As redes das empresas de energia estão passando por uma
transformação revolucionária: a infraestrutura tradicional de comunicações e os
dispositivos existentes nas subestações estão sendo atualizados para dar lugar
às novas redes de comutação por pacote e de transporte Ethernet e IP de próxima
geração.
O principal motivo dessa transição para as redes de
comutação por pacote é a mudança para as chamadas Smart Grids, devido à
necessidade de mais capacidade no transporte dos pacotes para atender ao imenso
volume de tráfego gerado pelos avançados aplicativos em grid desejados nessas
redes inteligentes das empresas de energia.
Entre outros motivos estão o uso de equipamento de
vigilância por vídeo de alta resolução via IP, assim como a oferta de serviços
de atacado e Utelco, com acesso em banda larga para empresas locais e provedores
de serviços. Praticamente toda empresa de energia do mundo está planejando ou
já iniciou a transformação da sua grid de T&D em uma rede de comutação por
pacote capaz de lidar com um grande tráfego de comunicação de dados bi e
pluridirecional, de forma eficiente e confiável, entre sistemas IP SCADA,
dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs) IEC 61850 e outros equipamentos
para automação de subestação (SA).
De acordo com uma pesquisa realizada pelo Utilities Telecom
Council (UTC), em 2011, os gastos com tecnologia da informação e comunicações
(TIC) pelas empresas de energia nos Estados Unidos chegam a estimados 3,2
bilhões de dólares só em equipamentos e serviços e telecomunicações. O gasto
com as redes de transporte vêm em segundo lugar, seguido pela medição
bidirecional.
Garantia de comunicação inteligente, mas também confiável –
Embora a migração para a Smart Grid pareça ser inevitável, as empresas de
energia, sendo que a maioria delas opera a sua própria rede privativa, é
prudente com relação a mudanças em seus sistemas críticos de comunicação. Tais
empresas relutam em migrar para IP, sem os devidos atributos necessários para
atender ao comportamento específico e necessidades de alta disponibilidade das
suas redes.
Mais especificamente, determinadas aplicações dessas
empresas precisam de comunicação inteligente, via redes de comutação por
pacote, que exigem ferramentas de garantia de serviço para assegurar o baixo
retardo de ponta a ponta, além de alta disponibilidade e flexibilidade.
Felizmente as tecnologias de pacote, mais especificamente a Ethernet,
amadureceram, e agora incluem vários mecanismos que asseguram os níveis
necessários de desempenho.
Nos últimos anos, juntamente com as operadoras forçando a
implantação de novos serviços como geradores de receita e crescimento, o
mercado de telecom colocou a Ethernet como um tecnologia de alto nível, com
grande desempenho e controle. Como resultado, surgiram vários padrões para
oferta de garantia de Qualidade de Serviço, esquemas de confiabilidade e
ferramentas para gerenciamento de serviços.
As redes Ethernet e IP são necessárias para cuidar não
apenas do tráfego de dados de próxima geração, mas também de tráfego como voz
analógica, SCADA serial e sinais de teleproteção, pois os equipamentos “legados”
não podem ser substituídos da noite para o dia. Por esse motivo, as operadoras
de energia têm à disposição um mecanismo especial, conhecido como emulação
pseudowire (PWE). Hoje, PWE é o método mais utilizado para oferta de tráfego
entre dispositivos legados em um ambiente baseado em pacotes.
No tempo certo – As redes de comutação por pacote não foram
criadas com mecanismos de sincronização internos e, por isso, precisam de
soluções complementares para transferência de clock com alto nível de precisão,
de modo a garantir uma rede estável, com desempenho previsível. As redes de
concessionárias de energia precisam disso para os aplicativos e equipamentos
legados mais sensíveis a retardo e interferência como avaliações da qualidade
de energia, proteção e SCADA (sincrofasores).
Até recentemente, GPS era a tecnologia mais utilizada para
definir o tempo de modo mais preciso. Mas as instalações de antenas GPS são
caras e susceptíveis a interferências. No lugar do GPS, há uma série de novas
técnicas padronizadas para garantir a sincronização em um ambiente composto por
pacotes. O padrão IEC 61850 atende especificamente as necessidades das
concessionárias de energia em termos de tempo e sincronização dos pacotes.
