Curso control y comunicaciones Complemento 2011 Parte1

AutomatizaciAutomatizacin de Estaciones: n de Estaciones: estado actual y tendenciasestado actual y tendencias

Norma IEC 61850 Norma IEC 61850 -- Ed.1Ed.1

Rodolfo Pellizzoni

Curso de Post Grado 2011Curso de Post Grado 2011MODULO V MODULO V

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CFEE Curso Post-Grado 2011 Mdulo V_Complemento Rodolfo Pellizzoni 2

TemarioTemario

1. Introducci1. Introduccinn

2. Estandarizaci2. Estandarizacin n -- Antecedentes Antecedentes 2.1. Organismos de Normalizaci2.1. Organismos de Normalizacin: IEC, IEEE, otrosn: IEC, IEEE, otros2.2. Modelos de Referencia OSI 2.2. Modelos de Referencia OSI EPAEPA2.3. Protocolos de Transmisi2.3. Protocolos de Transmisin de Datosn de Datos-- Normas IEC: IEC 60870Normas IEC: IEC 60870--

55--101, IEC 60870101, IEC 60870--55--103, IEC 60870103, IEC 60870--55--104, IEC 60870104, IEC 60870--6. DNP 3.06. DNP 3.02.4. Red de Area Local (LAN) Ethernet: conceptos b2.4. Red de Area Local (LAN) Ethernet: conceptos bsicos, Control sicos, Control

de Acceso al Medio (MAC), diversos mde Acceso al Medio (MAC), diversos mtodos de acceso al todos de acceso al medio, del nomedio, del no--determinismo al determinismo, Ethertypedeterminismo al determinismo, Ethertype

2.5. Switch: caracter2.5. Switch: caractersticas que deben poseer los switch a instalar sticas que deben poseer los switch a instalar en Subestacionesen Subestaciones

3. Automatizaci3. Automatizacin de EE.TT. : estado actual n de EE.TT. : estado actual

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TemarioTemario

4. 4. Serie IEC 61850Serie IEC 61850--Ed.1: breve introducciEd.1: breve introduccin, objetivos, n, objetivos, publicaciones que la componen, visipublicaciones que la componen, visin general de la n general de la norma, SAS (Substation Automation System), norma, SAS (Substation Automation System), Interoperabilidad, Logical Node (LN), Atributos, Interoperabilidad, Logical Node (LN), Atributos, Common Data Class, (CDC), comunicaciones, tipos de Common Data Class, (CDC), comunicaciones, tipos de mensajes (GOOSE, GSSE, SV)mensajes (GOOSE, GSSE, SV)

5. 5. Ethernet en IEC 61850Ethernet en IEC 61850

6. 6. TopologTopologas de LAN Ethernet: Task Force WG 10as de LAN Ethernet: Task Force WG 10--TC 57TC 57--IEC; trabajos en desarrollo en el WG 10IEC; trabajos en desarrollo en el WG 10--TC 57TC 57

7. 7. IEC 61850 IEC 61850 -- Ed. 2: estado actual de los trabajosEd. 2: estado actual de los trabajos

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TemarioTemario

8. Automatizaci8. Automatizacin EE.TT.: SAS (Substation Automation n EE.TT.: SAS (Substation Automation System) System) -- Futuras topologFuturas topologas de Proteccias de Proteccin y Controln y Control

9. Proyecto Piloto IEC 61850 en E.T. 132/33/13,2 kV con 9. Proyecto Piloto IEC 61850 en E.T. 132/33/13,2 kV con IEDs multifabricantes: objetivos, topologIEDs multifabricantes: objetivos, topologa, mensajes a, mensajes intercambiados, prosecuciintercambiados, prosecucin de los trabajos, n de los trabajos, conclusiones preliminares.conclusiones preliminares.

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Introduccin

Razones por las cuales es necesario que en un futuro prximolos Ingenieros y Tcnicos de Estaciones, de Proteccin, deControl y de Comunicaciones posean un vocabulario mnimocomn

Equipos de Trabajo multidisciplinarios

Interlocutores vlidos

Especialistas Generalistas

Tecnologa futura: Redes, IEDs, nuevos lenguajes de softwarepara modelado de objetos (UML, Unified Modeling Language)

Ser necesario una capacitacin continua

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NormalizaciNormalizacin n -- AntecedentesAntecedentes

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NormalizaciNormalizacin n -- AntecedentesAntecedentes

Normas de Jure (Publicadas por Organismos de Normalizacin)

Normas de Facto (No publicadas por Organismos de Normalizacin.Se imponen por su extensa utilizacin)

Recomendaciones (Telecomunicaciones)

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NormalizaciNormalizacinn

Organismos Internacionales de NormalizaciOrganismos Internacionales de Normalizacinn

International Electrotechnical Commission (IEC)International Electrotechnical Commission (IEC) Technical Council (TC) 57-Power Systems Mangement and Associated Information

Exchange

Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)

Internacional Standards Organization (ISO)Internacional Standards Organization (ISO)

Internacional Telecommunication Union Internacional Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITUTelecommunication Standardization Sector (ITU--T) T) (Recomendaciones)(Recomendaciones)

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Estandarizacin - Antecedentes

International Electrotechnical Commission (IEC)www.iec.org

International Standards Organization (ISO)www.iso.org

Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE)www.ieee.org

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Conseil International des Grands Rseaux lectriques(CIGRE)International Council on Large Electric Systems

Study Committee D2Information Systems and Telecommunication for Power Systems

Electric Power Research Institute (EPRI)

Organismos Tcnicos Internacionales

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International Standards Organization (ISO)

Modelo de Referencia ISO/OSI

Modelo basado en propuesta desarrollada por ISO (International Standard Organization) como primera etapa hacia la estandarizacin internacional de los protocolos utilizados en las diversas capas.

El modelo es denominado ISO-OSI Reference Model Modelo de Referencia OSI, dado que se relaciona con la conexin de sistemas abiertos, es decir sistemas que son abiertos a las comunicaciones con otros sistemas

El Modelo de Referencia OSI no es una arquitectura de red porque no especifica exactamente los servicios y protocolos a ser utilizados en cada nivel

Simplemente define que debe hacer cada capa nivel

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Enlace

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Fsica

Modelo de Referencia OSI/ISO

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Modelo de Referencia ISO/OSI

Los principios aplicados para arribar a las siete capas o niveles son los siguientes:

Una capa debe ser creada cuando es necesario un diferente nivel de abstraccin

Cada capa debe realizar una funcin bien definida

La funcin de cada capa debe ser elegida teniendo en cuenta la estandarizacin internacional de protocolos

El nmero de niveles debe ser lo suficientemente grande para que distintas funciones no deben ser incluidas en la misma capa si no es necesario, y lo suficientemente pequeo de forma que la arquitectura no se torne difcil de manejar

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Modelo de Referencia OSI

Capa Fsica: se ocupa de la transmisin de bits crudos en un canal de comunicacin

Capa Enlace de Datos: toma una facilidad de transmisin y la transforma en una lnea libre de errores de transmisin no detectados para la capa Red.

