Les télécoms pour les Smartgrids » Partie 1

Le Smart grid est la convergence du réseau électrique, des télécommunications et du système d’information. C’est justement les déploiements d’équipements communicants (capteurs de nouvelles générations, IOT) et de nouvelles applications (systèmes experts, Big Data) qui permettent de rendre le système électrique « plus intelligent ». Ces applications offrent une meilleure gestion et un pilotage plus fin des flux d’électricité du client final jusqu’au cœur du réseau électrique.

L’article 8 sur « les télécoms pour les Smartgrids » est extrait du livre blanc « Elaboration d’un Schéma directeur SI basé sur TOGAF AE». Il est accessible à tout public. Vous pouvez le télécharger gratuitement au format PDF à partir du site Web de Forum ATENA en suivant ce lien

L’énergéticien a trois possibilités pour la mise en place d’un réseau de télécommunications pour le Smart grid :

  • Scénario1 : mettre en place un réseau télécom utilisant  les services de l’opérateur télécom et opéré par lui.
  • Scénario2 : mettre en place un réseau télécom dédié, supervisé et administré par l’énergéticien pour garantir ainsi la performance, la disponibilité et la sécurité. Ce dernier possède des infrastructures physiques en propre (fibre optique, datacenter, point haut).
  • Scénario3 : c’est un mix du scénario 1 et du scénario 2

L’article de ce mois-ci traite du scénario1. Le schéma ci-dessous (Source Alcatel Lucent) décrit les raccordements des différents systèmes du Smart grid à travers un réseau de télécommunication :

 

Dans le scénario1, l’énergéticien va construire son réseau de télécommunication en s’appuyant sur les services d’un opérateur télécom. Ce dernier va lancer donc un appel d’offre auprès des opérateurs télécoms. Le lancement et la gestion d’un appel d’offre doit suivre un certain nombre de phases bien précises.

 

La phase « Analyse de l’existant » : 

Cette phase est importante car elle conditionne toute l’étude. Elle permet de recueillir toutes les informations d’ordre technique, organisationnel, contractuel et financier structurantes pour le projet. L’information technique a pour but d’appréhender l’existant du réseau télécom de l’énergéticien en vue d’identifier les différents scénarii d’évolution pertinents.

 

L’analyse porte sur les points suivants :

  • Aspects techniques:

    • Architecture du réseau Wan, Man
    • Accès distants
    • Flux transportés, la volumétrie, la criticité
    • SLA actuel (délais de transit, garantie de débit, fautes, etc.)
    • Solutions d’administration et de supervision
  • Aspects financiers:

    • Coûts des services réseaux (coûts fixes et récurrents)
    • Coûts d’exploitation (externes, internes)
    • Coûts de maintenance
    • Facturations internes éventuelles
  • Aspects contractuels:

    • Niveau d’engagement des fournisseurs actuels (disponibilité 99,95 % par an, GTI 2h, GTR 4h, Délai de transit d’aller-retour POP à POP en France) 
  • Niveau des pénalités encourues en cas d’indisponibilité (5 % année 99,85 % < Dispo<99,95%, 7,5 % année 99,75 % < Dispo < 99,85 %, 10 % année Dispo < 99,75 %)

    • Niveau des pénalités encourues en cas de dépassement de GTR (25 % mois 4h <GTR<=6h, 50 % mois GTR > 6h, 20 % année max au cumul)

 

Parallèlement, l’étude de l’organisation vise à préparer à la mise en œuvre de la nouvelle solution, aussi bien pour ce qui est de la migration que de l’exploitation de la solution une fois en place. La réflexion menée porte sur les termes suivants : 

 

  • Aspects organisationnels:

    • Dimensionnement des équipes
    • Responsabilités centralisées et locales
    • Suivi de la qualité de service
    • Relations opérationnelles avec les opérateurs télécoms
       

La phase « Analyse des besoins et des contraintes » :

 

  • Besoins d’évolution et contraintes techniques :

    • Périmètre futur (nouveaux sites)
    • Nouvelles applications (comptage par exemple)
    • Sécurisation de la solution pour garantir la continuité du service
    • Tableaux de bord (état d’avancement des évolutions demandées et en cours, rappels des tickets d’incident, durée de l’incident, responsabilité, respect de la GTR, calcul de la disponibilité mensuelle du routeur d’accès central et des points d’accès, statistiques de temps de transit sur la période considérée) 
    • Sécurité / segmentation des flux
    • Priorisation des flux
  • Contraintes stratégiques :

    • Niveau d’externalisation du service
  • Contraintes financières :

             -        Objectifs budgétaires

 

La phase « Etude du scénario d’évolution » :

A partir des informations recueillies au cours des étapes précédentes, Il faut définir désormais la meilleure stratégie d’évolution du réseau de télécommunication. L’objectif recherché est que la solution proposée soit évolutive (une croissance de trafic ou l’émergence d’un nouveau besoin sans remise en cause de l’architecture). La solution proposée devra prendre en compte ces caractéristiques.

 

A l’issue de cette étape, une architecture est définie pour répondre à l’ensemble des besoins et contraintes. Une simulation financière succincte sera réalisée en vue de fournir des estimations des budgets prévisionnels relatifs à la solution technique proposée.

