CONTINGENCIAMENTO AUTOMATIZADO DE DADOS E VOZ, ENTRE OS

CENTROS DE OPERAÇÃO DO ONS

Jamil de Almeida Silva * Djalma Lira de Oliveira Junior

ONS ONS

Jéssica Marié Maciel

ONS

RESUMO DO ARTIGO:

Os serviços relacionados à operação do sistema elétrico necessitam de uma alta disponibilidade e capacidade de suportar danos dos mais variados tipos, inclusive de impedimento completo de um Centro de Operação. Face à importância desses serviços, é essencial que, em caso de falha total em um centro de operação, seja possível garantir a continuidade do negócio e dos recursos destinados a suportar a execução das atribuições necessárias para operar o SIN (Sistema Interligado Nacional). Ao automatizar o contingenciamento entre Centros de Operação, obtêm-se preciosos ganhos de tempo, restabelecendo o sistema com agilidade e assegurando a continuidade da operação.

O artigo mostra a solução adotada entre os Centros de Operação do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), a fim de garantir a continuidade dos serviços de operação destes Centros. O modelo é composto por quatro centros, cada um operando uma região geográfica do Brasil, coordenados pelo CNOS (Centro Nacional de Operação do Sistema) e baseado na filosofia de um Centro Backup, que assume a operação em caso de falha do Centro Principal. O trabalho engloba soluções para determinados cenários de falha, desde os mais simples, a exemplo do impedimento de permanência na sala de controle até casos de grande magnitude, como a falha total de um determinado Centro de Operação, com abordagens adequadas para cada situação.

PALAVRAS-CHAVE:

Contingenciamento Automatizado, Agilidade, Garantia da Continuidade da Operação,

Centro Backup, Cenários de falha.

CONTINGENCIAMENTO AUTOMATIZADO DE DADOS E VOZ, ENTRE

CENTROS DO ONS

1. INTRODUÇÃO

O Contingenciamento de Centros de Operação deve ser implantado considerando a

necessidade de manter, o desempenho na operação contingenciada, a capacidade de execução

das atribuições e, por conseguinte, manter o negócio da empresa.

O ONS estabeleceu alguns cenários de falha e contingenciamento. No primeiro caso, o

operador deixará a sala de controle e acessará o sistema de supervisão de dados e de

comunicação de voz, via ambientes de simulação (OTS – Operator Trainning System). No

segundo caso, as informações de dados e voz serão acessadas por meio de um Centro Backup,

que aquisita os dados oriundos dos Agentes e, também, permite estabelecer plena comunicação

de voz com os Agentes. Os recursos essenciais para o sucesso deste cenário são a ROP, a rede

operativa, e a comunicação de dados e voz, que viabiliza a operação pelo Centro Backup e que,

além de interligar os centros, realiza o sincronismo de dados a fim de garantir que os serviços

contingenciados sejam tão íntegros quanto os obtidos em situações normais e provê, através de

roteamento dinâmico e redundâncias de canais, tolerância a diversos cenários possíveis de

falhas. Com relação ao sistema de voz, para o primeiro caso, a tratativa é semelhante ao exposto.

Porém, no segundo caso, o Centro Backup possui perfil previamente configurado para operação

de ambos os centros, ou seja, assumirá as comunicações de voz referentes aos dois centros

simultaneamente.

De modo a garantir a integridade do sistema, testes periódicos de contingenciamento são

realizados, visando identificar possíveis problemas e corrigi-los, evitando falhas em situações de

emergência.

2. A SOLUÇÃO ADOTADA PELO ONS

A operação do SIN consiste em dois sistemas primordiais: dados e voz. Estes sistemas são

providos através dos circuitos de telecomunicações disponibilizados pelos Agentes e com

requisitos de disponibilidade e qualidade agressivos, previstos nos Procedimentos de Rede

(Submódulo 13). Os requisitos são:

Disponibilidade superior a 99.98%.

Latência ≤ 140ms – para redes sem uso de satélites;

Latência ≤ 700ms – para redes com uso de satélites;

Taxa de perda de pacotes < 1%;

Jitter ≤ 20ms – para redes sem uso de satélites;

Jitter ≤ 90ms – para redes com uso de satélites.

