastle/C#, dessen Implementierung kryptografischer Objekte und Protokolle (u.a. TLS 1.2) durch exceeding solutions ständig gegen andere und unabhängige Implementierungen wie OpenSSL und MatrixSSL getestet wird. exceeding solutions hat nachweislich die Kompetenz die benannten Bibliotheken funktional zu erweitern und somit an die Bedarfe punktgenau anzupassen.

Das es:Testsystem kann sowohl Zähler als auch SMGW und dabei sowohl einzeln als auch im Verbund prüfen. Um Zähler einzeln zu prüfen simuliert die Testmaschine ein SMGW, um SMGW einzeln zu prüfen werden Zähler und GWA simuliert. Im zweiten Fall werden sog. Virtuelle Zähler bereitgestellt, die physisch an den RS485 Bus angeschlossen werden. Das Verhalten der virtuellen Zähler lässt sich dabei im Prinzip beliebig frei definieren, wodurch sowohl Gut“ als auch „Schlecht“ Verhalten abgebildet werden kann. Die Zahl der virtuellen Zähler ist nur durch die Vorgaben der Lastenhefte des FNN begrenzt.

Optionale Komponente es:SMOC - Smartmeter Optical Capture System

es:SMOC - Smartmeter Optical Capture System

Mit es:SMOCS (Smart Meter Optical Cature System) hat exceeding solutions ein System entwickelt, welches die optischen Schnittstellen (MET-LED, INFO-DSS, Display) eines Zählers vollautomatisch prüfbar macht. Das System kommuniziert ähnlich der es:HDLC Bridge per Netzwerk mit der Testmaschine. Eine vereinfachte Lösung, die die LEDs am SMGW während der Tests auf korrekte Lichtsignale überprüft ist bei Bedarf jederzeit möglich

Ihr Ansprechpartner

Tino Höhndorf

Leiter der Testsystementwicklung

Telefon 03461 288970

E-Mail tino.hoehndorf@exceeding-solutions.de