 

▌La phase « gestion de l’appel d’offre », les différents chantiers à réaliser sont :

 

  • Rédaction du cahier des charges qui précisera les points suivants :

    • le périmètre du service demandé
    • les informations de trafic ou du dimensionnement
    • les engagements sur la qualité de service SLA
    • les conditions techniques de mise en œuvre
    • les conditions contractuelles exigées (durée du contrat, conditions de résiliation, engagements sur le planning de mise en œuvre, engagement de compétitivité dans le temps...)
    • les conditions de suivi du trafic et des coûts (tableaux de bord centralisés, facturations sous format électronique)
    • la supervision/maintenance

 

  • Pilotage de l’appel d’offres :

    • Lancement
    • Dépouillement des réponses
    • Short liste des soumissionnaires
    • Soutenance
    • Choix final

      Une fois que l’opérateur télécom est sélectionné, le projet rentre dans une phase plus opérationnelle, celle du déploiement.

 

La réalisation du déploiement, depuis l’ingénierie préalable jusqu’à la validation du service, sera placée sous la responsabilité de l’opérateur télécom qui assumera les responsabilités suivantes :

  • Planning précis de raccordement des différents sites
  • Déploiement du service selon les délais spécifiés
  • Gestion des sous-traitants et fournisseurs
  • Validation de l’adéquation du service fourni aux spécifications et engagements souscrits (lors de la recette)

 

Le réseau peut alors entrer dans une phase d’exploitation et de maintenance.

 

Deux types de VPN existent :

Les réseaux privés virtuels qui partagent un réseau de données de niveau 2 sont appelés ‘Layer 2 VPNs’. Ce sont des réseaux basés sur Ethernet. Les VPN Ethernet offrent des services d’interconnexion à un faible coût. Des Vlan permettent de séparer le trafic des différents usagers. Les opérateurs télécoms offrent un large éventail de débits allant de 1Mbits à 10Gbits et des classes de services (délai de transit, classification et priorisation du trafic suivant divers critères : port, adresse IP, applications...)

Les réseaux privés virtuels qui partagent un réseau de données de niveau 3 (IP) constituent des VPNs appelés ‘IP VPNs’, autrement dit des réseaux privés virtuels construits sur la base de backbones IP partagés.

Il y a deux façons de déployer de tels réseaux :

- Soit le VPN est déployé de façon autonome basé sur le protocole IPsec (les utilisateurs achètent des connexions Internet à un ISP et installent l’équipement VPN qu’ils configurent et administrent eux-mêmes) ;

- Soit le VPN est un service déployé par un opérateur basé sur MPLS qui assure la gestion complète de celui-ci, et qui fournit de plus des options de garanties de qualité de service (SLA).

Exemple de SLA VPN IP/MPLS :

- Disponibilité mensuelle : 99,95 %   avec liaison backup, 99,90 %   sans liaison backup

- Temps de transit max de PE à PE : 40ms en France, 80ms en Europe

- Temps d’intervention : 2h GTI (Temps Garanti d’Intervention)

- Temps de réparation : 4h GTR (Temps Garanti de Rétablissement de service)

- Temps de mise à disposition de la connexion : 5 semaines en moyenne en France

 

Les paramètres de tarifications des offres :

Services                                    Coûts de mise en service                                                        Coûts récurrents

Bande passante                     Distance, débit, niveau de sécurisation                             Débit, distance

VPN IP                                       Routeur (installation, configuration)                                  liaison d’accès, débit, classe de service

                                                     Liaison d’accès (débit, distance)

Man Ethernet                         Débit, distance                                                                            Débit, distance

 

 

 
   

 

SD_WAN, un VPN IP de dernière génération:

Les entreprises ont la possibilité de mettre en place un nouveau service VPN pour le raccordement des sites distants. Le nouveau service a pour nom SD-WAN (Software Defined Wide Area Network).  SD-WAN s’appuie sur les technologies SDN et NFV qui sont maintenant matures :

 

NFV (Network Functions Virtualization) permet de provisionner des switch Ethernet, des routeurs, des Firewalls logiciels

•SDN (Software Defined Network) offre un plan de contrôle centralisé qui permet l’orchestration des services télécoms et sécurités

 

Les entreprises peuvent ainsi administrer et superviser ainsi leurs VPN de manière plus souple. Les fonctions virtualisées peuvent s’activer ou se désactiver instantanément à travers un gestionnaire dédié. Il n’est plus nécessaire de se déplacer sur un site pour déployer un équipement physique. Le raccordement d’un nouveau site est plus simple et plus rapide.

 

Ce réseau SD_WAN privé constitué des fonctions réseaux « logiciel » peut être vu comme un réseau « Overlay » qui sera mis en place au-dessus des réseaux des différents opérateurs télécoms. Concrètement, les routeurs logiciels SD-WAN installés sur les différents sites de l’entreprise seront interconnectés à travers plusieurs réseaux de transport WAN : 

•Une interface vers une liaison IP/MPLS d’un opérateur A

•Une interface vers une liaison Internet à haut débit d’un opérateur B

•Une interface vers une liaison mobile 4G d’un opérateur C

 

Le routeur SD-WAN offre des fonctionnalités de priorisation, de sécurisation, de gestion de la bande passante et de routage avancés des flux :

•              Les flux de consultation Web, de vidéo en streaming ou certains flux métiers moins critiques sont routés vers

                l’accés Internet sécurisé avec une grande capacité de bande passante

•              Les flux métiers critiques sont routés vers l’accès IP/MPLS avec une bande passante plus limitée afin de réduire    

                les coûts

 

 

RDV donc dans les prochaines Newsletter et pour ceux qui s’intéressent au SMART GRID, rejoignez le Forum ATENA et notre Atelier, pour échanger et débattre avec nous sur ce sujet.

 

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Auteur: 
Rolland Tran Van Lieu - Forum ATENA - Atelier SMART GRID

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