Para atender aos rigorosos requisitos, os Agentes devem disponibilizar dois circuitos de

comunicação com o ONS, em localidades fisicamente distintas, um no SAL (Sistema de

Aquisição Local) e outro no SAR (Sistema de Aquisição Remoto), de modo a garantir

redundância e a continuidade da operação em cenários de falha. Os dados são tratados através

do sistema REGER e a comunicação de voz, através da solução de voz do ONS.

REGER é o acrônimo de ‘Rede de Gerenciamento de Energia’ do ONS e trata-se de uma

arquitetura de software e hardware do sistema de supervisão e controle dos centros de operação

do ONS. O sistema REGER possui quatro SSC (Sistema de Supervisão e Controle):

CNOS/COSR-NCO (região Norte e Centro-Oeste); COSR-SE (região Sudeste), COSR-S (região

SUL) e COSR-NE (região Nordeste).

Os SSCs são divididos em blocos de sistemas que atendem tanto às funções de tempo real

como também os sistemas e aplicações que dão suporte à supervisão do setor elétrico brasileiro.

As redes são:

RTN (núcleo do tempo real) - rede de alta disponibilidade em que os dados provenientes

dos Agentes do setor elétrico são coletados e apresentados para a sala de Controle via

NAD – (Nó de Aquisição de Dados);

Difusão - atualização da base de dados de tempo real e responsável por armazenar a

memória de cada servidor ou estação de trabalho;

Aquisição - aquisita os dados em tempo real provenientes dos Agentes;

CEUS (Corporate/External User System) – permitir o acesso de usuários corporativos e

externos aos dados de tempo real e a funções de estudo com adequado nível de

autorização);

OTS (Operator Training Simulator) – prover recursos de hardware e software para o

treinamento de operadores através de simulações de distúrbios no SIN;

QADS (Quality Assurance and Development System) – plataforma de desenvolvimento,

testes e homologação de sistemas voltados para o atendimento dos SSCs;

Administrativa (administração e segurança dos SSCs) – gerenciamento de contas de

usuários e de redes, atualização de sistemas operacionais;

Backup - tráfego de backup dos servidores da plataforma REGER.

No ONS, a operação do SIN é feita por meio da aquisição de informações dos Agentes que

subsidiam a tomada de decisões, por parte das equipes de tempo real, que dão consecução às

decisões, via comandos de voz. Dessa forma, o serviço de voz apresenta importância primordial

para garantir o efetivo cumprimento das funções do ONS. A solução de voz do ONS está

ilustrada na Figura 1.

Os sistemas supracitados foram desenvolvidos com o intuito de garantir um

contingenciamento automatizado em cenários de falha que causem impedimento da operação

do Centro principal. Os elementos principais que garantem a continuidade dos serviços são: a

existência de links redundantes em uma localidade física distinta e dos Centros Backup.

Figura 1 – Solução do Sistema de Comunicação de Voz do ONS

2.1. Solução de Dados

A aquisição de dados é feita através de circuitos redundantes dispostos em localidades

distintas (SAL e SAR), conforme ilustra a Figura 2, e possuem contingenciamento

automatizado pelo uso dos protocolos VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) e HSRP

(Hot Standby Router Protocol). Ambos os protocolos fazem o chaveamento automático em

caso de falha em um dos dispositivos.

Figura 1 – Topologia típica de um Agente conectado ao ONS

2.2. Solução de Voz

A Figura 1 ilustra a topologia da solução de voz adotada pelo ONS e possuem os

seguintes componentes:

OSV (OpenScape Voice): Servidor SIP, é responsável pelo encaminhamento da sinalização dos hot lines dos Agentes (Hot Lines do Centro Principal e Hot Lines do Centro Backup);

OSB (OpenScape Branch) - Servidor responsável pelo encaminhamento da sinalização dos hot lines dos Agentes quando a solução está operando no modo sobrevivência;

