Rafael Moreira, Agosto de 2015 Evento Automation & Power World Brasil Aplicações de Redes Ethernet MPLS Evolução das Redes de Comunicação em Utilities

Transcrição

1 Rafael Moreira, Agosto de 2015 Evento Automation & Power World Brasil Aplicações de Redes Ethernet MPLS Evolução das Redes de Comunicação em Utilities August 31, 2015 Slide 1

2 Evolução das redes de Comunicação em Utilities Agenda Redes de Comunicação ABB Migração para Redes de Comutação de Pacotes Necessidades de Utilities para Redes de Comunicação Tecnologias IP/MPLS e MPLS-TP Portifólio ABB para Redes de Comunicação Soluções ABB comprometidas com Utilities August 31, 2015 Slide 2

3 Redes de Comunicação ABB Excelência em Soluções para Redes de Comunicação Lider Mundial em Redes de Comunicação para Utilities Presença Mundial Soluções Específicas para Utilities Soluções Visando o Futuro August 31, 2015 Slide 3

4 Redes de Comunicação ABB Sistemas de Comunicação em Utilities Geração e Industrias Oil & Gas Video Segurança Controle de Accesso Comunicação na Planta Redes Ópticas Comunicação na Planta Distribuição VHF/UHF SCADA Redes WIFI Mesh Satelite e Celular Redes Ópticas Switches Ethernet Ferrovias Redes Ópticas Sistemas de Rádio Soluções de Voz Transmissão Redes Ópticas OPLAT (PLC) Teleproteção Sistemas de Rádio Soluções de Voz Comunicação na Planta Smart Grids Soluções de comunicação de rede híbridas e integradas permitindo novas aplicações em rede Soluções completas para suportar todos os meios Produtos baseados em padrões e alta tecnologia Permitindo infraestruturas de comunicações integradas e híbridas para diferentes necessidades August 31, 2015 Slide 4

5 Migração para Redes de Comutação de Pacotes O que mudou em telecomunicações? Tradicionalmente as wide area networks (WAN) foram baseadas em redes orientadas a circuitos (PDH/SDH). Novas necessidades do mercado de telecomunicações públicas: Mudanças das aplicações de voz para dados (ex. Tripleplay, IPTV, Cloud Computing, Internet). Crescente demanda de largura de banda (ex. Video sob demanda, LTE). Custos estáveis em redes legadas (SONET/SDH) vs custos decrescente em Ethernet. Consolidação de infraestrutura de rede comum otimizada para redes de transporte. Uso de rede de comutação de pacotes em segmentos de telecomunicação pública (Ethernet/IP-MPLS). Fabricantes de Telecom promovendo IP/MPLS em Utilities. August 31, 2015 Slide 5

6 Migração para Redes de Comutação de Pacotes Overview IP/MPLS IP/MPLS tem sido uma tecnologia comprovada para redes de provedores de serviço: MultiProtocol Label Switching Layer 2,5 Client Agnostic. Tecnologia Padronizada IETF RFC Control Plane & Data Plane. Traffic Engineering. IP Routing: Baseado em destino do IP Roteamento procurando e encaminhando a informação em cada nó. Label: Label ID. EXP: Class of Service, priorization S: Label Stack TTL: Time to Live MPLS : Labels são comutados baseados em pontos de salto. LER: Label Edge Router LSR: Label SwitchingRouter LSP: Label Switched Path. FEC: Forwarding Equivalence Class. LFIB: Label Forwarding Information Base. August 31, 2015 Slide 6

7 Migração para Redes de Comutação de Pacotes Características de Redes de Transporte Orientado a Conexão Multiserviço Preditividade dos Canais de Comunicação Alta Disponibilidade Funções de OAM August 31, 2015 Slide 7

8 Migração para Redes de Comutação de Pacotes MPLS em Transporte Transporte como OAM Motivações: Redes de transporte atualmente baseadas em SDH/SONET. IP/MPLS MPLS-TP In-band OAM. Monitoramento de Performance. Notificações de Alarmes e Faultas. Transporte como em Operações SDH/SONET são tecnologias orientadas a conexão. Alta Disponibilidade das Redes de Transporte. Ineficiência para grande volume de transmissão de pacotes em TDM. Extender o IP/MPLS para transporte de pacotes! MPLS TP SDH IP/MPLS Menor CAPEX MPLS-TP Menor OPEX Provisionamento Estatico. Operação via NMS. Resiliência Proteção Sub 50ms (como SDH) Proteção Linear 1+1,1:1, 1:N Proteção em Anel Data Plane MPLS Forwarding. Bidirectional LSP s. Transport Profile! CTP August 31, 2015 Slide 8 Custo Total de Propriedade

