L'électrification est en cours dans le monde entier pour alimenter nos véhicules, nos bâtiments, nos foyers et nos industries. Ce mouvement entraîne un passage massif, à l'échelle mondiale, aux énergies alternatives, notamment l'éolien et le solaire, ce qui met à rude épreuve la capacité et le fonctionnement des réseaux existants qui n'ont pas été conçus à cette fin. Comment l'industrie peut-elle adapter, mettre à niveau et moderniser les infrastructures vieillissantes pour répondre à ces nouvelles demandes ?

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Webinaire enregistré

Modernisation des réseaux de distribution d'électricité avec IoT

27 février 2023 | Durée : 01:01:18

L'électrification est en cours dans le monde entier pour alimenter nos véhicules, nos bâtiments, nos foyers et nos industries. Ce mouvement entraîne un passage massif, à l'échelle mondiale, aux énergies alternatives, notamment l'éolien et le solaire, ce qui met à rude épreuve la capacité et le fonctionnement des réseaux existants qui n'ont pas été conçus à cette fin. Comment l'industrie peut-elle adapter, mettre à niveau et moderniser les infrastructures vieillissantes pour répondre à ces nouvelles demandes ?

Regardez notre panel enregistré de leadership éclairé avec trois experts Digi pour avoir un aperçu des facteurs moteurs de la modernisation de l'infrastructure et de la connectivité des réseaux de services publics. Vous découvrirez les technologies qui soutiennent le passage à une connectivité, une automatisation et des informations améliorées, ainsi que certaines des solutions Digi clés qui soutiennent ce passage, notamment les produits cellulaires, embarqués et de gestion d'infrastructure et les capacités de gestion à distance.

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Suivi du webinaire Q&R

Merci d'avoir participé à notre session sur la modernisation des réseaux électriques avec IoT. Voici les questions qui ont suivi la présentation et leurs réponses. Si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à nous contacter.

Modérateur : Teresa Hanson, vice-présidente du contenu, T&D World

Présentateurs : Ben Tucker, VP of Corporate Business Development, Digi International ; Curt Ahart, Senior Product Manager in OEM Solutions, Digi International, et Alec Jahnke, Senior Product Manager in OEM Solutions, Digi International.

Quelles sont les tendances que vous observez en matière de réseaux dans le cadre de la modernisation des réseaux ?

Curt: Nous assistons, avec nos clients, à l'électrification du monde entier, de nos voitures à nos camions, nos bus, nos maisons, nos tondeuses à gazon, et même nos souffleurs de feuilles.

Pour répondre à tous ces besoins, nos réseaux de transport doivent augmenter leur capacité de 60 % d'ici à 2030. Aujourd'hui, 70 % de l'infrastructure du réseau a au moins 25 ans. Et les entreprises de services publics, lorsqu'elles investissent dans des équipements, s'attendent à ce que ces investissements durent 30 ans. Nous avons donc un défi à relever.

Le gouvernement est intervenu et a affecté 65 milliards d'euros d'investissements à la modernisation du réseau. Cette somme était prévue dans notre projet de loi sur les infrastructures, d'un montant de 1 200 milliards de dollars.

Mais notre réseau n'a pas été conçu pour l'énergie distribuée. Il a été conçu pour une production centralisée de grande envergure. Ce que nous constatons chez nos clients, dans les États où ils sont présents, c'est qu'un changement s'impose.

Dans des pays comme la Californie, dont les politiques en matière d'énergies renouvelables sont très progressistes, nous constatons qu'elles créent différents besoins pour le réseau : les systèmes solaires et les onduleurs, les systèmes de stockage par batterie et les véhicules électriques. Aujourd'hui, tous ces éléments se trouvent derrière le compteur ou l'entreprise. Et le réseau n'a pas été conçu pour accepter ou gérer l'énergie provenant de ces sources.

Ces DER, ou ressources énergétiques distribuées, fonctionnent aujourd'hui de manière autonome. Mais elles doivent vraiment faire partie d'un système gérable.

En Californie, il existe ce qu'on appelle la règle 21, qui a été lancée en 2012. Il s'agit de poursuivre l'itération sur une norme de l'IEEE 1547. Il s'agit d'un moyen pour ces actifs de se connecter au réseau afin d'être surveillés, gérés et contrôlés. Nous avons donc vraiment besoin d'un système pour intégrer tous ces actifs. Cela nous pousse à investir dans des communications bidirectionnelles fiables et sécurisées pour intégrer ces actifs dans le système.

Cela pousse nos clients à investir dans des systèmes connectés plus qu'ils ne l'ont jamais fait auparavant. Et ce que nous constatons, c'est qu'un grand nombre de nos grands services publics appartenant à des investisseurs sont en train d'explorer, d'évaluer, de tester ou de déployer des réseaux cellulaires privés. Et ces investissements ne sont pas minimes. Ils peuvent atteindre 100 à 400 millions de dollars, ce qui représente de très gros investissements pour moderniser le réseau.

Quels sont les efforts de modernisation développés spécifiquement pour maintenir les réseaux en cas de cyber-attaques et d'incidents EMP ?