Capa Red: se ocupa de controlar la operacin de la sub-red. Determina como los paquetes son ruteados desde la fuente al destino

Capa Transporte: acepta datos de la capa Sesin, los divide en unidades menores, si necesario, los pasa a la capa Red, y asegura que todos los datos lleguen correctamente al otro extremo

Capa Sesin: permite a usuarios en diferentes PCs establecer sesiones entre ellos

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Modelo de Referencia OSI

Capa Presentacin: realiza ciertas funciones que son requeridas en forma lo suficientemente frecuente como para garantizar una solucin general para ellas

Capa Aplicacin: contiene una serie de protocolos que usualmente son utilizados para editar. Otra de las funciones es la transferencia de archivos

La Aplicacin del usuario se encuentra por encima de la capa Aplicacin del Modelo de Referencia

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EstandarizacinAntecedentes

EPRI (Electric Power Research Institute) Utility Communication Architecture (UCA 2.0) Modelo o Arquitectura que abarca todos los niveles del sistema (E.T., Centro de Control) Automatizacin de la subestacin

IEC (International Electrotechnical Commission) Transmisin de datos entre Centros de Control Transmisin de datos Estacin Centro de Control Transmisin de datos en la estacin

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Estandarizacin Antecedentes en Automatizacin de Estaciones

EPRI (Electric Power Research Institute) Utility Communication Architecture (UCA 2.0)

IEC (International Electrotechnical Commission) IEC 60870-5 IEC 60870-6 IEC 61850-Ed. 1 IEC 61968 IEC 61970

DNP 3.0 (Distributed Network Protocol)Data Transmission between Substation Control Centers Data Transmission in Substations

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Normalizacin de Sistemas de Telecontrol: IECSeries IEC 60870/61850/61334/61968/61970

IEC

Serie IEC 60870 - Telecontrol equipment and systems

Serie IEC 61850- Ed.1 - Communication networks and systems in substations

Serie IEC 61334 Distribution automation using distribution line carriersystems

Serie IEC 61968 Application integration at electric utilities System interfaces for distribution management

Serie IEC 61970 Energy management system application program interface (EMS-API) Common Information Model (CIM)

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Protocolos de Transmisin de DatosEstndares IEC

IEC 60870-5 (Telecontrol equipment and systems Part 5: Transmission protocols)

IEC 60870-5-101 (RTUs) IEC 60870-5-102 (Medidores de Energa) IEC 60870-5-103 (Rels de Proteccin) IEC 60870-5-104 (60870-5-101 sobre TCP/IP)

DNP 3.0 (Basado en IEC 60870-5 Frame Format FT3)

IEC 60870-6 (Telecontrol equipment and systems Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations)

ELCOM 90 (TASE 1) ICCP (Inter-Control Centre Communications Protocol) TASE 2

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Estndares IEC IEC 60870-5-101 (Telecontrol equipment and systems Part 5-101:

Transmission protocols Section 101: Companion standard for basic telecontrol tasks

IEC 60870-5-102 (Telecontrol equipment and systems Part 5-102 Transmission protocols Companion standard for the transmission of integrated totals in electric power systems

IEC 60870-5-103 (Telecontrol equipment and systems Part 5-103: Transmission protocols Companion standard for the informative interface of protection equipment

IEC 60870-5-104 (Telecontrol equipment and systems Part 5-104: Transmission protocols Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles

IEC 61850-Ed. 1 (Communication Networks and Systems in Substations)

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Automatizacin de EE.TT. IEC 61850 Octubre 2006 R. Pellizzoni R. Vignoni

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Serie IEC 60870 Serie IEC 60870 Telecontrol equipment and systemsTelecontrol equipment and systems

Part 6: Telecontrol compatible with ISO standards and ITUPart 6: Telecontrol compatible with ISO standards and ITU--T T recommendations recommendations

TASE 1 (Telecontrol Application Service Element N1)ELCOM 90ELCOM 90

TASE 2 (Telecontrol Application Service Element N2)ICCPICCP (Inter-Control Centre Communication Protocol)

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IEC TC 57 Reference ArchitectureIEC TC 57 Reference Architecture

(International Electrotechnical Commission Technical Committe 57)

Arquitectura de Referencia

La Arquitectura de Referencia describe modelos de objetos, servicios, y protocolos en el marco del TC 57, y como se relacionan entre s.

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IEC 61850 IEC 61850 Ed. 2 Ed. 2 (En elaboracin en WG 10-TC 57)Communication networks and systems for power utility automationCommunication networks and systems for power utility automation

Part 1: Introduction and overview

Part 2: Glossary

Part 3: General requirements

Part 4: System and project management

Part 5: Communication requirements for functions and device models

Part 6: Configuration description language for communication in electrical substations related to IEDs

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IEC 61850 IEC 61850 Ed. 2Ed. 2Communication networks and systems for power utility automationCommunication networks and systems for power utility automation

Part 7-1: Basic communication structure Principles and models

Part 7-2: Basic communication structure Abstract communication service interface (ACSI)

Part 7-3: Basic communication structure Common data classes

Part 7-4: Basic communication structure Compatible logical nodesclasses and data classes

Part 7-410: Hydroelectric power plants Communication for monitoring and control

Part 7-420: Communications systems for distributed energy resources(DER) Logical nodes

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Part 7-500: Using logical nodes to model functions of a substation automation system

Part 7-510: Using logical nodes to model functions of a hydro power plant

Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) Mapping to MMS (ISO/IEC 9506-1 and ISO/IEC 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3

Part 9-1: Specific communication service mapping (SCSM) Sample values over serial undirectional multidrop point to point link

Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) Sample values over ISO/IEC 8802-3

Part 10: Conformance testing

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Part 80-1: Guiedeline to exchange information from a CDC based data model using IEC 60870-5101/104

Part 90-1: Using IEC 61850 for the communication betweensubstations

Part 90-2: Using IEC 61850 for the communication betweensubstations and control centres

NOTA: La Ed.2 de la norma IEC 61850 se encuentra en elaboracin, por lo tanto es posible que algunas de las Partes que se han indicado como pertenecientes a esta nueva edicin, puedan ser modificadas sustituidas. Asimismo podran ser adicionadas nuevas Partes previamente a su edicin.