MLC (Multi Line Controller) - Multiplexador de ramais SIP, tem a função de realizar o registro dos ramais SIP do sistema OSV e estabelecer as ligações que serão realizadas pelas Mesas de Operação;

SM (System Manager) - Responsável pelo serviço de autenticação (AD) e resolução de nomes (DNS), bem como pelo serviço de configuração das consoles de voz;

OMS (Open Scape Media Server) - Complementa as funções da aplicação de comunicação, como a geração de tons e anúncios para os usuários e aplicações. Também é responsável pelo serviço de conferência ad-hoc centralizada;

CMP (Common Manager Portal) - Possibilita a manutenção/configuração do OSV através de interface Web;

DLS (Deployment Service) - é uma aplicação utilizada para manutenção em grande escala dos endpoints, possibilitando a atualização simultânea de firmwares, codec’s e configurações;

SA (Survival Authority) - Responsável pela administração do cluster OVS e pela eleição de qual servidor responde pelo cluster.

3. CENÁRIOS DE FALHA

O ONS executa tarefas ininterruptas, as quais são de alta relevância estratégica para o

país, supervisionando, coordenando, e controlando toda a Rede Básica, a Rede Complementar

e as Usinas despachadas de forma centralizada, do Sistema Interligado Nacional. Sendo assim,

além das equipes de Operadores de Sistema e Engenheiros plenamente capacitados para

atuarem em tempo real, os centros possuem uma infraestrutura predial e de telecomunicações

e sistemas computacionais, com redundâncias, de modo a assegurar um grau de disponibilidade

compatível com os padrões internacionais. Para garantir essa rigorosa disponibilidade requerida,

existe um documento com os procedimentos a serem adotados em caso de ocorrência de algum

dos cenários de falha listados a seguir:

3.1. Impossibilidade das equipes de tempo real entrarem ou permanecerem nas instalações da Sala de Controle do Centro

O caso de impedimento da operação na Sala de Controle, foi vivido pelo ONS em um caso

de disparo acidental de 𝐶𝑂2, gás tóxico, usado pela maioria dos sistemas de combate ao

incêndio. O ONS possui um ambiente de treinamento que apresenta as funções do sistema

REGER necessárias para a operação do SIN. Neste caso, os operadores puderam se deslocar,

da sala de controle para a sala de treinamento (OTS), e executar a operação sem a necessidade

de contingenciamento de Centro.

3.2. Indisponibilidade total da supervisão do sistema

Perder a supervisão do sistema implica na perda total dos dados relativos à operação do

SIN em um centro de operação. Neste caso, os dados devem ser acessados através de um

caminho alternativo.

O Agente, ao disponibilizar dois circuitos de comunicação (um no SAL e outro no SAR),

permite ao ONS receber os dados de operação através de dois caminhos distintos e situados em

diferentes localidades, na mesma região metropolitana, concedendo uma redundância entre

centros de aquisição de dados. No caso em questão, na perda de comunicação dos agentes com

o SAL, a sala de controle pode obter os dados necessários à operação através do SAR por meio

de protocolos de roteamento e regras de firewall que redirecionam o caminho principal ao

caminho alternativo.

Neste caso, o centro em falha poderá se conectar com o sistema de supervisão e controle

do centro backup e continuar operando o sistema sem grandes mudanças. Devido a

automatização do redirecionamento de circuitos, a perda de supervisão pode ser contornada por

meio dos recursos alternativos reduzindo os impactos para a sala de controle e viabilizando a

continuidade do negócio.

3.3. Indisponibilidade total de telecomunicação operativa de voz no Centro de Operação

Neste cenário, os operadores deverão usar telefones fixos e/ou celulares.

3.4. Indisponibilidade total e simultânea da supervisão do sistema e de telecomunicação

operativa de voz

Neste caso, é necessário realizar o contingenciamento entre os centros, em que o centro

em falha será operado por outro centro previamente estabelecido (centro backup). O CNOS

(Centro Nacional de Operação do Sistema) é responsável pelo contingenciamento dos outros

três centros de operação (COSR-S, SE e NE). O COSR-NE é responsável por assumir o COSR-

NCO em caso de falha e o COSR-SE é o centro backup do CNOS.