Curt: Eh bien, je pense que l'une des choses que nous constatons, c'est qu'il y a beaucoup d'investissements dans des choses qui rendent les réseaux plus sûrs. Depuis 20 ans, nous fournissons des solutions cellulaires sur les réseaux publics, mais aussi sur des fréquences sans licence pour des applications telles que Zigbee, la maison intelligente et l'énergie intelligente.

En ce qui concerne la téléphonie cellulaire, je n'ai connaissance d'aucune attaque ayant eu lieu via ces réseaux chez l'un de nos clients, ce qui est intéressant. Mais nous constatons que nos clients accordent beaucoup d'attention à leurs réseaux et que des éléments tels que les ransomwares et la cybersécurité sont intégrés dans les technologies informatiques utilisées depuis des années dans les réseaux opérationnels sur lesquels ils mènent leurs activités.

Si l'on considère des choses comme les réseaux cellulaires privés, c'est l'un des domaines où l'on s'éloigne du réseau public pour en faire un réseau totalement privé, non partagé, pour la gestion de son réseau.

Ben: L'une des autres choses que nous constatons, c'est qu'à mesure que les flux de communication deviennent de plus en plus critiques, les gens cherchent des moyens de mettre en œuvre des contrôles de flux de données spécifiques à l'application. Certains des équipements que nous fournissons permettent d'ajouter de manière programmatique ce type de capacité au flux de données, de sorte que vous avez essentiellement des diodes de données qui empêchent les flux de données, lorsqu'ils ne sont pas censés encourager les données, de rester séparés les uns des autres, empêchant ainsi l'accès à l'équipement lorsqu'il n'est pas nécessaire ou autorisant le flux de données dans une seule direction.

Alec: Je pense qu'il est également important que toutes ces technologies soient conformes au NERC CIP et aux protocoles de sécurité existants, car une grande partie des attaques par ransomware et des choses que nous voyons aujourd'hui sont en fait généralement attribuées à l'ingénierie sociale et à quelqu'un qui accède à un équipement particulier localement et qui est capable d'introduire des clés USB et d'autres choses qui peuvent alors commencer à attaquer le système. Il est donc important de s'assurer que toutes ces informations, pour reprendre les propos de Ben, sont séparées et hébergées dans des zones démilitarisées. Elles peuvent entrer dans le système et en sortir, mais de manière sécurisée, de sorte qu'elles ne puissent pas attaquer l'ensemble du système en même temps.

Quels sont les moyens d'augmenter la capacité de transmission à court terme ? Pourrait-il s'agir de DLR, de reconduction ou d'autre chose ?

Alec: La surveillance des actifs peut en fait être un aspect essentiel. Comme nous l'avons déjà dit, il y a beaucoup de nouvelles sources d'énergie qui entrent dans le réseau aujourd'hui. Il est donc important de surveiller la quantité d'énergie disponible et de savoir comment l'acheminer là où elle doit aller. Il ne s'agit donc pas seulement de disposer de capacités de transmission, mais aussi de comprendre où cette énergie est produite et de l'acheminer au bon endroit. La gestion de la charge peut donc être un aspect important de la question aujourd'hui et je pense qu'elle peut être abordée directement à l'aide de produits qui peuvent surveiller vos actifs.

Curt: Nous venons de participer à DISTRIBUTECH 2023 en tant qu'exposant. Cette année, nous avons accordé beaucoup d'attention, plus que jamais, à la surveillance du système, à l'installation de capteurs, en particulier dans le secteur de la moyenne tension, où l'on installe de nombreux capteurs sur les lignes et des instruments, et où l'on dispose de systèmes qui effectuent cette surveillance de manière proactive et en temps réel.

Je vois beaucoup d'investissements dans les technologies d'instrumentation au sommet du réseau, pour surveiller ce qui se passe. Et pour répondre à la remarque d'Alec, toute la surveillance des nouvelles choses dans le monde distribué qui sont alimentées est essentielle. Et je pense que cela est lié à ce que nous voyons avec la règle 21 et ce genre de choses en Californie.

Comment les services publics peuvent-ils connecter les sources d'énergie renouvelable au réseau en toute sécurité ?

Ben : Il s'agit donc d'un grand défi pour tous les services publics dans le domaine de la production, de la transmission et de la distribution aujourd'hui. Pour répondre aux points soulevés par Curt, de nombreuses lois différentes sont mises en place et changent régulièrement.

Les outils qui le permettent, les normes de communication et les lois évoluant, je pense qu'il est important de pouvoir compter sur une entreprise telle que Digi, qui peut fournir des équipements pour soutenir ces aspects de la communication de manière sécurisée.

Dans le domaine des véhicules électriques en particulier, une nouvelle norme appelée GreenPHY est utilisée pour connecter et communiquer entre tous les éléments, depuis la voiture elle-même qui transmet des données, jusqu'au réseau électrique. Tous ces éléments doivent travailler en tandem pour résoudre ces problèmes et fournir des ressources de recharge précieuses pour les véhicules électriques en circulation. Cela est vrai aussi bien dans le domaine des chargeurs commerciaux de VE que dans celui de la domotique. Il est donc important de disposer de certaines normes dans ce domaine.

