Ахан Абдрахманов
ведущий инженер отдела технической поддержки ТОО «ADVANTEK SYSTEMS»
На сегодняшний день можно смело сказать, что собственники каждой электро-энергосети в мире или стремятся, или уже приступили к преобразованию своих телекоммуникационный систем в интеллектуальные сети на пакетной основе, надежно и эффективно передающие большое количество данных в двух или даже во многих направлениях между различными устройствами.
Движущим фактором этого процесса является переход к «Smart Grid» («Умные сети»), поскольку экономичная пакетная инфраструктура позволяет передавать большие объемы неравномерного трафика данных, генерируемых новыми приложениями интеллектуальных энергосистем. Немаловажное влияние привносит и стремительное развитие оборудования «последней мили» с ростом требований к полосе пропускания транспортного канала передачи данных, таких как:
• Системы SCADA на основе IP – системы диспетчерского управления и сбора данных.
• Измерительные системы WASA – комплекс технологий, предназначенных для улучшения мониторинга энергосистемы через большие географические зоны, и контроля динамической картины функционирования сети.
• IP-оборудования видеонаблюдения с высоким разрешением
• Новейшие разработки в области автоматизации подстанций
Раз уж мы обмолвились о технологии «Smart Grid», внесем ясность, что это такое. «Smart Grid» – это комплекс технических средств, составляющих в совокупности автоматизированную систему, элементами которой являются электрические сети, производители электроэнергии и потребители. Данная система позволяет динамически отслеживать и контролировать режимы работы всех участников процесса во всех участках электросети, оперативно менять характеристики электросетей, тем самым оптимизируя затраты на энергию.
Итак, «Smart Grid» широкими и уверенными шагами покоряет энергетику, и эта технология, в свою очередь, требует наличия широкополосной телекоммуникационной инфраструктуры, которую может себе позволить только технология пакетной передачи данных PSN (Packet Switching Network).
Сегодня, когда телекоммуникации в энергосистемах находятся на стадии революционного преобразования, устарелое традиционное оборудование подстанций требует замены на оборудование пакетных технологий Ethernet/IP/MPLS. Сети нового поколения позволяют осуществлять управление трафиком и качеством обслуживания. В связи с возрастающими требованиями приложений для подстанций, таких, как SCADA, которым необходимы четкие уровни обслуживания и приоритетности, было неминуемо развитие технологии PSN, чтобы обеспечивать приложения интеллектуальными механизмами. С помощью нескольких уровней CoS регулируется потребление пропускной способности сети и приоритет передачи данных, и, таким образом, поддерживается многоуровневое иерархическое управление трафиком с предсказуемой задержкой и джиттером. Измерение и контроль соблюдения правил применяется к каждому потоку, трафик регулируется согласно заранее установленным профилям пропускной способности. Также одним из важных аспектов является мониторинг производительности сети. Технология PSN Ethernet операторского класса предлагает множество инструментов для тестирования, мониторинга и устранения сбоев в работе линий связи. Удаленное тестирование, проактивный мониторинг и полная картина сетевых событий позволяют администраторам электроэнергосетей предвидеть ухудшение качества сервиса, обеспечить постоянную производительность сети и сократить количество вызовов технических специалистов на места сбоев.
Одной из основных задач перехода является непрерывность технологического процесса. Нельзя забывать, что любой «простой» производства даже для маленькой организации, не говоря уже про энергосети – это убыток. Большой риск пытаться заменить всю сеть организации разом, помимо того, что это понесет за собой неоправданно большие затраты. Это нельзя сделать, не останавливая работу всей организации на недели. Но выход есть. Постепенная интеграция оборудования с поддержкой технологий TDM over PSN и PSN over TDM. Такой последовательный переход к пакетным сетям приводит к сосуществованию новых IP-соединений и устройств с традиционной инфраструктурой, и оборудованием подстанций, и приводит к тому, что по электроэнергосети нужно передавать два вида трафика связи:
• Данные Ethernet, IP и MPLS
• Трафик TDM от существующего оборудования, например, аналоговый голос, последовательные данные SCADA и сигналы релейной защиты
«RAD Data Communications» тесно сотрудничает с энергетическими предприятиями по всему миру, изучает их специфические потребности в области телекоммуникаций и разрабатывает оборудование для решения возникающих в энергосетях задач связи. Об этих инструментах плавной модернизации и пойдет речь в данной статье.