9 Necessidades de Utilities para Redes de Comunicação Aplicações de Utilities Aplicações SCADA: Exibe o estado atual da malha de energia. Controle remoto de subestações. Canal de comunicação altamente confiável Telefonia Operacional: Garante a comunicação de voz do centro de controle as plantas de energia em condições críticas Aplicações Operacionais: Aplicações que garantem a transmissão das Utilities. CFTV. Manutenção Remota. Teleproteção: Garantia do sistema elétrico. Implicações críticas em caso de mal funcionamento. August 31, 2015 Slide 9

10 Necessidades de Utilities para Redes de Comunicação Overview sobre várias aplicações Serviços Taxa de Dados Latencia aceitável [ms] Voz kbit/s por canal < 100 Tele-controle SCADA ICCP Proteção de Distância Blocking Permissive Intertrip Proteção Diferencial de Linha 1) EHV (Extreme High Voltage) HV (High Voltage) kbit/s 2 Mbit/s 100 Mbit/s < 64 kbit/s < 64 kbit/s < 64 kbit/s 64 kbit/s 2 Mbit/s 64 kbit/s 2 Mbit/s < 1000 < 1000 < 4-8 < 5-10 < 8-16 MV (Medium Voltage) 64 kbit/s 2 Mbit/s < 40 Video Monitoramento 256 kbit/s 10 Mbit/s < 1000 Outros dados operacionais 64 kbit/s 100 Mbit/s < 1000 < 5 < 10 1) Proteção Diferencial de Linha é muito sensível a Jitter/ Wander e delay assimétrico August 31, 2015 Slide 10

11 Necessidades de Utilities para Redes de Comunicação Proteção Diferencial i1(t) WAN i2(t) Fundamentos: Baseado em comparação de valores medidos. Diferenças significam existências de falhas. Variações nos tempos de transmissão são como uma falta para o relé. A sensibilidade depende da precisão do tempo (jitter) na comparação dos valores. Jitter maior que o esperado podem ocasionar em um trip indevido. Idiff (t) = i1(t)-i2(t) Idiff =0 No Trip Idiff 0 Trip Comunicação Bidirecional Definição de Caminhos de Comunicação Fixos Chaveamentos Muito Rápidos Supervisão Constante do Link Latência e Jitter Muito Baixo August 31, 2015 Slide 11

12 Necessidades de Utilities para Redes de Comunicação Necessidades de Utilities A Rede de Comunicação deve ajudar a alcançar uma distribuição e transmissão confiável de energia. Ela precisa preencher todos os requesitos definidos pelas aplicações sem compromete-las. Rede Multiserviço Variedade de Interfaces Canais de Comunicação em Tempo Real Alta Disponibilidade Rede de Utilities Longo Ciclo de Tempo de Vida August 31, 2015 Slide 12 Garantia de Desempenho!

13 Tecnologias IP/MPLS e MPLS-TP Considerações sobre as tecnologias Problemas com aplicações que necessitam comunicação deterministicas. IP/MPLS OSPF IS-IS BGP LDP Problemas com requisitos de simetria para aplicações de utilities. Problemas com roteamento de canal pré-definido (fixo). Falta de canal de supervisão e rápidos esquemas de proteção. Muito complexo em termos de configuração e manutenção. Vantagem do custo para utilities atualmente visto em soluções / equipamentos IP/MPLS pode não se concretizar devido: Aumento significativo da complexidade e esforço na configuração e manutenção do sistema (maior OPEX). Necessidade de equipe altamente especializada (custosa) para operação e manutenção da rede de comunicação.? IP/MPLS não é a melhor tecnologia para utilities! August 31, 2015 Slide 13

14 Tecnologias IP/MPLS e MPLS-TP Considerações sobre as tecnologias SDH SDH provou sua capacidade para infraestrutura de comunicação confiável com alta disponibilidade. Suporta comunicação em Tempo Real. Canal de comunicação Previsível. Tempos de atraso Simétricos. Baixo jitter/ wander. Sistema Síncrono. Alta disponibilidade dos canais de dados. Roteamento de canal redundante com rápido tempo de chaveamento. Perfeitamente Desenvolvido para Aplicações de Missão Crítica! SDH August 31, 2015 Slide 14