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Se listan solamente algunas de las principales normas IEEE relacionadas con Ethernet

IEEE 802.3 - Ethernet (10 Mbps) CSMA/CD Paquete de longitud: 1518 bytes. Paquete mnimo: 64 bytes

IEEE 802.3u - Fast Ethernet (100 Mbps)

IEEE 802.3z - Gigabit Ethernet (1 Gbps)

IEEE 802.3ae - Gigabit Ethernet (10 Gbps)Paquete de longitud 1522 bytes

IEEE 802.1 D - Spanning Tree Protocol (Switch)

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IEEE 802.1pPermite mensajes prioritarios, garantizando la entrega de informacin critica (time critical), brindando tiempos de respuesta determinsticos y resultados repetibles.

IEEE 802.1Q - Virtual LAN (VLAN Tagging)Estndar de red que permite que multiples redes segmentadascompartan, en forma transparente, el mismo enlace fsico de redsin interferencia de informacin entre los segmentos

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Normalizacin de Sistemas de Telecontrol: IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE)

IEEE 802.3xPermite transmisin y recepcin simultnea bidireccional y repeticin de tramas Ethernet estndar sobre medios capaces de soportar esta caracterstica. Se conoce como modo full duplex

IEEE 802.11Wireless LAN - Permite enlaces inalmbricos con tecnologa Spread Spectrum

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EIA/TIA-422/485

UCA. 2

IEC 60870IEC 60870IEC 60870IEC 60870----5555 IEC 61850

CSMA/CD

CSMA/BA

ProfibusDeterminstico

DNP 3.0ELCOM 90

Productor-Consumidor

SCADA

RS-232

Automatizacin de Estaciones

WordlFIP

R. Pellizzoni R. Vignoni Automatizacin EE.TT. IEC 61850 Octubre 2006---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Automatizacin de EE.TT. IEC 61850 Octubre 2006 R. Pellizzoni R. Vignoni

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Estado previo a la publicacin de la norma IEC 61850

Existencia de mltiples protocolos para la automatizacin de estaciones, incluyendo protocolos propietarios con enlaces de comunicaciones especialmente diseados

Cableado paralelo y/o serial de Rels de Proteccin, Transductores y Medidores Electrnicos

Tendencia actual

Interoperabilidad de dispositivos de diferentes fabricantes

Los nuevos Sistemas de Automatizacin de Subestaciones (SAS) utilizan dispositivos electrnicos inteligentes (IEDs) que cumplen con los requerimientos de Interoperabilidad

Redes de Area Local (LAN) Ethernet

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Modelos de Referencia

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ModelosModelos de de ReferenciaReferencia

Modelo de Modelo de ReferenciaReferencia OSI/ISOOSI/ISO(Open System Interconnection/International Standard Organization)

Modelo de Referencia TCP/IP Modelo de Referencia TCP/IP (Transmission Control Potocol/Internet Protocol)

Modelo de Referencia EPA Modelo de Referencia EPA -- IEC IEC (Enhanced Performance Architecture)

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El Modelo OSI se basa en una propuesta de la ISO (Internacional El Modelo OSI se basa en una propuesta de la ISO (Internacional Standard Standard Organization), como una primera etapa en la estandarizaciOrganization), como una primera etapa en la estandarizacin internacional n internacional de los protocolos definidos en las varias capas o niveles de los protocolos definidos en las varias capas o niveles

El Modelo es llamado Modelo de Referencia ISO/OSI (Open Systems El Modelo es llamado Modelo de Referencia ISO/OSI (Open Systems Interconnection) debido a que trata la conexiInterconnection) debido a que trata la conexin de sistemas abiertos, es n de sistemas abiertos, es decir se encuentran abiertos para comunicaciones con otros sistedecir se encuentran abiertos para comunicaciones con otros sistemas mas

El modelo tiene siete capas o nivelesEl modelo tiene siete capas o niveles

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

Fsica

Modelo de Referencia

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Modelos de ReferenciaModelo OSI

(Open Systems Interconnection)

Camino Virtual

Camino Real

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

Fsica

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

Fsica

Camino Virtual

Camino Real

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

Fsica

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

Fsica

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Aplicacin

Sesin

Presentacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Inf.Inf.

APDU

PPDU

SPDU

TPDU

NPDU

DPDU

Medio Fsico

Aplicacin

Sesin

Presentacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

PDU: Protocol Data Unit

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Aplicacin

Sesin

Presentacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Nivel 7

6

5

4

3

2

1

LLC (Logical Link Control)MAC (Mdium Access Control)

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Logical Link Control Logical Link Control (Control de Enlace Lgico)Media Access Control Media Access Control (Control de Acceso al Medio)

Las operaciones definidas en la subcapa LLC son responsables del establecimiento de una conexin lgica entre dispositivos en una red. Esto incluye la interpretacin de los paquetes de mensajes recibidos en la red y la generacin de una adecuada respuesta y reconocimiento.

La subcapa MAC, se sita entre la LLC y la capa Fsica, y sirve para proveer acceso a los puertos fsicos de la red, como astambin para realizar el entramado y desentramado del paquete y la deteccin de errores en los paquetes recibidos.

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Media Access Control (MAC)

DirecciDireccin MACn MAC (Media Access Control address, MAC address)

Es un identificador nico asignado a adaptadores de red NICs (network interface cards) por el fabricante para identificacin y utilizacin en la subcapa MAC del protocolo

Uno de los formatos (IEEE, MAC-48) de la direccin MAC se compone de seis (6) grupos de dgitos hexadecimales separados por un - (guin) : (dos puntos)

ab-32-01-24-65-18ab:32:01:24:65:18

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Modelos OSI/ISO - EPA

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Modelos de Referencia

ArquitecturaArquitectura EPAEPA(Enhanced Performance Architecture)(Enhanced Performance Architecture)

Enlace

Aplicacin

Fsica

Modelo OSI/ISOModelo OSI/ISO

Enlace

Aplicacin

Presentacin

SesinTransporte

Red

FsicaNivel 1 Nivel 1 Nivel 2Nivel 2

Nivel 3Nivel 3

Nivel 4Nivel 4

Nivel 5Nivel 5

Nivel 6Nivel 6

Nivel 7Nivel 7

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Modelo TCP/IPModelo TCP/IP

Sistema Origen Sistema Destino

Transporte

Internet

Host a Red

Aplicacin

Transporte

Internet

Host a Red

Aplicacin

RED

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Protocolos de transmisin de datos