Подключение оборудования подстанций, работающего по самым различным протоколам и интерфейсам, к сетям IP и устройствам нового поколения порой сопряжено с большими сложностями, с которыми оборудование RAD успешно справляется в сетях энергосистем по всему миру. Для электроэнергетических предприятий компания RAD предлагает гибридные решения для доступа к сетям SDH/SONET и PSN, позволяющие выбрать наиболее подходящий путь перехода к новым технологиям. Объединяя новые возможность Ethernet и традиционные сервисы и интерфейсы, оборудование RAD предлагает следующие преимущества:
• Простая интеграция сервисов «Smart Grid» и интеллектуальных электронных устройств SCADA в существующую инфраструктуру TDM
• Перспективные решения, разработанные для связи в интеллектуальных системах «Smart Grid»
• Поддержка сервисов для традиционных приложений и оборудования, даже после перехода магистральных сетей на использование пакетной передачи данных
• Защита критически важной инфраструктуры и основанных на IP систем SCADA от вредоносных кибератак с помощью протоколов аутентификации и обеспечения кибербезопасности, таких как SSH, SSL, SNMPv3 и RADIUS
• Решения для эмуляции каналов без ухудшения качества предоставляемых услуг или уровня задержки при передаче данных
• Обеспечение управляемого качества обслуживания (QoS) для приложений электроэнергетических сетей при передаче по пакетной сети с помощью управления трафиком с различными приоритетами, сквозных OAM и диагностики, а также мониторинга производительности
• Поддержка в одном устройстве нескольких стандартов сигнализации при синхронизации пакетных сетей
• Многоуровневое резервирование для полной отказоустойчивости
Среди различных вариантов, предлагаемых для электроэнергетических сетей, гибридные решения RAD позволяют использовать одно устройство для перевода сервисов, не имеющих критического значения, на передачу по новой пакетной среде, в то время как трафик релейной защиты и другой критически важный трафик передается по традиционной SDH/SONET сети, позволяя и вернуться к прежнему варианту, и осуществить поэтапный переход без резкого повышения капитальных затрат или стоимости эксплуатационных расходов в процессе перехода.
Организация связи с подстанциями и удаленными узлами сети.
Несколько мультиплексоров RAD, соединенных в самовосстанавливающееся многоскоростное кольцо TDM и Ethernet, позволяют создать систему, не имеющую точек отказа, а также предоставляет экономичную альтернативу многоканальному соединению. В самих устройствах реализовано резервирование канала связи и системной части, что гарантирует непрерывность работы сервисов в критически важных приложениях. Надежная и быстрая доставка критически важного трафика TDM и Ethernet между центром управления и многочисленными удаленными пунктами по оптоволокну, меди или беспроводным каналам. Доставка разного трафика SCADA, голоса, видео, ЛВС и данных – с помощью одного мультисервисного устройства. Возможность кросс-коммутации и объединение подканалов Fractional E1/T1 в полные оптоволоконные каналы TDM. Центральное управление операторского класса.
Все эти качества оборудования RAD обеспечивают экономичный и простой переход к IP, благодаря поддержке любого трафика TDM и Ethernet в том же оборудовании на подстанциях.
Связь в приложениях релейной защиты
Одним из наиболее важных аспектов при организации связи для энергетиков является точная и краткосрочная доставка сигналов
релейной защиты для распределения нагрузок в электросетях, осуществления централизованного контроля и защиты терминалов и трансформаторов. Для надежной передачи данных с минимальными ошибками при электромагнитных и радиопомехах и росте потенциала земли при сбоях в заземлении (GPR) используются каналы связи, соответствующие стандарту C37.94. В таком канале должна соблюдаться минимальная задержка и, кроме того, передача должна работать синхронно, т.е. задержка должна быть симметричной на приеме и на передаче. В пакетных сетях поэтому необходимы специальные механизмы для компенсации их асинхронной природы. Оборудование RAD, в частности, мультиплексор Megaplex -4100, обеспечивает ультранизкую задержку передачи и буфер вариации задержки, что позволяет на удаленных подстанциях немедленно получать команды об отключении (Transfer Trip) от защитного реле.
Линейка оборудования RAD
Широкая линейка оборудования RAD для энергетиков содержит несколько десятков наименований, а его центральным решением является семейство мультисервисных мультиплексоров доступа операторского класса Megaplex, объединяющий в своем шасси возможность доступа к медным и оптическим транспортным сетям PDH/SDH/SONET или пакетным сетям Enternet/IP/MPLS.
Мультиплексоры Megaplex имеют все инструменты для организации гибридных сетей TDM/PSN, позволяют сочетать оборудование для синхронной и асинхронной передачи, а также сохранить традиционно высокий уровень качества передачи при переходе к экономичным пакетным сетям. С помощью гибридного решения энергетические предприятия могут выбрать любой путь перехода между технологиями в соответствии со своим бюджетом.
Мультисервисные мультиплексоры доступа Megaplex-2100/2104
Megaplex-2100/2104 концентрируют, агрегируют и передают различные сервисы широкополосных и узкополосных данных и голоса по медным DSL линиям, оптоволокну, беспроводным или спутниковым каналам – все в одном устройстве. Они наилучшим образом подходят для экономичного построения удаленных мультисервисных узлов связи, с многочисленными сервисами. Это также идеальное решение для небольших групп пользователей, способное обеспечить комплексные услуги данных и голоса для корпоративных и частных потребителей. Megaplex может устанавливаться как в помещениях операторов связи (например, на АТС), так и в распределительных узлах (например, в подвале офисного здания). Megaplex-2100/2104 являются частью портфеля решений AXCESS+ для мультисервисного доступа и «первой мили».