L'espace des panneaux solaires est un autre actif qui subit de grands changements aujourd'hui et qui a besoin d'une technologie actualisée. Il s'agit là encore d'un domaine qui s'étend de l'ensemble des entreprises commerciales, industrielles, solaires et éoliennes jusqu'aux maisons individuelles des consommateurs.

Face à tous ces défis, il est plus important que jamais que les services publics disposent d'un réseau intelligent et connecté capable de rassembler et de normaliser ces informations pour en faire des éléments exploitables dans votre propre système SCADA ou dans vos propres opérations. Cette connexion réseau doit donc être très fiable afin de répondre aux besoins critiques des services publics. En général, ces réseaux peuvent être connectés à l'écosystème plus large via des connexions câblées et/ou des produits RF généraux.

Parmi les technologies dont nous avons parlé aujourd'hui, citons les technologies cellulaires, publiques et privées, ainsi que les technologies à 900 mégahertz et 2,4 gigahertz telles que Bluetooth, Matter, Wi-SUN et Wi-Fi. Pour couvrir ce large spectre, il est important d'intégrer ces technologies dans votre produit afin de pouvoir collecter toutes ces données et les transférer de manière sécurisée.

Il est également important que la disponibilité de ces informations soit entre les mains de votre opérateur de réseau. Cela signifie qu'il est important d'intégrer tous ces équipements afin de pouvoir se concentrer sur son objectif principal, à savoir disposer d'un réseau fiable pour ses clients. Digi propose de nombreux produits qui permettent de créer un système intelligent capable de gérer tous ces éléments et d'être l'expert en la matière, notamment en ce qui concerne les protocoles et les technologies sans fil.

Quelles applications voyez-vous en ce qui concerne les réseaux cellulaires ?

Curt: Aujourd'hui, les réseaux cellulaires sont utilisés pour la gestion et la surveillance des équipements de distribution typiques tels que les bancs de bouchons, les réenclencheurs et les sous-stations. Nous avons également un certain nombre d'applications dans les secteurs commercial et industriel. Il s'agit notamment du comptage, de la gestion de la qualité de l'énergie, de la réponse à la demande et du délestage. Comme l'a mentionné Alec, il y a aussi la connexion de toutes les nouvelles sources renouvelables, qu'elles soient commerciales ou résidentielles.

Le cellulaire est également utilisé pour le backhaul des réseaux AMI, qui sont aujourd'hui typiquement des réseaux maillés fonctionnant sur des fréquences sans licence, comme 900 mégahertz ou 2,4 ici aux États-Unis. Toutefois, les réseaux AMI actuels font l'objet d'investissements considérables et ils vont probablement rester en place pendant un certain temps.

Alec: Pour répondre à la question de Curt, nous constatons que de nombreuses entreprises de distribution utilisent aujourd'hui nos équipements pour gérer les délestages. Comme vous le savez, l'intégration dans l'écosystème actuel des appareils connectés peut représenter un défi de taille. La mise en œuvre d'un système cellulaire et d'un commutateur intelligent de délestage que les clients peuvent choisir est une solution très viable pour gérer rapidement les capacités du réseau et s'assurer qu'il n'y a pas trop de charge sur le réseau.

Quels sont les avantages et les inconvénients des réseaux publics par rapport aux réseaux privés pour les compagnies d'électricité ?

Curt: Commençons par les réseaux publics, que nos clients utilisent depuis 20 ans. L'un des avantages, évidemment, est qu'ils sont relativement omniprésents et disponibles pour les entreprises sans aucun investissement en capital.

Et l'une des choses que nous avons constatées au cours des 20 dernières années, c'est qu'à mesure que nous achetons de plus en plus de smartphones, ces réseaux deviennent de plus en plus grands, de plus en plus rapides et de plus en plus fiables. Il est donc formidable que nos entreprises clientes, comme les services publics, puissent tirer parti de cet investissement.

Mais ils sont publics et donc partagés. Lors des pics de trafic, par exemple en fin d'après-midi dans une zone métropolitaine où tout le monde rentre chez soi en voiture et utilise son téléphone, le service peut se dégrader. Il y a donc une certaine imprévisibilité dans ces réseaux.

Il y a aussi l'idée que les réseaux publics sont moins sûrs, ou qu'ils sont perçus comme tels. Comme je vous l'ai dit, d'après notre expérience des 20 dernières années, nous n'avons pas vraiment rencontré de problèmes de sécurité sur les réseaux cellulaires publics avec nos clients des services publics. Mais sur un réseau privé, le client a le contrôle de la carte SIM, qui lui donne accès au réseau. La possibilité d'activer et de désactiver la carte SIM offre donc une sécurité supplémentaire.

Les réseaux privés nécessitent des investissements considérables. J'ai dit que la mise en place d'un réseau privé pouvait coûter des centaines de millions de dollars. Il s'agit d'acquérir des licences pour les fréquences, qui sont très chères, et de mettre en place l'infrastructure. Enfin, l'un des investissements les plus importants et les plus souvent négligés est le coût d'exploitation permanent d'un réseau privé.

Ainsi, en substance, si vous mettez en place votre propre réseau privé, vous devenez un opérateur mobile. Et tout comme pour un réseau électrique, vous avez la responsabilité de le faire fonctionner, de le surveiller et de le gérer 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an, ce qui représente beaucoup de coûts et de responsabilités.