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IEC 60870-6 (Telecontrol equipment and systems Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations)

Modelo OSI/ISO


Arquitectura EPA

Protocolos de Transmisin de DatosEstndares IEC

Enlace

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Fsica

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Enlace

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Fsica

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Protocolos de TransmisiProtocolos de Transmisin de Datosn de Datos


IEC 60870-5-101 (RTUs) IEC 60870-5-102 (Medidores de Energa) IEC 60870-5-103 (Rels de Proteccin) IEC 60870-5-104 (60870-5-101 sobre TCP/IP)

DNP 3.0 (Basado en IEC 60870-5 Frame Format FT3)

DNP 3.0DNP 3.0 ((MaestraMaestra RTU/ RTU RTU/ RTU RelRelss de de ProtecciProteccinn)) IEC 60870IEC 60870--55--101 (101 (MaestraMaestra -- RTU)RTU) IEC 60870IEC 60870--55--103 (RTU 103 (RTU -- ProteccionesProtecciones))

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Protocolos de Transmisin de Datos IEC 60870-5

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DNP 3.0DNP 3.0 IEC 60870IEC 60870--55--101101

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Protocolos de Transmisin de DatosIEC 60870-5

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Distancia de HammingDistancia de Hamming

El nmero de posiciones de bit que dos palabras de cdigo difieren, se denomina "Distancia de Hamming"

Si dos palabras de cdigo se hallan separadas por una distancia de Hamming "d", se necesitarn "d" errores de un solo bit para convertir una en otra.

Las propiedades de deteccin y correccin de errores de un cdigo, dependen de su distancia de Hamming.

Para detectar "d" errores, se necesita un cdigo con una distancia "d + 1", dado que con ese cdigo no existe forma que "d" errores de un solo bit puedan cambiar una palabra de cdigo vlida en otra palabra vlida de cdigo.

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Protocolos de Transmisin de DatosIEC 60870-5

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Distancia de Hamming Distancia de Hamming -- Integridad de DatosIntegridad de Datos

Las propiedades de deteccin y correccin de errores, dependen de su distancia de Hamming.

Mayor distancia de Hamming Protocolo "mMayor distancia de Hamming Protocolo "ms robusto"s robusto"

Integridad de Datos: Integridad de Datos: se define como la invariabilidad del contenido de informacin entre fuente y destino

En Sistemas de Telecontrol, la integridad de datos se relaciona con la probabilidad que errores no detectados resulten en informacin errnea acerca de los actuales estados del proceso en la direccin de monitoreo, o acciones no deseadas en la direccin de control del sistema.

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Red de Area Local (LAN)

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Redes

LAN (Local Area Networks)

WAN (Wide Area Network)

MAN (Metropolitan Area Network)

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Red de Area Local (LAN)

Las Redes de Area Local, se distinguen de otros tipos de redes (WAN, MAN) por las siguientes caractersticas:

Tamao

Tecnologa de transmisin

Topologa

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Red de Area Local - LAN

LAN (Local Area Network)Son redes privadas instaladas en un edificio o campus universitario que pueden tener una extensin de hasta algunos kilmetros. Conectan computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas y fbricas para compartir recursos e intercambiar informacin.

Topologa de redes broadcast: bus y anillo

Bus: en cualquier instante una mquina (nodo) es la maestra y se le permite transmitir. Todas las otras mquinas deben abstenerse de transmitir. Se requiere un mecanismo de arbitraje para resolver conflictos cuando dos o ms mquinas desean transmitir en el mismo instante. El mecanismo de arbitraje puede ser centralizado o distribuido.

IEEE 802.3, popularmente conocida como Ethernet, es una red broadcast basada en topologa bus, con control descentralizado que opera a 10 (inicialmente), en la actualidad opera a 100 Mbps 1 Gbps, e inclusive a velocidades superiores. En una LAN Ethernet los nodos pueden transmitir en cualquier momento que deseen, si dos o ms paquetes colisionan, cada computadora espera un tiempo aleatorio e intenta la transmisin nuevamente.

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Un segundo tipo de sistema broadcast es el anillo.

IEEE 802.5 (token ring), es un topologa en anillo muy difundida que opera a 4 y 16 Mbps.

Token RingTodos los mensajes son transferidos en forma unidireccional a lo largo del anillo en todo momento. La informacin se transmite en tokens, que son pasados a lo largo del anillo y vistos por cada dispositivo. Cuando un dispositivo ve un mensaje dirigido a l, el dispositivo copia el mensaje y luego lo marca como ledo. A medida que el mensaje viaja alrededor del anillo, eventualmente vuelve al emisor que nota que el mensaje fue recibido por el dispositivo destinatario. El emisor puede entonces remover el mensaje y liberar ese token para que sea utilizado por otros dispositivos.

Red de Area Local - LAN

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Red de Area Local Local Area Network (LAN)

Switch

Switch

Switch

(WAN Intranet)

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Red de Area Local Local Area Network (LAN)

Elementos que componen una LAN:

Router, en caso de conectarse a una WAN

Switch

PCs, Servidores, Impresoras, etc.

IEDs (Intelligent Electronic Devices), en el caso de EE.TT. SS.EE.

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Redes - WAN

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Seminario Telecontrol Sistemas Elctricos de Potencia TECSUP Lima Per Mayo 2004 Ing. Rodolfo Pellizzoni

WAN (Wide Area Network), se extiende sobre una gran area geogrfica. Combina mltiples LANs que se encuentran geogrficamente separadas. Esto se logra conectando las diferentes LANs a travs de enlaces de comunicaciones basados en diferentes medio fsicos y sistemas, tales como lneas telefnicas dedicadas, lneas telefnicas dial-up, enlaces de F.O., radioenlaces digitales, enlaces satelitales, y servicios de transporte de paquetes de informacin.

Est conformada por un conjunto de mquinas (host) que ejecutan programas de usuario (aplicacin). Los host estn conectados por una sub-red de comunicaciones.

sub-red (comunicaciones)

host (aplicaciones)

lneas de transmisin, elementos de conmutacin (switch)

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Redes - WAN

Los elementos de conmutacin (routers) son computadoras especializadas utilizadas para conectar dos o ms lneas de transmisin. Cuando la informacin llega en una lnea entrante, el elemento de conmutacin debe seleccionar una lnea o camino saliente para retransmitir la informacin. El conjunto de lneas de comunicacin y routers constituyen la sub-red.