Мультисервисные узлы доступа Megaplex-4100/4104
Megaplex-4100/4104 - это мультисервисные концентраторы доступа операторского класса, высокой емкости, обеспечивающие доступ к медным и оптическим транспортным сетям PDH/SDH/SONET или пакетным сетям и передачу традиционных или новых услуг. Поддержка обширного спектра услуг Ethernet, передачи голоса и данных и различных сетевых технологий в одном компактном управляемом устройстве превращает Megaplex-4100/4104 в идеальные пограничные/ магистральные устройства для организации связи. Megaplex-4100 и Megaplex-4104 являются частью портфеля решений AXCESS+ для мультисервисного доступа и «первой мили» и используются в качестве центральных агрегирующих устройств для оборудования площадки заказчика из этого портфеля решений.
Промышленные коммутаторы Ethernet с распознаванием сервисов RADiFlow 3080/3180
Компактные Ethernet-коммутаторы RADiFlow идеально подходят для построения сетей «Smart Grid». Коммутаторы RADiFlow 3080 и RADiFlow 3180 выполнены в усиленном корпусе и имеют встроенные механизмы сетевой защиты с поддержкой приложений SCADA. Эти устройства обладают функционалом, который обычно требует отдельных видов оборудования, и обеспечивают эффективную распределенную защиту от внутренних злонамеренных атак. Устройства осуществляют мониторинг команд SCADA с помощью глубокого анализа пакетов, чтобы проверить их соответствие логике приложения и специфическим правилам протокола. Кроме того, эти компактные коммутаторы включают сотовый и SHDSL модемы для доступа в удаленных пунктах, а также последовательные интерфейсы для подключения традиционного пользовательского оборудования.
Платформа агрегации услуг Ethernet ETX-5300A
ETX-5300A обеспечивает агрегацию и доставку трафика Ethernet и псевдопроводного трафика TDM из сети доступа к пограничному оборудованию по соединениям 10 GbE. Самое компактное из существующих на рынке устройств с такой производительностью, с особо низким энергопотреблением, снижает затраты на порт и экономит место в операторских шкафах и сопутствующие расходы. ETX-5300A соответствует спецификациям развивающегося стандарта Carrier Ethernet 2.0 и включает инструменты для предоставления и управления услугами в соответствии с SLA. Совместно с демаркационными устройствами RAD ETX устройство образует полную платформу доступа Carrier Ethernet от одного производителя.
Радиомультиплексоры Airmux-400/400L/400LC
Радиосистемы операторского класса серии Airmux-400 передают трафик услуг Ethernet и TDM по одному радиоканалу в различных диапазонах частот, содержат гибкую комбинацию интерфейсов до 16 E1/T1 и Ethernet и обеспечивают суммарную нагрузку 200 Mбит/с на расстояния до 120 км. В Аirmux-400 использованы передовые технологии, такие как OFDM и MIMO, что обеспечивает оптимальную работу и уникальную надежность в любых условиях окружающей среды.
Переход к интеллектуальным электроэнергосетям «Smart Grids» уже происходит. И уважаемым читателям необходимо обратить особое внимание на технологии связи нового поколения, способным обеспечить надежность точной передачи сигнализации, устойчивость сети, постоянный мониторинг производительности, обеспечение QoS (качество обслуживания) - одним словом, неотъемлемыми элементами любой сети нового поколения, которую могло бы использовать энергетическое предприятие. По всему миру энергетические предприятия открывают для себя преимущества технологии Carrier Ethernet и ее разработок, которые соответствуют строгим требованиям критически важных приложений. Различные варианты организации пакетных сетей доступны для применения; сравнительный анализ показывает их преимущества и недостатки. Сочетание Carrier Ethernet на уровне доступа/агрегации трафика с магистралью MPLS может во многих случаях решить задачи поддержки различного функционала в электроэнергосистемах.
Какой бы темп перехода к интеллектуальным средствам связи не выбрали энергетические предприятия, для каждого из них важно снизить стоимость такого перехода и совершить его наиболее эффективным образом. ADVANTEK SYSTEMS, являясь авторизованным дистрибьютором компании RAD Data Communications помогает совершить переход именно таким образом, предлагая широкий выбор решений для энергетиков - от многофункциональных устройств, обеспечивающих наиболее высокий уровень производительности и оптимизацию количества необходимых сетевых элементов, до гибридных TDM/пакетных решений, которые позволяют операторам электроэнергетических сетей свободно выбирать путь перехода, который наиболее соответствует их бюджету и задачам.
По всем интересующим вопросам обращайтесь :
ТОО «ADVANTEK SYSTEMS»
Тел./факс: +7 (727) 277 77 00, 390 06 61
e-mail: sales@as.kz