En revanche, les réseaux privés offrent des performances fiables, prévisibles et déterministes, ce qui est intéressant pour des activités telles que le contrôle du réseau. Ainsi, lorsque vous n'avez personne d'autre sur votre réseau et qu'il ne s'agit que de vos actifs, vous obtiendrez des niveaux de performance plus élevés, un meilleur débit, une latence plus faible et, plus important encore, moins d'interruptions et de tentatives d'accès aux sessions de communication. Avec les réseaux privés, vous avez également la possibilité de contrôler différents niveaux de service pour différentes applications. Ainsi, vous pouvez donner à des communications vers une sous-station une priorité beaucoup plus élevée qu'à un relevé de compteur sur un réseau résidentiel.

Mais il existe aussi des approches hybrides des réseaux cellulaires. Il n'est pas nécessaire que tout soit public ou privé. On peut en fait utiliser une combinaison des deux. C'est ce que font la plupart de nos clients, car ils ne pourront jamais assurer une couverture complète.

Mais les opérateurs publics ont aussi des choses comme AT&T FirstNet, qu'un grand nombre de nos services publics appartenant à des investisseurs utilisent aujourd'hui, qui est un réseau public construit pour des applications critiques très spécifiques, de sorte que vos applications ne sont pas confrontées à tout le trafic public sur un réseau. Il s'agit donc d'une approche hybride qui vous offre le meilleur des deux mondes - de grandes performances et une grande sécurité - mais sur un actif partagé dans lequel vous n'avez pas besoin d'investir.

Comme je l'ai dit, tous nos clients envisagent de mettre en place des réseaux privés. Et s'ils construisent un réseau privé, ils continueront à utiliser des réseaux publics, probablement pour la sauvegarde et la résilience, parce que les réseaux tombent en panne. Ils utiliseront des dispositifs tels que des cartes SIM doubles ou des cartes SIM programmées pour basculer d'un réseau privé à un réseau public et revenir sur le réseau privé lorsque celui-ci se rétablit.

Dans le scénario DOE, du côté de la distribution, le courant continu direct vers les réseaux domestiques est-il envisagé à l'adresse IoT?

Alec: Je n'ai pas entendu parler d'un cas particulier de client ou d'un endroit où cela est réglementé à ce point aujourd'hui. Je sais que c'est une idée qui circule comme moyen d'offrir potentiellement de meilleurs services aux clients. Mais je pense que cela créerait une restructuration complète du réseau et que c'est un très grand défi à relever pour IoT .

Sigfox est-il une solution rentable, et est-ce une solution que Digi soutient actuellement ? Quelles autres recommandations pouvez-vous faire pour les zones non couvertes par le réseau cellulaire ?

Alec : Il s'agit donc de déterminer s'il s'agit d'un réseau étendu, comme les réseaux cellulaires, ou d'un réseau local. Digi ne propose pas de solutions Sigfox, mais nous offrons des solutions LP WAN dédiées à très faible consommation.

Nous disposons de solutions telles que la connectivité LoRaWAN au sein de notre unité commerciale de solutions OEM, ainsi que d'autres solutions permettant de créer son propre réseau local, telles que nos solutions XBee et le contrôleur XBee Intelligent Edge, puis de se connecter à une passerelle qui peut être située dans un endroit distinct et qui peut fournir une connectivité de réseau étendu à ces actifs internes.

Curt: Juste pour ajouter, je pense que Sigfox a en quelque sorte cessé ses activités ici en Amérique du Nord. Je pense qu'ils sont encore opérationnels en Europe, probablement en France, mais ce modèle d'entreprise n'a pas eu beaucoup de succès.

Pour répondre à la question d'Alec, nous proposons des solutions utilisant des fréquences sous licence, qui se situent dans la zone des 902,4 gigahertz et qui utilisent nos technologies, comme un standard tel que LoRaWAN et une offre propriétaire appelée DigiMesh.

Quel est le pourcentage de répartition des applications IoT pour les réseaux de distribution d'électricité entre la surveillance et le diagnostic d'une part et la commande et le contrôle d'autre part ? En d'autres termes, quel est le pourcentage le plus important et comment cela se présente-t-il ?

Curt: C'est une très bonne question. Je regarde beaucoup de choses dans lesquelles nous sommes impliqués. Je dirais qu'il s'agit davantage de surveillance et de gestion que de contrôle. L'exception serait les communications avec des choses comme les sous-stations. Mais, vous savez, je pense qu'une grande partie de ce que nous faisons relève de la surveillance.

La commande, évidemment, est une fonction de contrôle. Alec en a parlé tout à l'heure, les clients, qu'ils soient résidentiels ou commerciaux, peuvent choisir de participer à un programme de réponse à la demande dans le cadre duquel ils offrent le contrôle de leur consommation à la compagnie d'électricité.

Alec: Oui, je reprendrai exactement ce que vous avez dit, Curt. D'après ce que nous voyons du côté des équipementiers, c'est probablement 75 à 80 % de surveillance et de diagnostic aujourd'hui. En général, il s'agit d'une activité de type maintenance prédictive et d'une surveillance des capteurs et d'autres éléments du réseau afin de déterminer quand une maintenance est nécessaire.