Cuando un paquete es transmitido de un router a otro, a travs de uno o ms routers intermedios, el paquete recibido en cada router intermedio es almacenado en su totalidad hasta que la lnea de salida requerida se encuentra libre, y luego es retransmitido.

Una sub-red que utiliza este principio se denomina punto a punto store-and-forward o packet-switched.

En contraste con la topologa simtrica de la LAN, la WAN tpicamente posee topologas irregulares.

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Gateway Hubs - BridgesGateway es una computadora que permite la conexin y provee la necesaria traslacin, en trminos de hardware y software, entre redes distintas. En el caso de sistemas SAS, el gateway en la subestacin permite la conexin de IEDs que operan en protocolos que no cumplen con la norma IEC 61850, que se comuniquen con IEDs IEC 61850

Hubs/RepetidoresSe utilizan para conectar dos o ms segmentos de cualquier tipo de medio fsico. Proveen la amplificacin de seal necesaria para permitir que un segmento sea extendido a una gran distancia. Un hub toma una seal de entrada y la repite a todos los puertos de salida. Los hubs, que son dispositivos no-inteligentes fueron sustituidos por los switch.

BridgesLa funcin de un bridge es conectar redes separadas. Los bridges conectan diferentes tipos de redes, tales como Ethernet y Fast Ethernet, o redes del mismo tipo. Mapean las direcciones Ethernet de los nodos que residen en cada segmento de red y permiten que solamente que el trafico necesario pase a travs del bridge.Cuando un paquete es recibido por el bridge, determina el destino y el segmento fuente. Si los segmentos son los mismos, el paquete es dejado caer (filtrado); si los segmentos son diferentes, entonces el paquete es retransmitido (forwarded) al segmento correcto. Adicionalmente, los bridges no retransmiten paquetes malos o con prdida de alineacin.

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Switches

Los switches Ethernet son una extensin del concepto del bridging en Ethernet. Los switches pueden vincular distintas redes, y poseen dos arquitecturas bsicas:

cut-through

store-and-forward

Cut-through examinan solamente la direccin de destino del paquete antes de retransmitirlo al segmento de destino.

Store-and-forward, acepta y analiza el paquete entero antes de retransmitirlo a su destino.

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TopologasConfiguracin o forma de conexin (conectividad fsica )

Bus

Estrella

Punto a PuntoEquipo A

(Dispositivo)Equipo B

(Dispositivo)

Enlace de Comunicacin

Cable

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Topologas (continuacin)

Arbol

Anillo

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Tipo de transmisiTipo de transmisinn

Unicast: Unicast: direccin individual (un dispositivo de la red)

Brodcast: todos los dispositivos de la red

Multicast: grupo de dispositivos de la red

LAN LAN -- REDRED

___________________________________________________________________________________________________________________


Aplicacin

Sesin

Presentacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Nivel 7

6

5

4

3

2

1

LLC (Logical Link Control)MAC (Mdium Access Control)

Modelo de Referencia OSI/ISO

MAC: Control de Acceso al Medio

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Maestro Maestro -- Esclavo Esclavo (Profibus PA - Process Automation)

Cliente Cliente ServidorServidor

Productor Productor -- Consumidor (Publisher Consumidor (Publisher -- Suscriber) Suscriber) (Factory Instrumentation Protocol - FIP/WorldFip)

Control de Acceso al Medio Control de Acceso al Medio (Nivel 2)

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Maestro Maestro EsclavoEsclavo

Un dispositivo o proceso denominado maestro, controla uno Un dispositivo o proceso denominado maestro, controla uno mms dispositivos o procesos, denominados esclavos. s dispositivos o procesos, denominados esclavos.

Solamente el maestro puede iniciar una transacciSolamente el maestro puede iniciar una transaccin. El esclavo n. El esclavo responde proveyendo la informaciresponde proveyendo la informacin requerida por el maestro.n requerida por el maestro.

Una vez que se establece la relaciUna vez que se establece la relacin maestron maestro--esclavo, la esclavo, la direccidireccin de control es siempre desde el maestro hacia el n de control es siempre desde el maestro hacia el esclavo.esclavo.

Es utilizado para comunicaciones jerEs utilizado para comunicaciones jerrquicas, por ej. entre el rquicas, por ej. entre el Centro de Control y las RTUs. (Profibus)Centro de Control y las RTUs. (Profibus)


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Cliente/ServidorCliente/Servidor

Describe la relacin entre dos programas de computadoras en los cuales uno de ellos, el cliente, realiza un requerimiento deservicio a otro, el servidor. El servidor, satisface el requerimiento.

En el modelo Cliente/Servidor usual, un servidor es activado y espera los pedidos o requerimientos de los clientes.

Tpicamente mltiples programas clientes y PCs comparten los servicios de un programa comn de un servidor.


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Productor/Consumidor (Publisher/Suscriber)(Publisher/Suscriber)

En un dominio Publisher/Suscriber, una aplicacin es enviada o publicada ("broadcast") a diversas aplicaciones receptoras o suscriptoras.

Un rbitro se encarga de establecer los turnos en que cada productor, pone sus datos a disposicin de los consumidores.

La caracterstica del mensaje es que no posee direccin ni de fuente ni de destino, se identifica por su contenido. (FIP)


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PeerPeer--toto--Peer Peer (Par a Par)

Peer-to-peer (P2P), es un modelo de comunicaciones en el cual cada parte posee las mismas capacidades, y puede iniciar una sesin de comunicacin.

En algunos casos, la comunicacin peer-to-peer, es implementada brindando a cada nodo de comunicacin capacidades tanto de server como de cliente.

Se puede especificar el nmero de conexiones simultneas y los archivos que deben ser compartidos o protegidos por pass-word.

La modalidad peer to peer tiene ventajas en el entorno SAS (Substation Automation System), para las comunicaciones entre IEDs (Intelligent Electronic Devices), sin el costo y la complicacin de mantener un server centralizado.