15 Tecnologias IP/MPLS e MPLS-TP Considerações sobre as tecnologias MPLS-TP MPLS-TP é uma extensão do MPLS melhor ajustado para as necessidades das redes de transporte, comparável ao que o SDH possibilita. Reduz a complexidade da tecnologia. Reforçado por funcionalidades que faltam em redes SDH. Provisionamento estático suportado por default. Funcionalidade OAM como no TDM permitindo supervisão fim a fim. Tempo de chaveamento muito rápido em caso de problemas na rede. Comunicação e chaveamento de caminhos Bidirecional. Tecnologia mais promissora para Redes de Operação em Utilities! August 31, 2015 Slide 15

16 Portifólio ABB para Redes de Comunicação Familia FOX SDH FOX515H / Hs Multiplexador de transporte provendo interfaces até STM-64 SDH. FOX660 Multiplexador de transporte óptico hibrido provendo interfaces SDH até STM-16 & GbE/ 10GbE inclusive MPLS-TP, OTN&WDM no mesmo equipamento. FOX615 Multiplexador de acesso e transporte provendo capacidade até STM-16 (SDH) & 10GbE inclusive MPLS-TP além de diversas interfaces legadas. FOX505 Multiplexador de acesso provendo acesso de serviços legados e capacidade de tráfego até STM-1. E3 E1 x W D M STM-64 STM-16 STM-4 STM-1 Traditional data ( < n x 64kbps) Teleprotection / Voice E T H E R N E T August 31, 2015 Slide 16

17 Portifólio ABB para Redes de Comunicação Familia FOX SDH MPLS-TP FOX660 Multiplexador de transporte óptico hibrido provendo interfaces SDH até STM-16 & GbE/ 10GbE inclusive MPLS-TP, OTN&WDM no mesmo equipamento. FOX615 Multiplexador de acesso e transporte provendo capacidade até STM-16 (SDH) & 10GbE inclusive MPLS-TP além de diversas interfaces legadas. O T N x W D M 10 GbE 1 GbE FOX605 Multiplexador de acesso de LAN / dados legados e transporte até GbE em L2 e MPLS-TP Traditional data/voice Teleprotection/E1 August 31, 2015 Slide 17

18 Soluções ABB comprometidas com Utilities FOX615: Plataforma Híbrida e modular com funcionalidades TDM e Ethernet. Combina multiplexador de acesso e transporte. STM1/4/16 & 10GbE. Interfaces de acesso. Total suporte a dados e voz legados assim como interfaces específicas específicas para utilities (FXS, FXO, E&M, Serial, E1, Teleprotection). Desing para o mundo de Utility: Temperatura Extendida, Design Fanless. Alto MTBF, Redundância. Permite migração de TDM para PSN s (MPLS-TP) na mesma plataforma. August 31, 2015 Slide 18

19 Soluções ABB comprometidas com Utilities FOX605: Plataforma Híbrida e com funcionalidades de dados legados TDM e Ethernet. Combina multiplexador de acesso e transporte ethernet. Interfaces de acesso ethernet e dados legados Transmissão GbE L2 e MPLS-TP Desing para o mundo de Utility: Design Fanless. Sincronismo 1588v2 / SyncE Alto MTBF, Redundância Permite migração de TDM para PSN s (MPLS-TP) na mesma plataforma. Housekeeping Sync / ToD Power Supply - redundant operation - hot swappable Ethernet / MPLS-TP - 4x GE el. - 4x GE SFP (opt./ el. & encryption enabled) Legacy - 4x 64kbps - 4x E1 ports - 4x RS-232 / RS485 / V.11 August 31, 2015 Slide 19

20 Considerações Finais Rede de Utilities se desenvolvem com o tempo, aumentando o seu tamanho e migrando para novas tecnologias passo a passo Proteção Diferencial ainda é um desafio para as redes de comutação de pacotes Longo ciclo de investimento significa que o acesso a interfaces existentes precisam ser considerados A ABB está constantemente analizando novas tecnologias de comunicação para validar a sua aplicabilidade para as Utilities. FOX615 atende as demandas para um produto de longo prazo enquanto permite as Utilities migrarem seus sistemas quando se sentirem seguros e com as aplicações prontas para isto. August 31, 2015 Slide 20

21 Soluções ABB comprometidas com Utilities Q&A Muito Obrigado! Rafael Moura Moreira Communication Networks August 31, 2015 Slide 21

22 August 31, 2015 Slide 22