Nous constatons, comme dans l'un des scénarios que j'ai présentés, que certains aspects du contrôle sont mis en œuvre. Et je pense qu'un grand nombre des clients qui mettent en œuvre la surveillance n'ont tout simplement pas mis en œuvre les technologies réelles pour effectuer les contrôles au niveau de l'appareil. Mais c'est quelque chose qui pourrait potentiellement être ajouté par le biais de ces communications à l'avenir. Je dirais donc que nous n'interdisons à personne d'entrer dans cet espace par le biais de ces technologies, il s'agit plutôt de l'équipement nécessaire pour le faire aujourd'hui.

Les applications mini-réseau n'utilisent pas beaucoup de données. Les clients ont-ils vraiment besoin de la 5G ?

Ben: Le déploiement initial de la 5G s'est fortement concentré, dans la presse, sur les applications à large bande passante et à faible latence, telles que la vidéo et la communication pour les véhicules autonomes. En réalité, la 5G est conçue pour offrir une gamme différenciée de solutions sur plusieurs bandes de fréquences différentes, avec une plus grande capacité à segmenter les données en fonction des priorités. Je pense que cela rejoint la question qui vient d'être posée sur la surveillance et le contrôle par rapport à la surveillance.

Alors que les déploiements actuels de la 5G se concentrent encore sur la desserte des zones à forte densité de population et sur les applications à large bande passante, les futures puces radio vont commencer à sortir. Nous commençons à en voir des échantillons. Ils seront probablement sur le marché d'ici un à deux ans et offriront une connectivité rentable pour un grand nombre de ces différentes infrastructures critiques, ainsi que la possibilité d'utiliser des fréquences plus basses pour obtenir une meilleure pénétration et une meilleure portée, et de différencier les choses pour permettre aux différents types de communication d'être segmentés les uns par rapport aux autres. Cela va donner beaucoup de souplesse pour mettre en œuvre ces types de capacités.

Digi soutient une technologie que nous appelons notre module CORE, qui est un modem enfichable permettant un déploiement flexible de la technologie disponible à un endroit donné, en fonction de l'infrastructure supportée. Ainsi, comme nous l'avons déjà dit, beaucoup de ces implémentations sont conçues pour être utilisées sur le terrain pendant 10 ou 20 ans.

Il est évident que la technologie cellulaire évolue rapidement. Cela permet donc de mettre à jour la technologie cellulaire sans modifier profondément le fonctionnement de la communication, ce qui renvoie à certaines des questions de sécurité que nous avons posées précédemment. Cette même technologie permet donc de passer facilement d'une communication purement publique à un réseau cellulaire privé CBRS.

La technologie FirstNet, la technologie 5G existante ou la nouvelle technologie 5G sera mise en œuvre par un simple changement de radio, sans qu'il soit nécessaire de reconfigurer le mode de communication de l'appareil.

Curt: J'aimerais ajouter quelque chose. La plupart de nos clients qui ont commencé dans le monde de la 2G, puis de la 3G, n'avaient même pas besoin de la 4G pour un grand nombre de leurs applications. Les vitesses et les temps de latence étaient plus que suffisants pour les applications de réseau. En général, nous extrayons des données de compteur ou des données d'état.

Et parfois, comme nous l'avons dit, il y a une simple commande pour changer l'état, ce qui ne nécessite pas beaucoup de bande passante. L'exception concerne les actifs tels que les sous-stations, où il y a beaucoup plus d'équipements et de responsabilités pour la transmission en aval. Ils pourraient bénéficier de vitesses plus élevées et de latences plus faibles.

Ce qui est intéressant pour moi, c'est que nous avons un certain nombre de clients qui utilisent notre équipement depuis 10, 13 ou 14 ans et qui ne l'ont jamais mis à niveau. Les services publics n'aiment pas apporter des changements à des choses qui fonctionnent, mais ils ont été forcés de se mettre à niveau par les opérateurs mobiles, qui ont coupé leurs réseaux 2G ou 3G et les ont obligés à remplacer leur équipement.

Nous avons discuté plus tôt des avantages des réseaux publics par rapport aux réseaux privés. L'un des avantages d'un réseau privé est qu'il permet de déterminer les éléments qui doivent être modifiés. Et s'ils n'ont pas besoin d'être modifiés, vous pouvez les garder tels quels. Et vous n'êtes pas contraint par un opérateur mobile. Donc, je pense que la plupart des choses dans lesquelles nous avons été impliqués, pour la plupart, la 5G n'a pas été exigée.

Alec: Particulièrement dans l'espace IoT et dans les services publics, non, nous n'avons pas vraiment vu ce besoin de vitesses 5G. Mais je pense que le besoin va se faire sentir exactement là où vous avez parlé. En général, ces générations cellulaires durent environ 10 ans, en fonction de l'emplacement, n'est-ce pas ?

Nous constatons aujourd'hui que les technologies 2G et 3G ont été pratiquement éliminées des tours de transmission. Il en sera de même pour la 4G LTE. Mais l'aspect intéressant du LTE, qui signifie Long-Term Evolution, c'est qu'il y avait un plan pour cela avec les appareils IoT , et la spécification 3GPP a déjà été incluse pour la 5G afin d'inclure les réseaux LTE, les réseaux IoT à bas débit, tels que LTM et NB-IoT, à l'avenir.