Formas Formas MMtodos de Comunicacitodos de Comunicacinn

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VLAN VLAN (Virtual LAN)Agrupamiento lgico de dispositivos, independiente de su ubicacin fsica en un segmento

Posee los mismos atributos que una LAN

Puede ser vista como un dominio broadcast que existe dentro de un conjunto definido de switchs

Los puertos de un switch pueden ser agrupados en VLANs

Cada VLAN es una red lgica, y los paquetes destinados a estaciones que no pertenecen a la misma VLAN deben ser retransmitidos a travs de un dispositivo de ruteo

Las VLANs proveen servicios de segmentacin que tradicionalmente provistos por routers en configuraciones LANs

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Virtual LAN (VLAN)

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VLANVLANProveen incremento de seguridad y la habilidad de limitar broadcast

Protocolo utilizado: IEEE 802.1Q

IEEE 802.1Q utiliza un proceso de etiquetado (tagging) interno que no modifica la trama Ethernet

El encabezado IEEE 802.1Q, contiene un encabezado de 4 byte (tagheader), que contiene:2 byte tag protocol identifier (TPID)2 byte tag control information (TCI)

TPID posee un valor fijo de 0x8100 que indica que la trama transporta la etiqueta de informacin (tag information) de 802.1Q/802.1p

TCI contiene los siguientes elementos:Tres bit de prioridad usuarioUn bit canonical format indicator (CFI)12 bit VLAN identifier (VID) Identifican unvocamente la VLAN a la cual la trama pertenece

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Ethernet

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Ethernet (IEEE 802.3)Ethernet (IEEE 802.3)Longitud mxima de trama: 1518 bytes

Si se etiqueta una trama Ethernet de longitud mxima, el tamao de la trama sera de 1522 bytes (violacin del estndar)

Se cre un subgrupo (802.3ac) para extender el tamao mximo de la trama Ethernet a 1522 byte

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IEEE 802.3Formato de Trama

Estructura de trama IEEE 802.3

Bytes 7 1 2 6 2 6 2 0-1518 0-46 4

Preamble

Start offame delimiter

Destinationaddress

Sourceaddress

Length ofdata field

Data Pad Checksum

Payload

___________________________________________________________________________________________________________________


IEEE 802.3 - EtherType

De acuerdo con IEEE 802.3, Length/EtherType Field es un campo de 2 octetos 2 bytes en una trama Ethernet . Se utiliza para indicar que protocolo se encuentra encapsulado en el campo de datos payload

El campo EtherType provee un contexto para interpretar el campo de datos de la trama (identificacin de protocolos)

0x0800: Internet Protocol Version 4 (IPv4)0x8100: VLAN-tagged frame (IEEE 802.1Q)

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Los estndares IEEE, definen como parte de una familia de estndares para Redes de Area Local (LAN), tres tipos de tecnologas de acceso al medio fsico.

Dos de estas tecnologas se relacionan con redes de topologa tipo bus, relacionndose la tercera con topologa en anillo.

CSMA/CD: IEEE 802.3 (Carrier Sense Multiple Access/ CollisionDetection) Ethernet

Token Passing Bus: IEEE 802.4 - (Process Fieldbus - Profibus)

Token Passing Ring: IEEE 802.5

Fsicamente una red que utiliza como mtodo de acceso el Token Passing Bus, se asemeja a una red CSMA/CD, sin embargo la red opera como si la conexin fuera en anillo (enlace lgico). Las redes compatibles con el estndar 802.5, utilizan una tcnica token-passing como la descripta en la especificacin 802.4, pero en este caso la topologa de la red es un anillo verdadero.

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CSMA/CD CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection)IEEE 802.3 IEEE 802.3 -- Ethernet Ethernet

Cuando un dispositivo tiene datos para transmitir, primero escucha el canal (sensado de portadora) para verificar que est desocupado, y transmite.

Si el canal est ocupado, el dispositivo espera hasta que se desocupe y luego transmite su mensaje. Si dos ms dispositivos sensan el canal como desocupado y comienzan a transmitir al mismo tiempo, se generan colisiones, que al ser detectadas por los nodos intervinientes conllevan a una suspensin inmediata de la transmisin.

Los dispositivos esperan un perodo de tiempo aleatorio antes de gestionar una nueva transmisin.

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Ethernet Ethernet -- IEEE 802.3IEEE 802.3

IEEE 802.3, popularmente conocida como Ethernet, es una red broadcast basada en topologa bus, con control descentralizado que opera a 100 Mbps

En una LAN Ethernet, los dispositivos pueden transmitir en cualquier momento que deseen, si dos o ms paquetes colisionan, cada dispositivo espera un tiempo aleatorio e intenta la transmisin nuevamente.

EstEstndares de Nivel Fndares de Nivel Fsico sico (Nivel 1 y Nivel 2)

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Cada trama (Fig. 81), comienza con un prembulo de 7 bytes, cada uno conteniendo un patrn de bits 10101010.

La codificacin Manchester de este patrn, produce una onda cuadrada de 10 MHz de 5.6 seg., para permitir el reloj del receptor sincronizar con el reloj del transmisor. A continuacin, viene un byte "Inicio de trama" que contiene 10101011, para indicar el inicio de la trama misma.

La trama contiene dos direcciones, una para el destino y una para la fuente.

Las direcciones de grupo, permiten que mltiples estaciones escuchen una sola direccin.

La transmisin a un grupo de estaciones, se denomina "multicast".

La direccin consistente en todos 1 es reservada para "broadcast", lo que implica que la trama es entregada a todas las estaciones de la red.

IEEE 802.3IEEE 802.3Formato de TramaFormato de Trama

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IEEE 802.3Formato de Trama

Estructura de trama IEEE 802.3

Bytes 7 1 2 6 2 6 2 0-1500 0-46 4

Preamble

Start offame delimiter

Destinationaddress

Sourceaddress

Length ofdata field(EtherType)

Data Pad Checksum

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TecnologTecnologas Ethernetas Ethernet

Familia de productos estandarizados por IEEE 802.3Define el protocolo CSMA/CD

Velocidades de transmisin de datos sobre par trenzado y F.O.

10 Mbps 10Base-T Ethernet

100 Mbps Fast Ethernet

1000 Mbps Gigabit Ethernet

10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae

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Ethernet (IEEE 802.3) Ethernet (IEEE 802.3) -- Interfaces FInterfaces Fsicassicas

10/100 BASE-TXUtiliza cable UTP (Unshilded Twisted Pairs) de 2 pares, Categora 5

100 BASE-FXUtiliza fibra ptica (2 fibras hilos)

1000 BASE-LX1 GB

EstEstndares de Nivel Fndares de Nivel Fsico sico (Nivel 1 y Nivel 2)

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Switch

___________________________________________________________________________________________________________________


SWITCHSWITCH

___________________________________________________________________________________________________________________


Tree Topology

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

. . . . .

. . . . .

