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Tecnologia SDN promove o fim da escuridão na rede de comunicação

Conceito de Software-Defined Network, ideal para pré-definição do fluxo de dados, chega ao setor elétrico

Em redes de comunicação de subestação, durante apenas alguns milissegundos são transmitidas múltiplas mensagens entre os dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs) de proteção, controle e automação. Por isso, em caso de falhas na rede, as reconfigurações devem acontecer instantaneamente para evitar danos ao sistema elétrico devido a atuação indevida ou a não atuação dos esquemas de proteção.

Redes definidas por software (SDN, do inglês Software-Defined Network), que já são utilizadas no setor comercial e em datacenters, podem ser a inovação necessária para tornar a rede de subestação mais confiável. Por meio de uma autorreconfiguração que define caminhos redundantes para transmissão de mensagens, a tecnologia torna a rede mais determinística.

Atualmente, as empresas brasileiras utilizam em suas subestações, switches gerenciáveis baseados no protocolo RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), mas a tecnologia SDN pode trazer ainda mais confiabilidade para as subestações. Isso se deve, segundo a professora Yona Lopes, mestre em Engenharia de Telecomunicações e autora de uma dissertação e artigos sobre o assunto, à separação entre o plano de controle e o plano de dados, promovida pela rede SDN. “Os switches tradicionais possuem tanto o plano de controle quanto o plano de dados. Já com a tecnologia SDN, o plano de controle fica externo ao equipamento de rede em um dispositivo conhecido como controlador SDN”, afirma.

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Na tecnologia SDN, o plano de controle e o plano de dados são separados fisicamente

De acordo com a professora Yona, a plataforma OpenFlow, proposta pela Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, é o principal exemplo de aplicação do conceito de SDN. Com o objetivo inicial de permitir que pesquisadores experimentassem novas soluções a tecnologia expandiu e seu desenvolvimento trouxe, além da reconfiguração facilitada da rede, segurança e velocidade. Ao tornar-se um produto de mercado, as redes definidas por software foram incorporados inicialmente por datacenters, e agora, chegam ao setor elétrico por meio da SEL, pioneira em explorar comercialmente essa tecnologia para aplicação em subestações.

A tecnologia SDN aplicada em redes de comunicação de subestações também é a mais avançada para atender aos requisitos temporais da norma IEC 61850 – que são de 3 milissegundos em seu patamar mais baixo. O gerenciamento centralizado por meio de um controlador inteligente também possibilita atender às condições da norma. É o controlador SDN que irá definir o caminho pelo qual as mensagens irão seguir de acordo com a pré-configuração feita durante o projeto da rede de comunicação, fazendo com que o tempo para entrega das mensagens se mantenha extremamente baixo, mesmo em condições de reconfiguração da rede.

Em uma rede de comunicação tradicional baseada, por exemplo, no protocolo RSTP, há um tempo para recomposição da rede. Isso ocorre pois, o algoritmo de recuperação de falha precisa recalcular as rotas e reconfigurar a rede. Ademais, na rede tradicional, como o plano de controle está distribuído entre os dispositivos de rede esse tempo tende a ser maior, o que impacta na entrega dos pacotes que circulam pela rede, gerando o fenômeno conhecido como escuridão da rede. Conforme mencionado pela docente Yona, na SDN o tempo de recomposição está próximo de zero. “Por meio de um mecanismo chamado fast failover um caminho redundante já está pré-configurado no switch que já direciona os pacotes imediatamente para esse outro caminho em caso de falha na rede. Além disso, devido a visão centralizada da rede, qualquer cálculo dos algoritmos é muito mais rápido do que os cálculos feitos de maneira distribuída”, afirma. Com isso, não é preciso duplicar a rede ou aumentar o número de mensagens para garantir a confiabilidade da proteção, como acontece em outros métodos utilizados atualmente, tais como PRP ou HSR.

A recomposição promovida pela tecnologia SDN é responsável pela redução significativa do tempo de escuridão na rede de comunicação. Quanto maior o tempo que a rede leva para se reconfigurar após uma falha, maior o risco de que a proteção não funcione em um momento crítico em que se faz precisa. Alguns milissegundos sem a proteção já podem trazer riscos para os equipamentos da subestação. “Nenhuma tecnologia ou método utilizado atualmente no setor elétrico, provê esse tempo mínimo proporcionado pela rede SDN”, destaca a docente.

SEL-2740S: novo produto da SEL com tecnologia SDN

2740S

Indicado para ambientes agressivos como subestações, o SEL-2740S é o primeiro switch da indústria com tecnologia SDN. Equipado com o controlador SEL-5056 Software-Defined Network, o switch oferece o mais rápido failover da indústria, e pela flexibilidade e facilidade de uso também reduz a complexidade no projeto da rede de comunicação. Apropriado para utilização em redes de pequeno e grande porte, o produto suporta até 24 mil fluxos e é capaz de transmitir pacotes de dados através da rede em menos de 7 microssegundos.