Je pense donc que ces réseaux IoT continueront d'exister au fur et à mesure que les générations se succéderont et qu'elles auront toujours besoin de ces dispositifs à faible consommation d'énergie et à faible largeur de bande.

Étant donné que certains réseaux de services publics traversent des zones reculées et que des investissements ont été réalisés dans des réseaux satellitaires, le satellite est-il considéré comme une option, ou s'agit-il plutôt d'un réseau LPWAN relié à une passerelle dotée d'une connectivité cellulaire ?

Curt: Je pense que cela peut être l'un ou l'autre. Je n'ai probablement pas vu beaucoup d'utilisation de satellites dans les services publics d'électricité. Nous l'avons vu dans beaucoup d'autres secteurs verticaux dans lesquels nous sommes présents, en particulier le pétrole et le gaz, les mines, la sylviculture, la marine, mais pas encore beaucoup dans le réseau électrique.

Alec: Je suis d'accord avec cela. En règle générale, le satellite sera limité en raison de la latence qui l'accompagne et du coût potentiel de la mise en place de l'infrastructure. Toutefois, certaines entreprises s'attaquent aujourd'hui à ce problème.

Mais je dirais que, généralement, nous voyons ces réseaux à faible consommation d'énergie utiliser des dispositifs comme notre XBee pour transmettre des informations à une passerelle. Nous avons constaté que cette méthode est particulièrement efficace dans les parcs solaires et éoliens, qui se trouvent dans des zones très reculées et qui peuvent tous transférer des informations vers une passerelle unique disposant d'une connectivité cellulaire.

Les applications réseau IoT et sensibles au temps dans les sous-stations ont-elles été étudiées par Digi dans le cadre du développement de ses produits ?

Ben: Nous avons commencé à nous intéresser aux réseaux sensibles au temps. L'intégration de la mise en réseau sensible au temps avec le cellulaire est quelque chose qui va devenir plus viable au fur et à mesure que nous avançons vers les segmentations 5G. Le plus gros problème est de disposer d'un chemin continu pour hiérarchiser les données.

Et donc, oui, nous étudions ces technologies. Pour ce type d'applications, ce n'est pas la fonctionnalité principale que nous voyons, mais c'est quelque chose que nous poursuivons et surveillons.

Curt: Je pense que pour ces types d'applications, nous proposons un certain nombre de produits. Pour répondre à Ben, la 5G offre une vitesse très élevée et une faible latence. Nous savons aussi que les réseaux d'aujourd'hui, beaucoup de réseaux câblés, sont moins fiables. Par conséquent, lorsque quelqu'un n'utilise pas la fibre optique pour atteindre une sous-station ou un actif et utilise des connexions filaires, le sans-fil sera probablement plus fiable et beaucoup plus rentable.

Et nous avons aujourd'hui des produits qui prennent en charge la 5G et qui prennent en charge la 5G avec des radios doubles. Nous offrons donc un niveau de résilience qui permet d'utiliser deux connexions, par exemple une sur un réseau public et une sur un réseau privé, ou les deux sur des réseaux publics différents. Nous proposons également une liaison du trafic sur ces deux connexions afin d'augmenter le débit et de réduire la latence. Il existe donc des solutions pour ce type d'applications.

Quelle est la solution de Digi pour la redondance du réseau 5G pour le transfert de télémétrie ?

Curt : Si vous regardez nos produits sur notre site web, vous verrez des produits comme Digi TX54 et TX64 5G qui offrent un double cellulaire. Et tous nos produits cellulaires - comme je l'ai dit, nous sommes pionniers en la matière - offrent une double carte SIM par radio cellulaire. Nous avons introduit il y a longtemps une technologie appelée Digi SureLink® qui a été copiée par beaucoup d'autres et qui offre la possibilité de basculer d'un réseau à un autre ou d'une carte SIM à une autre carte SIM.

Et dans le cas où nous avons deux radios cellulaires et un appareil, nous avons deux SIM pour les radios, de sorte que vous auriez jusqu'à quatre SIM. Cela vous donne la possibilité de basculer entre quatre réseaux différents, qu'ils soient publics ou privés.

On obtient ainsi beaucoup de résilience et d'agilité. Bien sûr, tout cela a un coût. Il s'agit d'un équipement plus coûteux. Et si vous utilisez des réseaux publics, vous payez pour de multiples plans de service. Si vous êtes sur un réseau privé, vous n'avez pas de coûts récurrents. Vous êtes l'opérateur du réseau. Cela permet donc de réaliser des économies.

En fait, un autre avantage des réseaux privés que je n'ai pas mentionné est l'élimination des frais de service. En fait, c'est l'une des justifications, dans les rares cas où les services publics investissent dans des réseaux cellulaires privés, l'élimination des frais récurrents qu'ils paient aujourd'hui aux opérateurs de téléphonie mobile.

Aujourd'hui, les catégories d'actifs DER (réponse à la demande, stockage, énergie renouvelable, etc.) se complètent et se concurrencent. Que peut-on faire pour promouvoir l'harmonisation et l'interopérabilité entre ces catégories d'actifs afin d'améliorer la résilience du réseau ?