O centro backup acessará os dados através da ROP (Rede Operativa – responsável pela

troca de informações entre os quatro centros), conectando ao SAR do centro em falha para a

aquisição das medidas necessárias para a operação. Com relação ao contingenciamento de voz,

os centros já possuem perfis configurados para a operação conjunta dos centros (em falha e

backup).

O contingenciamento de voz entre os centros não é completamente automático, pois

necessita de uma ação manual. O operador, no Centro Backup, deve fazer um login e acessar o

perfil, previamente configurado, que possui os hot lines de ambos os centros (centro backup e

centro contingenciado). Toda a comunicação de voz é sinalizada pelo OSV, localizado no SAR

de Brasília. Todos os centros possuem um modo de sobrevivência (OSB), o qual é acionado em

caso de falha no OSV. Neste modo de operação, o contingenciamento não é permitido, motivo

pelo qual o OSV não pode estar situado no SAL.

3.5. Indisponibilidade total e simultânea dos recursos da operação em tempo real, quais

sejam, supervisão, telecomunicação operativa e instalações prediais (sala de controle).

Este cenário é semelhante ao anterior, com o agravante da perda completa do prédio.

3.6. Relato de um caso real, de contingenciamento de Centro.

No dia 23/05/2018 foi realizado o contingenciamento do SSC-BSB, sendo necessário

também o deslocamento das equipes de operação em tempo real para a sala de treinamento

simulado em decorrência de uma intervenção programada para a atualização do switch core do

REGER do CNOS/COSR-NCO que afetou o RTN–BSB e o acesso ao REGER pelas consoles

da sala de controle do CNOS/COSR-NCO.

Para que a operação em tempo real do CNOS e do COSR-NCO fossem mantidas, antes

do início da intervenção e do contingenciamento, uma parte das equipes de tempo real destes

centros se deslocou para a sala de treinamento (OTS) e uma outra parte se manteve na sala de

controle. As partes foram orientadas para acessarem o RTN-RIO (equipes do CNOS) e RTN-

RECIFE (equipes do COSR-NCO) em seus respectivos ambientes (sala de controle e sala de

treinamento). A parte das equipes que foram deslocadas para a sala de treinamento realizaram

os procedimentos de acesso ao REGER e também de acesso às consoles de comunicação de

voz. Em seguida foi autorizado o contingenciamento do SSC-BSB que durou aproximadamente

8 minutos.

Após o contingenciamento do SSC-BSB a parte da equipe de tempo real que se

encontrava na sala de controle foi orientada a se deslocar para a sala de treinamento (OTS) onde

já se encontravam disponibilizados os acessos às consoles de comunicação e de supervisão.

Desta forma, todas as equipes de tempo real do CNOS e COSR-NCO já se encontravam na sala

de treinamento acessando o REGER, visualizando os dados de supervisão de suas respectivas

áreas de atuação e mantendo comunicação de voz operativa com os outros centros do ONS e

com os Agentes da Operação. Foi então liberada a intervenção para a atualização do switch

core, conforme descrito no parágrafo anterior.

Concluída a intervenção de atualização do switch core, foi iniciado o processo de

“descontigenciamento” do SSC-BSB. Após este processo encerrado, as equipes de tempo real

do CNOS e do COSR-NCO retornaram gradativamente à sala de controle.

O SSC-BSB permaneceu contingenciado por aproximadamente 2 horas e em nenhum

momento houve descontinuidade da operação em tempo real das equipes do CNOS e do COSR-

NCO.

Não houve necessidade de assunção das funções de operação do CNOS e do COSR-

NCO pelos seus respectivos centros backups (COSR-SE e COSR-NE).

A figura a seguir mostra as equipes de tempo real do CNOS/COSR-NCO operando suas

respectivas áreas de atuação na sala de treinamento (OTS).