1 2 11

Switch

110 IEDs

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

ControlIED

24 ports

16 ports 16 ports16 ports

Gateway Printer Timeserver Gateway

NCC NCC

TimeserverStation PCStation PC

300m

200m 200m

Distances between buildings

Network load

Switches/Modules

SteadyState: 0.01 Mbit/sBurst: 3 Mbit/s



Topologa Estrella

___________________________________________________________________________________________________________________


Topologa Anillo

Ring Topology

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

ControlIED

ControlIED

ControlIED

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

Prot.IED

Prot.IED

Prot.IED

. . .

Switch

ControlIED

ControlIED

ControlIED

. . . . .

. . . . .

110 IEDs

Switch

1 2 11

Switch

. .

ControlIED

ControlIED

ControlIED

16 ports16 ports16 ports

8 ports 8 ports

Gateway Printer Timeserver Gateway

NCC NCC

TimeserverStation PCStation PC

Distances between buildings

Network load

Switches/Modules

300m

200m 200m



Steady State:1.3Mbit/sBurst: 322 Mbit/s

Steady State:1.3Mbit/sBurst: 322 Mbit/s

___________________________________________________________________________________________________________________


Unidad de

Estacin

IED IED

Tablero (Campo)

F.O.

Cu

Ethernet 100 Mbps

Tablero (Campo)Tablero (Campo)

IED IEDIED IED

Topologa Anillo Estrella

___________________________________________________________________________________________________________________


Unidad de

Estacin

IED IED

Tablero (Campo)

F.O.

Cu

Ethernet 100 Mbps

IED IED

Tablero (Campo)

IED IED

Tablero (Campo)

Topologa Anillo Doble Estrella

___________________________________________________________________________________________________________________


IED IED

Unidad de

Estacin

IED IEDX X X X

IED IEDX X X XX X X X

Topologa AnilloIEDs con switch internos

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Caractersticas de los switchSwitch Administrable

Deben ser administrables porque permiten cumplir con:

Full Duplex, para asegurar que no existan colisiones en los

segmentos de red interconectados por los switches (IEEE

802.3x)

Sealizacin que permite la priorizacin de trfico en la red a nivel de la capa 2 (IEEE 802.1p)

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Filtrado de trfico del tipo multidifusin (broadcast)

La utilizacin de redes virtuales, permitiendo aislar IEDs de operacin tipo misin crtica (mission critical) de otros IEDs menos crticos (IEEE 802.1q)

Soportan Spanning Tree Protocol (STP) IEEE 802.1D que se utiliza para prevenir la formacin de anillos que resultaran que un paquete circule indefinidamente en el mismo, haciendo la red inutilizable

Switch Administrable (continuacin)

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Permiten monitorear el nmero de paquetes de datos

enviados o recibidos en cada puerto, identificar patrones

de trfico y asegurar que los puertos estn trabajando de

manera adecuada.

Tambin puede determinar los tipos de paquetes unicast,

multicast o broadcast.

Permiten encender o apagar los puertos, determinar la velocidad (full o half-duplex) y el control de flujo de los puertos (pausa o backpressure) para eliminar los cuellos de botella potenciales.


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Permite la duplicacin de puertos.

Reenva una copia de cada paquete desde uno o ms

puertos de un switch administrable a un puerto del

mismo switch para que pueda ser estudiado.

La duplicacin de puertos se puede usar como

herramienta de diagnstico o eliminacin de fallas.


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Spanning Tree Protocol (STP)

Previene la formacin de anillos que resultaran que un paquete circule indefinidamente en el mismo.

Se reduce la topologa a la de un rbol, que vincula todos los switches eliminando los anillos, por lo que entre dos dispositivos de la red existir solamente una trayectoria activa a la vez, aunque se mantienen los caminos redundantes como reserva, para activarlos en caso de que el camino inicial falle.

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Inconveniente de STP

Posee una lenta reconfiguracin o convergencia en caso de falla y tiempos de recuperacin elevados(30 seg.)

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Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) Variante del anterior que mejora notablemente el

tiempo de convergencia y est definido como estndar IEEE 802.1W-2001

Puede considerarse una evolucin del anterior, ya que mantiene la terminologa y la mayora de los parmetros

La diferencia fundamental radica en la disminucin de la cantidad de estados posibles que pueden tomar los puertos asociados a la red.

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La ltima versin del estndar (RSTP - IEEE 1D-2004) permite tiempos muy cortos de superacin de fallas y reconfiguracin, del orden de las decenas de mseg. por switch

Se han desarrollado otros protocolos basados en el algoritmo RSTP, que mejoran su performance en los aspectos de tiempos de reconfiguracin y convergencia, adecundolos a los requerimientos de un SAS, del orden de los 5 mseg. para cada switch del anillo (eRSTP)

Si bien estos protocolos RSTP mejorados se estn utilizando en aplicaciones prcticas en estaciones transformadoras, an no han sido normalizados

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Latencia

Para un switch de tipo store & forward, es el tiempo transcurrido desde que el ltimo bit de la trama llega al puerto de entrada del switch, hasta que el primer bit de la trama aparece en el puerto de salida (RFC 1242, Request For Comments, Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices)

Se estima que la latencia de un switch Ethernet es de aproximadamente 4 seg.

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Cable UTP (Unshilded Twisted Pair), tipo Cat-5

Cable UTP, tipo CAT-6Velocidad de propagacin: 5 nseg./m.

Cables Utilizados en Ethernet

Categoras

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Conectores de F.O.

Conector ST Conector FC/PC Conector SC

Conector LC Conector FDDI Conector SM

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Prctica por el montaje del conectorSTConector

Prctica por el montaje del conector62,5/12550/125

Dimensiones del ncleo

Atenuacin1300 nmLongitud de onda

Prctica por el montaje del conectorMultimodoTipo

RaznValorCaracterstica

Fibra Optica - Conectores

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Puertos 100BaseTX: Fast Ethernet sobre par trenzado (UTP), Cat 5Cada segmento de red puede tener una distancia mxima de 100 m.

Puertos 100BaseFX: Fast Ethernet sobre F.O.Utiliza la longitud de onda de 1310 nm.Cada segmento de red puede tener una distancia mxima de 2000 m. (full-duplex) sobre fibra multimodo. Utilizando fibra monomodo se logran distancias mayores.Utilizan conectores SC, ST, o MIC.