Alec: Je crois qu'on l'a déjà mentionné plusieurs fois, mais une grande partie de ce travail va venir de la réglementation. Et ce sont les États qui vont s'assurer que tous les équipements sont interopérables et peuvent communiquer entre eux, n'est-ce pas ?

L'entreprise qui crée les panneaux solaires proprement dits et celle qui exploite ce réseau de panneaux solaires et le réintègre dans le réseau intelligent sont aujourd'hui des entités distinctes. Avec les normes et les réglementations en matière d'interopérabilité qui imposent ces exigences, c'est probablement ce qui permettra d'harmoniser les choses et de faire en sorte que tout le monde travaille ensemble plutôt que de se battre pour obtenir un certain pourcentage du marché.

Curt: Oui, et je pense qu'une autre chose que nous voyons - et nous avons quelques clients dans ce domaine et nous explorons également des partenariats dans ce domaine - ce sont les entreprises qui développent le logiciel qui n'existait pas dans le passé et qui fait l'agrégation des communications de tous ces dispositifs vers le réseau et fournit ensuite les communications à ces dispositifs pour effectuer les fonctions de contrôle qui sont nécessaires.

Il y a donc un ensemble émergent d'entreprises qui fabriquent des logiciels finaux qui peuvent être installés sur un appareil Digi ou intégrés dans un onduleur. Il y a aussi les logiciels d'agrégation. Aujourd'hui, une grande partie de ces logiciels sont basés sur le nuage, d'autres sont basés sur l'entreprise, et beaucoup de sociétés offrent les deux. Elles se chargent de l'agrégation, puis de l'intégration par le biais d'API dans le système de contrôle de la compagnie d'électricité.

Du côté de la production, lorsque vous parlez de moderniser les équipements et les systèmes à l'aide du site IoT, parlez-vous principalement des sources d'énergie renouvelables et de l'énergie distribuée ? Ou cela se produit-il également dans les grandes centrales de production centralisées ?

Curt: La plupart des choses sur lesquelles nous avons travaillé avec les nouvelles sources d'énergie distribuées, qu'il s'agisse de micro-réseaux, de fermes solaires ou de choses chez les gens, jouent dans ces grandes installations de production centralisées. Il y a beaucoup d'infrastructures de communication vers ces actifs qui sont principalement sur le réseau de fibre de la compagnie d'électricité. Digi n'a donc pas été impliquée dans ce type d'applications.

Comment les compagnies d'électricité intègrent-elles et protègent-elles les investissements dans les infrastructures critiques ou dans leurs infrastructures existantes ?

Ben: Cela s'inscrit également dans le cadre de ce dont Curt vient de parler. Il existe de nombreux équipements, qu'il s'agisse de centrales de base ou de centrales de pointe plus classiques, ou d'équipements intermédiaires de surveillance des sous-stations et des lignes de distribution. Certains de ces équipements sont dotés d'une pile réseau, mais beaucoup d'entre eux sont encore équipés de ports série parce qu'ils fonctionnent.

L'un des principaux problèmes est que ces piles de réseau intégrées ne sont généralement pas faciles à mettre à jour sur le terrain. Si vous utilisez des équipements critiques, il y a beaucoup de tests et de validations à faire, et il s'agit d'équipements critiques. Le mettre hors ligne pour la maintenance représente un risque et un effort en termes de temps.

En revanche, l'utilisation des passerelles et des solutions de connectivité que nous proposons permet de déléguer la fonction de communication à quelque chose de plus facile à entretenir et à gérer. Et Digi a adopté une position très proactive pour traiter les questions actuelles et fournir une fonctionnalité de gestion centralisée qui permet une mise à jour très facile, même avec des milliers d'unités sur le terrain, sans affecter le fonctionnement du réseau.

La capacité d'établir ces connexions avec tous ces actifs critiques et de maintenir la connectivité pour les solutions d'application actuellement en place signifie que vous pouvez augmenter la fiabilité de l'accès à l'information, augmenter la flexibilité de la manière dont vous y arrivez, apporter ces connexions dans un réseau privé, et les faire passer à la 5G lorsque c'est nécessaire, plutôt que d'avoir à constamment aller mettre à jour des équipements essentiels cruciaux.

En raison de la nature de nos produits, nous sommes en mesure de nous assurer que nous pouvons nous permettre de déployer ces produits sur plusieurs décennies, de maintenir la connectivité avec tous ces équipements d'infrastructures critiques, de les intégrer avec les nouveaux équipements qui commencent à être mis en place, d'aider à répondre aux exigences du NERC CIP (sécurité, meilleures pratiques), de maintenir les voies de communication sécurisées et séparées, de mettre en place une intelligence de pointe sur le terrain où elle peut aider à surveiller, alerter, réagir et intégrer différentes générations d'équipements, et de faire en sorte que tout cela soit transparent pour l'autorité d'exploitation.

Digi aide-t-il à définir l'architecture des données afin d'éviter la transmission de données inutiles ? Ou proposez-vous des bonnes pratiques à vos clients dans ce domaine ?

