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George Arnold, Coordinador Nacional para la Interoperabilidad de la Smart Grid

¿Por qué IP es la elección correcta para la Red Inteligente?

[06/11/2009] La más grande actualización de red en los Estados Unidos hoy en día es la Smart Grid, una multimillonaria modernización de la red eléctrica que involucra soporte en tiempo real, y comunicaciones digitales de dos vías entre las compañías eléctricas y sus cada vez más conscientes clientes.

Valorizada en un estimado de 20 mil millones de dólares, el mercado de la Smart Grid ha atraído la atención de cada gran fabricante de redes, incluyendo Cisco, IBM, Microsoft y Google. Estos fabricantes están presionando para que ésta adopte estándares comunes de red, en lugar de protocolos de propósito especial.
Network World entrevistó a George Arnold, Coordinador Nacional para la Interoperabilidad de la Red Eléctrica Inteligente (Smart Grid) con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés), sobre dónde encajarán los estándares y la arquitectura de Internet en la estrategia de Smart Grid. A continuación un extracto de esa conversación:
¿Cuán importante es Smart Grid para la actualización en las comunicaciones de datos?
Smart Grid debe tener una muy robusta infraestructura de comunicaciones subyacente. Si piensa en la pila de ISO, cubre todas las siete capas. La funcionalidad finalmente está en la capa de aplicación para soportar cosas como la administración de la energía del consumidor, los vehículos eléctricos y así.
Uno de los hechos sobre la red de transporte eléctrico en los Estados Unidos es que está altamente fragmentada: 80% le pertenece y es operada por compañías privadas, incluyendo alrededor de 3100 empresas de electricidad. Esto no es como la red de AT&T de antaño, donde tenía una infraestructura nacional. Es realmente un sistema de sistemas. Allí es donde los estándares juegan un rol muy importante: porque proveen un juego común de protocolos de red que pueden correr de extremo a extremo sobre una variedad de tecnologías subyacentes, físicas y de capa de enlace de datos.
La parte [de la Red Inteligente] que la mayoría de usuarios verá está a nivel de distribución, donde usted tiene un medidor inteligente, que es la interfase de su edificio hacia la red eléctrica. Con la Red Inteligente, tiene la habilidad para que una infraestructura de medición inteligente envíe medidas casi en tiempo real de su uso de energía, y que también sea capaz de señalar cuándo hay condiciones de sobrecarga en la red eléctrica y si necesita haber alguna respuesta a la demanda para ajustar la carga.
A medida que ingresas al corazón de la red eléctrica, donde tiene plantas masivas de generación de energía y la necesidad de tener controles en tiempo real para los sistemas SCADA... hay requerimientos de comunicaciones muy diferentes. La confiabilidad y la seguridad son clave, pero también está la cuestión de los atributos de calidad de servicio como latencia. Necesita cerrar un regulador en milisegundos. Ese es un ambiente muy diferente a recolectar información del uso de electricidad de un residente cada 15 minutos.
¿Puede caracterizar el progreso que NIST ha hecho con el proyecto de estándares para la Red Inteligente o Smart Grid?
Yo vengo de la industria de telecomunicaciones. Una cosa que me gusta hacer es comparar lo que estamos haciendo con los estándares de siguiente generación en telecomunicaciones. Si usted está familiarizado con NGN, los estándares de Redes de Siguiente Generación [desarrollados por el ITU], ese fue un proceso de alrededor de cinco años. La Red Inteligente es una infraestructura mucho más compleja que el NGN. El desarrollo de estándares para la visón completa de la Red Inteligente va a ser un esfuerzo de muchos años. Pero en algún sentido nunca terminará, debido a que los requerimientos evolucionarán y la tecnología evolucionará. Donde estamos hoy es que la implementación de algunos aspectos de la Red Inteligente está corriendo a toda velocidad, mucho más adelante de los estándares. Mucha de la inversión está yendo en la infraestructura de medición. Si bien hay estándares, son muy holgados. Hay un tremendo sentido de urgencia para volverlos más sólidos.
Empezamos nuestro proceso en abril. Diseñamos un plan de tres fases. Nuestra primera fase, la cual estamos en proceso de completar, es lanzar la Versión 1 de un juego de estándares para la Red Inteligente. Estamos tratando de identificar estándares existentes que podrían ser aplicados, y las mayores grietas que necesitan ser tapadas. Lanzamos un documento de borrador en septiembre. Está abierto para comentarios públicos. Será finalizado antes de fin de año.
Pero ese es solo el principio de lo que va a ser un esfuerzo de muchos años. En la Fase 2, estamos estableciendo una estructura de gobierno más permanente, llamada Panel de Interoperabilidad de la Red Inteligente, para guiar el continuo desarrollo de los estándares. Apenas hemos posteado en nuestro sitio web algunos de los documentos que definen los estatutos en borrador para el panel y la información sobre cómo aplicar para obtener una membresía. La junta directiva será establecida en la semana del 16 de noviembre en Grid-Interop 2009 en Denver, durante una conferencia.
La Fase 3 tiene que ver con pruebas y certificación. Esto se trata de interoperabilidad, de modo que querrá ser capaz de probar el acatamiento de los estándares. Vamos a tener una estructura que atenderá tanto el acatamiento de los estándares como las pruebas de interoperabilidad.