Puertos GbE (Gigabit Ethernet) Mdulos SFPPuede utilizar F.O. (1000BASE-X), Par trenzado de Cu (1000BASE-T), cable de Cu balanceado con blindaje, STP (1000BASE-CX)

SFP (Small Form-Factor Pluggable): transceptor ptico (Unidad que contiene transmisor y receptor)Disponible en diversas categoras: fibra multimodo, o monomodoLongitud de onda: 550 nm, 850 nm, 1310 nm, 1550 nm, DWDMSFP tambin se pueden utilizar con interfaz de cable de Cu

Ethernet - Puertos

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Switch

Etapa de entrada Etapa de conmutacin Etapa de salida

Si cada flujo de datos es independiente de los dems, no se comparten puertos, dado que no se tendran ventajas en utilizar mecanismos de prioridad

Ethernet

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Sincronizacin TemporalRequerimientos

IEC 61850 establece la utilizacin del protocolo SNTP estndard

Sincronizar en tiempos del orden de los seg.

Minimizar carga en servidor y red SNTP

Mantener sincronismo luego de perder las comunicaciones con el servidor de tiempo

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Sincronizacin Temporal

SNTP v.4 (Simple Network Control Protocol) - IEC 61850-8-1Sincronizacin de Tiempo 1 mseg. ? (10s mseg.)

IEC 61558 (IEEE 1558 - Precision Time Protocol, PTP)(IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for NetworkedMeasurement and Control Systems)Sincronizacin de Tiempo: 1 mseg. 1 seg.

IEC 62439: Industrial communication networks: high availability automation networks.

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Cliente Servidor

Tiempo de recepcin

Tiempo de recepcin

Tiempo de envo

Tiempo de envo

T1

T2

T3T4

Cliente enva

mensaje vaco

Servidor responde

Con T2 y T3

Cliente calcula:

Latencia = (T4 T1) (T3 T2)Offset = (T2 T1) (Latencia/2)

Sincronizacin TemporalSNTP

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Comisin Electrotcnical InternacionalInternational Electrotechnical Commission

IEC TC 57 (Technical Committee 57)Power systems management and associated information exchange

Working Group 10 (WG 10)Communication networks and systems in substations (Ed.1)

COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMSFOR POWER UTILITY AUTOMATION (Ed. 2)

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Comisin Electrotcnical InternacionalInternational Electrotechnical Commission

IEC TC 57 (Technical Committee 57)IEC CT 57 - Argentina

Working Group 10 (WG 10)COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMS

FOR POWER UTILITY AUTOMATION (Ed. 2)

Task Force: Network Engineering

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Working Group 10 (WG 10) TC 57COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMS

FOR POWER UTILITY AUTOMATION (Ed. 2)

Task Force: Network Engineering

IEC 61850 11

Communication Networks and Systems in Power Utility Automation Part 11: Network Engineering Guidelines.

Definiciones, guas, y recomendaciones para la arquitectura de redes Ethernet en sistemas basados en IEC 61850.

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Part 11: Network Engineering Guidelines.

Informe Tcnico (Technical report)

CONTENIDO

1 Introduction2 Network Layout Guidelines2.1 Simplex Network2.2 Duplicated Network3. VLAN setting 4. Multicast management5. Clock Synchronization5.1 Simplex networks5.2 Duplicated networks6. Network Management

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AutomatizaciAutomatizacin de EE.TTn de EE.TT

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Estado actual Topologas Ejemplos

Tendencias: SAS Tendencias: SAS -- IEC 61850 IEC 61850 -- Ed.1Ed.1

Automatizacin de EE.TT.

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AutomatizaciAutomatizacin de EE.TT.n de EE.TT.

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Arquitectura actual

Topologa convencional (Cableado convencional): GGrandes cantidades de cable de Cu Canales de cables importantes, dificultad en

ampliaciones Ensayos de recepcin ms dificultosos (verificacin

de grandes cantidades de puntos) Protocolos diversos

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Automatizacin de EE.TT.

AutomatizaciAutomatizacin convencional de EE.TT.n convencional de EE.TT.

RTU (Remote Terminal Unit) o Unidades de Baha (Bay Unit)

Transductores de medida (V, I, P, Q, F, Taps)

Multimedidores digitales (V, I, P, Q, F, kWh, kVArh)/Mdulos Transducerless

Estados, alarmas, comandos, a travs de rels auxiliares u optoaisladores (adecuacin de la S.E.)

Cableado paraleloCableado paralelo (campo RTU)

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Subsistema de adquisicin de datos

RTU (Unidad Terminal Remota)

Transductores de medida (V, I, P, Q, Taps, F)

Medidores digitales multivariables

Sensores (Intrusos, fuego, etc)

IED (Intelligent Electronic Device) IED (Intelligent Electronic Device) IEC 61850IEC 61850

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ArquitecturaArquitectura

ConcentradaConcentrada

RTUs RTUs (Remote Terminal Units)

Distribuida

Unidad de Estacin Unidad de Baha

Rels de Proteccin Medidores Multivariables Electrnicos

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Arquitectura Convencional - Concentrada RTU (D20ME GE)

CCU

Mdulos D20S (DI)DO

AIDI

CampoCampo

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RTU D20 GECCU

Modem (TRANS 2424)

Mdulos RTU

RTU - Simple puerta

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AutomatizaciAutomatizacin Convencional de EE.TT. n Convencional de EE.TT. TopologTopologasas

BBsica: Concentrada o Distribuida sica: Concentrada o Distribuida -- cableado paralelocableado paralelo

al Centro de Control

Consola Local (Power Link Advantage)RTU

DI

AI

DO

TDX

TDX

.

.

.

IED

IED

.

.

.

I, V, P, Q

Z

I >

RS-232

RS-232

.

.

.

RS-232

RS-232

___________________________________________________________________________________________________________________


Automatizacin Convencional de EE.TT.Topologas

Bsica - Variante 1.1: cableado paralelo con lazo en serie (Medidores Electrnicos en MT)

I, V, P, QTDX

TDX

.

.

.

IED

IED

.

.

.

Z

I >

I, V, P, Q


RTU

RS-232

DI

AI

DO

RS-232

RS-232

RS-232

.

.

.

a Consola Local (Power Link Advantage)

RS-485

IED IED . . . IED

___________________________________________________________________________________________________________________


AutomatizaciAutomatizacin de EE.TT.n de EE.TT.TopologTopologasas

BBsica sica Variante 1.2: Variante 1.2: cableado paralelo con lazo en seriecableado paralelo con lazo en serie (R(Relels de Proteccis de Proteccin)n)


RTU

RS-232

DI

AI

DO

RS-232

RS-232

RS-232

.

.

.

a Consola Local (Power Link Advantage)

IED

IED

Curso control y comunicaciones Complemento 2011 Parte1

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