Os dispositivos de comunicação de várias gerações que também
suportam transferência de clock são bastante econômicos porque eliminam a
necessidade de hardware caro e dedicado, mas permitem o monitoramento do
desempenho da sincronização em todo o sistema.
Escolhendo a rede certa de pacotes - Ao migrar para as redes
de próxima geração, os operadores das redes das concessionárias de energia
precisam optar por uma tecnologia e, entre as opções em pacotes, estão Ethernet
de alto nível, IP e vários modelos de MPLS (Multi-Protocol Label Switching).
Cada uma dessas opções é capaz de atender ao objetivo básico que é transferir
as informações de um ponto a outro, mas com diferentes características. IP, por
exemplo, oferece um rígido protocolo de segurança (IPsec), mas não possui
mecanismos de operações, administração, manutenção (OAM) nem de proteção.
Por outro lado, MPLS agora traz ferramentas de OAM e de
proteção automática da comutação (APS), mas não possui segurança integrada. A
Ethernet de alto nível traz um poderoso conjunto de ferramentas para ambas, mas
é mais indicada para redes menores (comparada com os grandes backbones das
operadoras).
Uma combinação de duas tecnologias, por exemplo, rede de
acesso Ethernet com núcleo MPLS, oferece menor custo por porta, ferramentas de
OAM e desempenho mais poderosos e avançados mecanismos de proteção. Outro
benefício é que ela possibilita mensagens GOOSE, um elemento crítico para
automação das subestações IEC 61850, que será oferecido diretamente entre as
subestações, sem necessidade de passagem pelo núcleo MPLS, atendendo assim aos
requisitos padrão de desempenho.
A Ethernet pode ser utilizada para substituir SDH/SONET e se
beneficiar de uma arquitetura e gerenciamento simplificados, maior segurança,
menor latência e QoS garantido.
Cibersegurança e redes comutadas por pacote - Outro aspecto
que merece atenção quando se fala em redes de comutação por pacote é a
cibersegurança. As Smart Grids precisam atender ao grande número de
dispositivos interconectados, a maioria deles localizada nas casas e redondezas
dos consumidores, onde o acesso é irrestrito. Isso na verdade abre um maior
número de pontos de vulnerabilidade que podem interferir negativamente na grid.
Por isso é que as redes das concessionárias de energia precisam adotar medidas
de segurança sofisticadas e escaláveis para impedir ataques maliciosos.
Um enfoque efetivo seria fazer várias camadas de proteção,
sem agregar muitos dispositivos dedicados de segurança. Um enfoque de “defesa
profunda” compreenderia elementos como controle de acesso à rede para
autenticação física dos dispositivos conectados à rede, rede virtual privativa
(VPN) segura dentro das unidades da empresa, com criptografia dos dados, acesso
remoto seguro e firewall distribuído com foco nos aplicativos que também valide
a lógica do aplicativo nos fluxos de comunicação entre os dispositivos para
proteção contra comandos maliciosos.
Conclusão – A migração para Smart Grids e redes de próxima
geração para comunicação das concessionárias de energia já está ocorrendo, e
exige que essas empresas dediquem atenção especial a suas aplicações críticas.
Forte proteção do clock, garantia de QoS, flexibilidade e
monitoramento constante do desempenho são elementos essenciais para qualquer
rede de próxima geração que estiver sendo considerada pelos operadores de rede
de concessionárias de energia. Para responder a esses desafios e necessidades
específicas desse mercado, é preciso que uma rede de comunicação inclua
gerenciamento de tráfego, recursos hierárquicos de QoS, sincronização e
elementos de segurança, além de suporte aos serviços e ao tráfego legados. A
esse respeito às concessionárias em todo o mundo estão descobrindo que a
Ethernet foi desenvolvida e padronizada com qualidades avançadas e agora é
capaz de atender aos exigentes requisitos dos aplicativos críticos dessas
empresas.
É certo que as concessionárias de energia vão migrar para
comunicação inteligente de acordo com o ritmo de cada uma, mas todas
compartilham a necessidade de custos menores com essa migração e torná-la á
mais eficiente possível. (ambienteenergia)
Nenhum comentário:
Postar um comentário