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Tests en servicios de conectividad de alta disponibilidad. “Redes smartgrid”

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Listado de recomendaciones de test en redes de transporte de datos de alta disponibilidad.

Este tipo de redes se caracteriza por la coexistencia de nuevos mecanismos de transporte PTN, en actual proceso de integración y convergencia con tecnologías pre existentes, basadas en redes TDM.

  • El “servicio” se compone de diversos mecanismos de comunicaciones entre Subestaciones, los cuales están enmarcados en las normas IEC61850 smartgrid framework.
  • Se requiere test a nivel del troncal WAN y de las distribuciones LAN, para verificar la Disponibilidad, Perfomance, Retardos, etc, de todos los servicios de comunicación de datos desde/hacia la subestación.
  • El escenario a nivel capa transporte inter-subestaciones, incluye la coexistencia de equipamientos y protocolos MPLS/Ethernet, con KPI’s definidos por normativa MEF/IEEE/IETF/ITU; equipamientos y protocolos de generación "legacy", PDH/SDH, definidos por ITU-T (y tecnológicamente muy maduros).
  • En todos los casos el medio puede ser óptico (usualmente OPGW) y radios digitales.
  • Se suma también la coexistencia de servicios de backup basados en interfaces eléctricas “legacy” Datacom seriales, asi como aquellos basados en PLC powerlinecom.

Recomendación: usar metodologías normalizadas de verificación de servicios, basadas en normas de test que definen cuantitativamente todos y cada uno de los parámetros clave de perfomance (KPI’s).

  • Estas normas definen de manera consistente tanto los KPI’s como las metodologías de medición, sus objetivos de calidad, y veredictos PASA/FALLA. Ejemplo: RFC-2544 Y.1564 RFC-6349 MEF10.2
  • Se incluyen entre los principales KPI’s los siguientes: Throughput, Latencia unilateral, jitter de paquetes, tasa de pérdida de tramas, tamaño de ráfaga comprometido, disponibilidad del servicio, Transparencia al tráfico de control (Jproof test, o test de robustez), tasa de retransmisiones, Qos (CIR, EIR,MIR).

En los casos donde se verifique la coexistencia de circuitos TDM con PTN (escenario previsible por algunos años más), es recomendable proseguir realizando las tradicionales mediciones de objetivos BERT según estándares de ITU.
En circuitos convertidos a NG (SDH-NG: GFP LCAS VCAT) luego de los tests de capa TDM se debe proseguir con los tests de capa PTN descritos arriba.

Necesidad de test de en nuevos mecanismos de sincronizacion por paquetes

Nuevas rutinas de tests, dados los nuevos mecanismos de transmisión de sincronismo PTN (protocolosIEEE1588/ITU-T “ PTP”) a cursarse a nivel LAN to LAN entre Sincrofasores.

  • Acciones de control y protección cuya información de sensado y actuación, fluyen como servicios en la WAN.
  • La obtención de las referencias frecuencia fase y hora en los equipos, es a partir de una nueva entidad proveedora de sincronismo, denominada GrandMaster, cuyo rol es intercambiar paquetes PTP hacia su red de “esclavos PTP” (los equipos de la subestación, así como algunos equipos de red intermedios).
  • El mecanismo de sincronismo es sensiblemente dependiente de la calidad de la red de paquetes. Los KPI Packet-Jitter y QoS de la red gobiernan la calidad de todo el mecanismo de sincronización.
  • Es de vital importancia sumar a las mediciones de KPIs de red, un nuevo conjunto de mediciones de sincronismo: medición de precisión temporal entre sincrofasores, y entre elementos de la red.
  • El objetivo es verificar el cumplimiento del parámetro Max|TE| respecto a UTC. Este debe ser siempre < 1µs. Adicionalmente la norma estipula un “presupuesto de tiempo” con cotas (del orden de decenas de nano segundos) entre segmentos y equipos. Esto exige mayor precisión al equipamiento de test (orden nano segs).
  • Por ende el instrumental BERT debe contar necesariamente con una fuente de referencia PRIMARIA A UTC, para disponer en forma portable de referencia primaria en FRECUENCIA FASE y HORA.
  • Dado que las mediciones son a cielo abierto así como dentro de edificios y shelters, el equipo de test debe poder conservar por varias horas las tres referencias, sin necesidad de contar con acceso a señal GPS. Para ello debe contar con una “estabilidad en holdover” adecuada (referencia interna de Rubidio).

Otras mediciones de aseguramiento de calidad/robustez de la wan/funciones smartgrid iec61850

  • Confirmar que Ethernet está correctamente instalado a nivel de funciones de red. Esto implica verificar el pasaje transparente, de tramas Multicast, mensajes GMRP, STP, RSTP, MSTP, etc.
  • Verificar que la configuración de priorizaciones sea correcta: que la VLAN de un determinado servicio desde/hacia la subestación, sea "descubierta", que esté correctamente configurada su VLANID, y su prioridad “p bit” (y/o TOS DiffSvc) en función de su nivel de criticidad como servicio.
  • Inspección y limpieza de conectores y patcheras, para evitar daños en la fibra, y errores en el servicio de comunicaciones de alta disponibilidad.

Gestion de la multi-medicion y la campaña de test

  • Dada esta nueva generación de tests, y la importancia de realizarlos correctamente en tiempo y forma, es recomendable disponer de gestores operativos embebidos en la flota de instrumental afectada al trabajo de campo, gestión “cloud-based” multi-usuario, asistencia al ejecutante, control del patrimonio, etc.
  • Para ello se recomienda que el equipo de test disponga localmente de adecuados mecanismos de conectividad (ej Bluetooth a móvil con acceso internet), que pueda sostener una conectividad aceptable con el sistema de gestión, bajar templates de tests, subir reportes etc.
  • El poder de gestión debe permitir la posibilidad de crear tests priorizados, con una guía de ejecución clara y consistente, y con hitos de aprobación paso a paso. Ej exigir en primer lugar la inspección de conectores y realización de limpieza cuando el instrumento determina que así es requerido. Luego habilitar y conducir la realización de ver tests, RFC2544/1564, transparencia de red, y la serie de test de sincronismo.
AdminTests en servicios de conectividad de alta disponibilidad. “Redes smartgrid”

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