Figura 3 – Foto dos operadores na sala de treinamento em caso de contingenciamento

Nos dias 7, 8 e 15 de maio de 2018, foram realizados contingenciamentos dos SSC RIO

(COSR-SE), SSC-FLN (COSR-S) e SSC-REC (COSR-NE) pelo mesmo motivo exposto no

exemplo do CNOS/COSR-NCO. Durante os contingenciamentos, as consoles do REGER

utilizadas pelos Operadores destes centros na sala de controle ficaram sem acesso aos seus

respectivos SSC, de modo que os Operadores utilizaram as consoles do REGER da sala de

treinamento (OTS) para acessarem o RTN-BSB, pois o CNOS é, por definição, o centro backup

do COSR-SE, do COSR-S e e do COSR-NE. A duração do tempo de contingenciamentos dos

SSCs dos RIO (COSR-SE), SSC-FLN (COSR-S) e SSC-REC (COSR-NE) ficou em

aproximadamente uma hora e meia para cada centro.

Entre os dias 07/10/2013 a 19/12/2013 o SSC-RIO permaneceu contingenciado em

função de mudança das instalações físicas do COSR-SE. Desta forma, a equipe de tempo real

do COSR-SE que se encontrava nas antigas e nas novas instalações deste centro passou a

operar a sua respectiva área de controle acessando o RTN-BSB. Durante o período de transição

da mudança de pessoal em que parte da equipe de tempo real do COSR-SE estava nas

instalações antigas e parte nas instalações novas, as consoles de comunicação em ambas as

localidades operavam de forma paralela.

O SSC-RIO permaneceu contingenciado por 52 dias e em nenhum momento houve

descontinuidade da operação em tempo real das equipes do COSR-SE.

Não houve necessidade de assunção das funções de operação do COSR-SE pelo

CNOS, que é o centro backup.

4. CONCLUSÃO

A operação do setor elétrico requer que o sistema seja capaz de operar de forma

contínua e confiável, em condições normais de operação, como também em condições de

emergência (contingências físicas ou lógicas). Esta contingência deve ser implementada por

meio do uso de recursos próprios, exigindo uma arquitetura que considere requisitos de

contingenciamento e de continuidade das atividades de operação do sistema.

O relato apresentado demonstra que o contingenciamento de Centros de Operação do

ONS foi implantado considerando a necessidade de manter, o desempenho durante a operação

contingenciada, a capacidade de execução das atribuições e, por conseguinte, manter o negócio

da empresa, podendo ser usado como referência para os demais Agentes do Setor Elétrico.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Gilson Fernando da Silva, “Requisitos de Segurança da Informação para a Rede Operativa

do ONS", Monografia de Pós Graduação em Telecomunicações – Dezembro de 2009

[2] Plano de Preservação dos Serviços Prioritários do Centro Regional de Operação

Norte/Centro-Oeste – PPSP/COSR-NCO – Maio de 2017

[3] Artigos publicados pelo autor principal.

BIOGRAFIAS DOS AUTORES

JAMIL DE ALMEIDA SILVA, graduado em Telecomunicações (1986) pelo CEFET-GO e em Física (1996) pela UNB. Mestrado em Engenharia de Produção (2001) pela UFSC. Pós-graduado no CAISE – Capacitação em Aspectos Institucionais do Setor Elétrico (2010), pela PUC-RIO.

Atualmente é Especialista do ONS.

E-mail: jamil@ons.org.br

Fone: (61) 3241-5304

JÉSSICA MARIÉ MACIEL, graduada em Engenharia Elétrica (2018) pela Universidade de

Brasília.

Começou sua carreira profissional como Estagiária de Engenharia, no ONS, desde abril de 2016.

Atualmente é Engenheira Trainee do ONS.

E-mail: jessica@ons.org.br

Fone: (61) 3241-5433

DJALMA LIRA DE OLIVEIRA JÚNIOR, é graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Brasília (1987), Pós-graduado pela Universidade de Brasília (1989) com especialização em Sistemas de Potência. Trabalha no ONS desde 2000, atuando na área de Operação em Tempo-Real

Atualmente é Coordenador Técnico da Operação do Tempo Real do CNOS no ONS.

E-mail: djalma@ons.org.br

Fone: (61) 3241-5326