Curt: Nous avons récemment ajouté à nos produits de nombreuses capacités d'informatique de pointe, en particulier dans notre système d'exploitation. Nous avons maintenant quelque chose qui s'appelle Conteneurs. Nous prenons donc en charge les conteneurs Linux.

L'une des choses que l'on peut faire avec l'informatique en périphérie est de surveiller les données d'état, par exemple, en périphérie et de les envoyer uniquement lorsque les choses ont changé ou lorsqu'elles sont hors limites. Cela vous permet donc de continuer à fonctionner si une connexion est interrompue, mais aussi de limiter le volume de trafic que vous envoyez sur le réseau en ajoutant de l'intelligence à la périphérie.

Alec: C'est une bonne réponse. Et c'est vraiment inclus dans tous nos produits. Même nos produits XBee sont dotés de capacités d'intelligence artificielle via MicroPython afin de pouvoir interroger ces données et de ne les envoyer que lorsque c'est nécessaire.

L'autre chose à noter ici est qu'il est important de définir les types de mesures de sécurité qui doivent être prises pour certaines données et potentiellement d'autres données qui ne le sont pas parce qu'il y a toujours des compromis à faire, n'est-ce pas ? Vous pouvez envoyer des données par l'intermédiaire d'un protocole UDP à message très court sur un réseau cellulaire, des données qui n'ont pas nécessairement besoin de niveaux de sécurité pour être tenues à l'écart des autres. Mais il y a aussi des données qui doivent être très sécurisées. Vous avez besoin de connexions TCP et de connexions VPN, n'est-ce pas ?

Il est donc important de définir où se situent ces données dans ces catégories, et les appareils Digi peuvent tous vous aider à envoyer ces données à travers ces différents canaux.

Ben: Pour poursuivre, nous avons également des services professionnels et des groupes d'ingénierie de mise en œuvre qui peuvent aider à travailler avec les autorités d'exploitation et les intégrateurs de systèmes SCADA pour s'assurer que les meilleures pratiques sont suivies compte tenu des objectifs commerciaux du système qui est mis en œuvre.

Quel est le plus grand défi que pose la mise en œuvre de la technologie IoT dans les services publics d'électricité ?

Alec: Le plus grand défi est celui auquel nous sommes confrontés aujourd'hui parce que les normes viennent juste d'être définies. C'est le défi de l'interopérabilité. Il existe un grand nombre de normes différentes, allant de Wi-SUN, Matter, LoRaWAN, Sigfox, Wi-Fi, BLE et cellulaire, n'est-ce pas ? Ce sont toutes des technologies et des protocoles différents qui peuvent être utilisés pour transmettre des informations.

Je pense qu'il est important de noter que la grande majorité de ceux que je viens de mentionner existent aujourd'hui. Vous pouvez mettre en œuvre les produits Digi, et vous n'avez pas besoin d'être un expert en la matière. Vous pouvez simplement déployer le protocole et le produit qui correspondent au scénario dont vous avez besoin pour fonctionner, et vous pouvez alors vous concentrer sur votre propre expertise et sur les données qui sont importantes pour vous.

Curt: Ma réponse serait que les gens sont probablement le plus grand défi. Lorsque je regarde les clients avec lesquels nous avons travaillé au fil des ans, je constate que beaucoup de ceux avec qui nous avons commencé à travailler au début de l'aventure IoT partent à la retraite. Vous savez, je pense que tout le monde le sait, nous avons une pénurie de travailleurs dans le monde de la technologie. Il est de plus en plus difficile de recruter des gens.

Lorsque j'observe la migration des réseaux publics vers les réseaux privés, où les services publics mettent en place leurs propres réseaux et deviennent des opérateurs mobiles, ils sont très, très dépendants des consultants et des parties extérieures pour les aider à le faire, tout en passant par une phase d'appel d'offres, de pilotes, d'ingénierie, de déploiements, et ensuite en les gérant. Ils sont très dépendants des parties extérieures qui ont le personnel et le talent pour le faire. Le plus grand défi est donc celui du personnel, de sa formation, de son recrutement et de sa dépendance à l'égard de ce capital humain.

Ben: J'aurais tendance à être d'accord avec les évaluations faites par mes deux collègues. J'ai tendance à dire qu'il faut se tenir au courant de la technologie. Le taux d'évolution de la technologie ne cesse d'augmenter, et il faut simplement se tenir au courant des différentes options et de ce qui est le plus judicieux.

Dans ce cas, la meilleure solution est d'avoir un partenaire qui connaît toutes les technologies, depuis les méthodes les plus anciennes et les plus mûres jusqu'aux plus récentes et potentiellement les plus intéressantes, quelqu'un qui comprend comment la connectivité doit fonctionner à travers une grande variété d'options différentes, et qui peut comprendre comment cela doit s'intégrer dans les systèmes d'infrastructure complexes qui représentent les réseaux que nous avons et surtout les réseaux que nous construisons pour l'avenir.

Dans ce contexte, c'est ce que Digi est. Depuis des décennies, nous assurons ce type de communication à travers une grande variété de réseaux pour toutes sortes d'infrastructures critiques. C'est pourquoi nous essayons de nous assurer que nous pouvons aider les gens à trouver ces solutions alors qu'ils essaient de moderniser leurs réseaux pour répondre aux exigences de demain.

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