Uma das áreas que pretendo aprofundar meu conhecimento a partir desse ano é Smart Grid. Esse primeiro artigo visa explicar o básico desta tecnologia.
Começando pelo nome, Smart Grid significa Rede Inteligente. Rede aqui não exatamente no conceito que estamos acostumado a usar, ou seja, rede de computadores mas rede elétrica.
Falar em rede elétrica inteligente no Brasil é por vezes um paradoxo. Nossas instalações elétricas são extremamente atrasadas. Dizem alguns que quando foram adquiridas já eram obsoletas. Eram refugos dos países do primeiro mundo. Independente da veracidade ou não, é fato que temos um sistema obsoleto. Certamente que não apenas elétrico.
Ora, Smart Grid então irá revolucionar toda a infraestrutura de redes elétricas do país colocando-nos no primeiro mundo ? Certamente que não.
O atraso em termo de tecnologia do país nesse setor vai muito além de qualquer esforço nesse sentido. Uma re-estruturação da rede elétrica do país passaria por um investimento que certamente não seria viável nem em uma década.
Mas qual seria o papel de Smart Grid ? Bem, certamente não resolverá muito dos problemas existentes. Por exemplo, aquelas chaves de contato presentes em todos os postes com transformador que, quando desarmam, precisam que um técnico da companhia elétrica vá até o local com uma espécie de vara para re-conectar. Isso apenas para citar um exemplo simples.
Smart Grid visa controlar e obter informações dos serviços fornecidos à população e não apenas de eletricidade. O conceito pode ser aplicado a uma vasta área de serviço. A idéia principal dessa tecnologia é possibilitar o controle por parte das operadoras de serviços de forma eficiente.
Ora, isso interessa ao consumidor ? Hum,,,depende da ótica. Se você for um cidadão que pensa no progresso como um objetivo intrínseco a nossa vida, sim. Se você acredito que a administração eficiente dos recursos básicos de nossa existência é de extrema importância para nossa vida, sim. Mas você também pode ser um cidadão que enxergará nisso tudo apenas mais uma forma das operadoras obter mais lucros. E isso não será mentira.
Porém, minha ótica é do ponto de vista da Tecnologia. Do fazer funcionar. Apenas isso. Não vou me expressar como cidadão mas como técnico.
Em resumo, Smart Grid, na forma que estou abordando, se resume em uma forma da operadora, no caso de energia elétrica, controlar o consumo de cada relógio em tempo integral. A gama de serviços que isso irá resultar também não é foco desse artigo.
Para controlar cada relógio, entenda-se relógio o aparelho usado para medir o quanto de energia você consumiu em um mês, a operadora terá que ter acesso a ele. Ter acesso ao relógio significa ter uma rede de comunicação de dados que interliga cada relógio a um ponto central, um NOC.
Apresentado o cenário, vamos apresentar a forma de implementar. Para ter esse cenário operacional é preciso lidar com conceitos variados. A forma de transmissão do relógio até um NOC pode acontecer sobre muitas tecnologias: Wifi,WiMAX,Fibra Óptica,3G,etc. Qualquer tecnologia WAN disponível e de preferência todas elas por questão de redundância.
Mas o desafio maior está em fazer cada relógio se comunicar na rede. A abordagem aparentemente mais comum é formar uma rede mesh utilizando comunicação sem fio dentro do padrão 802.15.4. Essa modalidade é chamada de 6LowPAN e não é exclusivo de Smart Grid. Essa protocolo é oriundo do conceito de Internet of Things ou IoT ou ainda Internet de Todas as Coisas.
O 6 no termo 6LowPAN vem do IPv6. Sim, claro. Endereçar tantos dispositivos quanto objetiva IoT e, mesmo Smart Grid, requer IPv6. Desta forma já podemos considerar que no mínimo teremos uma rede dual protocolo, em termos de endereçamento, caso não seja possível uma rede totalmente IPv6. E certamente não será.
Uma rede Mesh significa que cada dispositivo final é capaz de se comunicar com seu par até chegar a um dispositivo `central` que dará vasão a comunicação na rede WAN. Isso significa afirmar que o relógio do seu quintal poderá utilizar o relógio do quintal do seu vizinho que por sua vez poderá usar um outro relógio até atingir um equipamento que ficará preso em um poste da companhia de Luz e cujo nome é FAR (Field Area Router). Para o universo Cisco, universo do qual faço parte, o FAR é um CGR 1000, mais especificamente um CGR 1240.
Acima temos nosso CGR 1240 aberto e fechado para conhecimento. É fácil de perceber que é um equipamento devidamente projetado para ambientes grosseiros (IP 67).
O FAR possui inúmeras possibilidade de comunicação com os dispositivos finais e é o Gateway para um ambiente NAN( Near Me Area Network). É possível ver na figura acima as várias portas de conexão presentes no equipamento. Uma dessas portas é PoE. Também podem ser observadas as antenas para comunicação sem fio.
Uma forma de comunicação muito interessante e adequada para a função é PLC. PLC é Power Line Communication e é capaz de transferir dados através da rede elétrica.
O FAR é Dual Steck porque muito provavelmente se comunicará com uma WAN em IPv4 enquanto que a rede de dispositivos sera IPv6.
Outra característica interessante do FAR é sua capacidade de ser ZTD (Zero Touch Deployment) e é fácil justificar. Como ficará no topo de um poste, não é esperado que um técnico o configure no local. Certamente a atividade de fixação do mesmo ao local será delegada a uma equipe de campo.
Devido a importância desse equipamento, vamos deixar para falar mais dele em uma próxima oportunidade.
Um outro elemento é usado ainda a nível de Edge. Um CPE pode ser usado para possibilitar a comunicação entre o FAR e a WAN. Essse CPE deverá possibilitar a comunicação com mais de um tipo de rede e poderá se comunicar com o FAR através de uma porta Ethernet com PoE. O CGR possui um banco de bateria próprio com grande autonomia e isso poderá ser dividido com o CPE. Manter esses equipamentos sempre UP evita que a rede tenha que convergir.
Desta forma fizemos uma exposição dos elementos que ficarão fora de um NOC e próximos a nossa casa. A rede que transportará as informações é como qualquer outra rede WAN já existente e não será objeto de estudo aqui.
Do lado do NOC existem uma série de elementos e protocolos que podemos explorar. Obviamente que esses elementos podem variar de acordo com o ambiente projetado mas de uma forma geral serão usados os elementos abaixo:
-DHCP Server para IPv4 e IPv6
-NMS para gerência dos elementos
-Microsoft NDES
-MS NPS
-MS AD
-HER(Head End Router)
-RSA Root CA
-CA Server
-MS PKI
Em outros artigos falaremos mais a fundo de cada elemento e dos protocolos envolvidos.