¿Cómo encajarán los estándares de Internet y la arquitectura de Internet en la estrategia de NIST para la Red Inteligente?
IP y los estándares de Internet serán un protocolo de preferencia en la Red Inteligente. Podría haber aplicaciones especializadas donde no serán apropiados, así que nos quedamos cortos en decir que IP tiene que ser usado en todo lugar. Donde tenga sistemas SCADA, donde deba tener tiempos de respuesta en milisegundos, donde el requerimiento no sea enrutar los datos alrededor de la red, sino que el requerimiento sea control en tiempo real de un activo crítico, esos son casos donde un protocolo especializado ha sido usado históricamente, y aún podría tener un rol.
Cuando llega a las comunicaciones con los cientos de millones de dispositivos que interactuarán con la Red Inteligente, los electrodomésticos inteligentes y más, claramente IP tiene ventajas abrumadoras en términos de ubicuidad, implementación y su habilidad para crear una infraestructura interoperativa a un bajo costo.
¿Cuáles son los beneficios de que la Red Inteligente adopte los estándares basados en internet?
Interoperabilidad. La red eléctrica puede tomar ventaja de toda la tecnología que ha sido desarrollada por décadas para otras aplicaciones. Una cosa que es interesante sobre la Red Inteligente es que los ambientes son tan variados. La red eléctrica en un área urbana, como la Ciudad de Nueva York, es muy diferente de lo que encontrará en un ambiente rural en Montana. También lo son los requerimientos de comunicaciones.Necesita ser capaz de utilizar muchas tecnologías diferentes, físicas y de capa de enlace para mover los datos alrededor de manera efectiva, e IP provee eso.
Otro beneficio de IP es que hace a la Red Inteligente a prueba del futuro. Eso es muy importante. La Red Inteligente es en algún sentido como Internet, en que nosotros podemos difícilmente imaginar qué aplicaciones serán habilitadas a través de la integración de las IT a la red. Así que la habilidad de evolucionar y tener una arquitectura abierta, en la cual la industria pueda encontrar mejores formas de ayudar a los clientes a administrar la energía, es muy crítica.
¿Qué inconvenientes encontraría si la Red Inteligente adopta estándares basados en Internet?
La mayor preocupación es reforzar la seguridad. Es posible diseñar redes altamente seguras usando los protocolos de internet. IP se originó en aplicaciones de Defensa, y es utilizado en ese ambiente. Pero debe tener una arquitectura segura, y tiene que aplicar un enfoque muy disciplinado para identificar cuáles son las vulnerabilidades y usar las herramientas y los procesos correctos para mitigarlas. Diría que eso es en verdad una cuestión de cualquier protocolo, no solo de IP.
¿Debería la Red Inteligente exigir IPv6?
IPv6 tiene muchas ventajas. No veo ninguna desventaja en usar IPv6. No es muy difícil en términos de la dirección de la Red Inteligente. Sin embargo, también tenemos que soportar la tecnología actual. Hay fabricantes de medidores que ya están usando IP, y ellos están usando IPv4. Necesitamos tener una estrategia que impulse la tecnología que está actualmente disponible y la desarrolle hacia la visión de largo plazo. Claramente, puede diseñar redes privadas con espacio para direcciones privadas usando IPv4. Puede asegurarlas. Esto es posible. La pregunta de si necesitamos hacer un corte relámpago a IPv6, versus si deberíamos incorporar IPv4 en algunas de estas aplicaciones es algo que tenemos que estudiar. No podemos simplemente tomar una decisión instantánea. Requiere alguna revisión cuidadosa. Pero no hay duda en mi mente de que IPv6 es la decisión correcta a largo plazo.
Cuando llega al ambiente del consumidor, con electrodomésticos y dispositivos que necesitan ser localizables, puede realmente ver por qué IPv6 es necesario, ya que el espacio de dirección de IPv4 está agotado. Hay mucha discusión sobre los medidores inteligentes, y aquí es donde algunos problemas de seguridad se vuelven muy importantes. Los medidores en sí mismos no son dispositivos de consumidor. Son parte de la infraestructura de la empresa eléctrica. Hay alrededor de 150 millones de medidores en el país, asociados con edificios. Una de las funciones de esos medidores es conectarse y desconectarse a un edificio, de modo que la empresa de electricidad no tenga que introducir un camión. No quiere tener una arquitectura que permite a un hacker ser capaz de desconectar remotamente 150 millones de medidores de la red eléctrica. Esa realmente necesita ser una arquitectura encerrada.
¿Qué mensaje quisiera enviar a la industria deTI de los Estados Unidos sobre el proyecto de Red Inteligente?
La gente de IT tiene la tendencia de ver que todo se refiere a las TI y se olvida de la aplicación de negocios. Eso aplica aquí. Realmente necesita pensar sobre la Red Inteligente en términos de cuáles son los objetivos de la sociedad y cuáles son las aplicaciones de negocios. Se trata de integrar la energía renovable y hacer un más eficiente uso de esa energía. Eso tiene que están dirigiendo los requerimientos de la Red Inteligente y la infraestructura de aplicaciones.
¿Cuál es su trayectoria?
Yo trabajé en Bell Labs por 30 años antes de ir a NIST. Estuve a cargo de los estándares globales y la organización de la propiedad intelectual en Bell Labs a finales de los noventa. Soy un ingeniero eléctrico y un científico de computadoras por entrenamiento. Mi trayectoria es muy útil en tender un puente entre las dos comunidades. He estado en NIST por tres años. Apenas tomé este rol en abril.
Carolyn Duffy Marsan, Network World (US)