Управление качеством обслуживания в системах AMI

Системы инфраструктуры интеллектуального учета (AMI) улучшают способ управления распределением энергии коммунальными службами, позволяя двустороннюю связь между умными счетчиками и поставщиками услуг. Эта интеллектуальная инфраструктура позволяет осуществлять удаленное считывание показаний счетчиков, мониторинг потребления энергии в режиме реального времени и мгновенное обнаружение отключений электроэнергии. Однако повышенная подключаемость и автоматизация систем AMI также создают новые проблемы в поддержании стандартов качества обслуживания (QoS) по всей сети. Эффективное управление QoS обязательно для коммунальных служб, чтобы воспользоваться всеми преимуществами AMI при обеспечении надежного распределения энергии для домов и предприятий.

Что такое качество обслуживания?

Качество обслуживания относится к способности сети обеспечивать последовательный и надежный сервис для различных приложений и конечных пользователей. QoS управляет такими факторами, как задержка, пропускная способность, потеря пакетов и джиттер, чтобы гарантировать, что разные типы сетевого трафика получают необходимые уровни обслуживания. В системе AMI множество приложений, таких как сбор данных с счетчиков, управление откликом на спрос, автоматизация распределения и уведомления об отключениях, используют одну и ту же сетевую инфраструктуру. Без надлежащих средств контроля QoS критически важные приложения могут страдать от ухудшения производительности в часы пик, когда большие объемы менее срочного трафика затопляют сеть. Коммунальные службы должны внедрять комплексные политики QoS по всей системе AMI для правильной классификации трафика, приоритизации приложений, чувствительных к времени, и разумного распределения сетевых ресурсов для удовлетворения уникальных потребностей производительности каждого типа приложения.

Ключевые элементы управления QoS

Несколько ключевых аспектов для эффективного управления QoS в системах AMI включают:

Планирование пропускной способности сети

Первый шаг в избежании проблем с перегрузкой — это выделение достаточной пропускной способности сети для обработки ожидаемых объемов трафика, генерируемых в рамках развертывания AMI. Коммунальные службы должны моделировать количество устанавливаемых умных счетчиков, их интервалы выборки и отчетности, а также объем данных, который представляет каждое сообщение. Это позволяет планировщикам оценить общие требования к пропускной способности для передачи данных счетчиков обратно на центральный узел коммунальной службы (HES). Рекомендуется увеличить пропускную способность, чтобы обеспечить запас и предотвратить узкие места даже в часы пик или во время временных всплесков.

Классификация и приоритизация трафика

Сетевые маршрутизаторы и коммутаторы должны включать функциональность для идентификации и классификации трафика AMI в зависимости от приложения и уровня приоритета. Например, сообщения об отключении электроэнергии от умных счетчиков требуют наивысшего приоритета и должны иметь преимущество перед рутинными показаниями счетчиков или не критическими обновлениями прошивки. Общие методы классификации трафика включают основанные на портах, приоритет IP, DiffServ и маркировку 802.1p. Техники управления трафиком, такие как очереди, предотвращают чрезмерное использование пропускной способности сети менее приоритетным трафиком, таким как загрузка прошивки, и задерживают приложения, чувствительные к задержке.

Управление задержкой

Некоторые критически важные приложения AMI требуют минимальной задержки и джиттера, особенно сообщения об отключениях и команды автоматизации распределения, которые требуют почти мгновенной связи. Сеть может быть спроектирована так, чтобы обеспечить приоритетное обращение к этим чувствительным к времени потокам трафика от начала до конца через инфраструктуру AMI. С другой стороны, такие приложения, как обновления прошивки и изменения конфигурации, могут терпеть более высокую задержку без последствий и могут испытывать более переменные задержки передачи. Политики управления трафиком и очередями помогают предоставить этот дифференцированный сервис.

Надежные протоколы транспортировки

Протоколы транспортировки, используемые в сети AMI, должны обеспечивать механизмы надежности, соответствующие требованиям конкретных приложений. Для транзакций данных считывания счетчиков и управляющих сообщений TCP предлагает основные гарантии доставки пакетов от конца до конца, автоматические повторные передачи и контроль перегрузки для обеспечения целостности данных. Для более чувствительных к задержке приложений может быть использован UDP для ускорения связи, не дожидаясь подтверждений пакетов. Поставщики AMI оптимизируют протоколы транспортировки, чтобы сбалансировать надежность, своевременность и накладные расходы.

Планирование масштабируемости

Хотя начальное развертывание AMI может включать сотни тысяч умных счетчиков, коммунальные службы должны планировать дальнейшую масштабируемость для поддержки растущих возможностей и приложений интеллектуальной сети. Выборы архитектуры сети, механизмы транспортировки и политики QoS должны быть спроектированы для обработки миллионов конечных устройств, передающих трафик одновременно в долгосрочной перспективе. Масштабируемая система AMI облегчает расширение пропускной способности без необходимости в крупных изменениях оборудования или программного обеспечения.

Холистическая перспектива от начала до конца

Поддержание QoS требует holistического взгляда на инфраструктуру AMI как на систему от начала до конца, охватывающую умные счетчики, сети районного уровня, обратные подключения и системы центрального управления коммунальной службой. Настройка отдельных компонентов в изоляции игнорирует их взаимозависимости. Например, сеть района может обеспечивать достаточную пропускную способность и задержку на бумаге, но обратная связь с коммунальной службой становится реальным узким местом. Коммунальные службы должны проверять производительность на каждом этапе через мониторинг и аналитику.

С растущей интеграцией возобновляемых источников энергии, электрических транспортных средств и распределенных энергетических ресурсов, принадлежащих клиентам, сложность баланса между предложением и спросом в сети продолжает возрастать. Надежная, высокопроизводительная инфраструктура AMI, обеспечиваемая надежным управлением QoS, предоставляет умное основание, необходимое коммунальным службам для поддержания видимости и контроля на своей территории. Следование лучшим практикам в отрасли для планирования пропускной способности, приоритизации трафика, масштабируемости и общего подхода от начала до конца является необходимым для того, чтобы коммунальные службы максимизировали свою отдачу от инвестиций в AMI, сохраняя при этом свет включенным.

Вывод

Коммунальные компании, внедряющие инфраструктуру интеллектуального учета (AMI), сталкиваются с задачей управления качеством обслуживания в больших и сложных сетях. Проблемы, такие как перегрузка сети и ненадежные протоколы связи, могут угрожать надежности распределения энергии, если их не решить. Наши решения в CLOU AMI используют лучшие практики отрасли для оптимизации качества обслуживания в системах AMI.
Мы тесно сотрудничаем с коммунальными службами, чтобы классифицировать сетевой трафик на основании уровней приоритета. Это гарантирует, что критические уведомления о отключениях от умных счетчиков имеют приоритет над рутинными данными. Мы также помогаем коммунальным службам планировать будущее, проектируя масштабируемые сети и выбирая надежные протоколы, такие как TCP, для поддержания надежности по мере добавления новых возможностей.
Что наиболее важно, мы принимаем «широкий взгляд» от начала до конца для проверки производительности по всей системе — от районных сетей до обратных ссылок и центральных узлов коммунальной службы.
С CLOU в качестве партнера коммунальные службы могут быть уверены в том, что они реализуют преимущества инвестиций в AMI, сохраняя при этом самое высокое качество обслуживания для домов и предприятий. Наша экспертиза помогает поставщикам энергии постоянно улучшать операции сети сегодня и в будущем.