Créer des réseaux d'importance vitale à toute épreuve

Conception et maintenance de réseaux convergés dans des applications d'importance vitale

Une application d'importance vitale est une application pour laquelle une panne d'infrastructure pourrait entraîner de graves problèmes, dommages ou même un décès. Il s'agit par exemple de la sécurité publique, la surveillance et le contrôle de trafic, ou les infrastructures d'aéroport et ferroviaires, pour n'en citer que quelques-uns. L'infrastructure réseau d'une application d'importance vitale doit être opérationnelle 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, 365 jours par an, souvent dans des environnements hostiles, où la performance peut être affectée par de nombreux facteurs, comme la température, les vibrations, des interférences avec des systèmes proches, ou un manque de ventilation. Alors que la technologie réseau se développe pour répondre aux demandes actuelles, de plus en plus d'équipements et de systèmes de réseaux d'importance vitale viennent actuellement s'intégrer sur un même réseau convergé. Et malgré cette prolifération d'équipements à connecter, les exigences des systèmes d'importance vitale doivent être respectées en permanence.

Redondance

La disponibilité, la transmission de données sans interruption et la sécurité sont des points essentiels. Pour trouver la meilleure solution, la première étape est de définir la topologie réseau. En fait, il n'est pas possible de concevoir un réseau sans commencer par déterminer la topologie de redondance appropriée. Choisir les bons protocoles de redondance aide à diminuer le risque de panne. Une alimentation redondante doit également être envisagée. Si une liaison tombe en panne, le système doit continuer à fonctionner sans dégradation ni redémarrage d'équipements.

Le choix du protocole dépend des besoins spécifiques du réseau. Toutefois, quel que soit le protocole choisi, celui-ci doit absolument être normalisé et supporté par plusieurs fournisseurs, pour garantir un bon fonctionnement et ne pas s'enchaîner à un fournisseur unique. Il est important de noter que les protocoles de redondance typiques, comme RSTP et MSTP, ne sont pas acceptables pour la plupart des applications d'importance vitale, car leur temps de reconfiguration est trop long, et ils sont fortement dépendants du nombre de switches dans un segment de réseau. MRP (IEC 62439-2) est une meilleure solution, avec des temps de reconfiguration beaucoup plus courts et garantis - généralement moins de 20 ms.

Toutefois, certaines applications, par exemple les réseaux intelligents/infrastructures d'énergie, l'automatisation d'usine et les infrastructures de transport, ont des exigences encore plus strictes. Leurs impératifs sont aucune perte de donnée et un temps de reconfiguration nul pour leurs nombreux segments réseau critiques. Les protocoles HSR (High-Availability and Seamless Redundancy) et PRP (Parallel Redundancy Protocol), constituent les protocoles les plus fiables pour les infrastructures stratégiques. Ils apportent un temps de reconfiguration nul et une perte de paquet nulle en cas de panne dans un réseau redondant (ou les parties les plus critiques de celui-ci). Ces protocoles sont décrits dans la norme IEC 62439-3.

Les normes liées à l'industrie recommandent fortement l'utilisation des protocoles HSR et PRP pour les segments d'infrastructure les plus critiques. Les réseaux intelligents, ou Smart Grids, en sont un exemple. Ils appliquent la norme internationale IEC 61850 qui définit les exigences pour la communication de données sur les réseaux Ethernet et tous les équipements connectés basés sur IP. Cette norme recommande fortement l'utilisation du protocole HSR pour des applications bus de station, pour lesquelles il ne peut être toléré aucun temps de reconfiguration ni perte de données.

Interopérabilité

La création d'un réseau d'application d'importante vitale avec des équipements provenant de différents fournisseurs est une pratique courante, car un fournisseur n'a pas forcément l'offre produits dédiée aux environnements hostiles, par exemple, ou ses produits ne présentent pas la fonctionnalité ou la conformité spécifique demandée, comme les plages de températures de fonctionnement ou le respect des normes.

L'interopérabilité entre les différents équipements est donc un critère déterminant. Les réseaux intelligents en sont un bon exemple : ils sont basés sur la norme internationale IEC 61850 qui définit les exigences de communication numérique pour les systèmes d'automatisation de l'énergie. L'IEC 61850 définit Ethernet comme la base de toutes les communications numériques et dresse une longue liste d'exigences, notamment modélisation et classes de données, service de communication abstrait, langue de communication des sous-stations et de nombreuses autres fonctionnalités. Cela permet aux propriétaires des réseaux électriques de construire des infrastructures modernes, efficaces et fiables en utilisant des méthodes de communication normalisées et des équipements standardisés provenant de plusieurs fournisseurs, des équipements terminaux et systèmes jusqu'aux réseaux de données, SCADA, etc.

Pour finir

Redondance et interopérabilité ne sont que deux des nombreux critères soumis aux applications d'importance vitale, comme la sécurité, la maintenance, la collecte et l'analyse de données. Les applications d'importance vitale doivent respecter des exigences beaucoup plus strictes, car le coût généré par des erreurs et pannes est beaucoup plus élevé pour elles. Heureusement, la plupart des erreurs peuvent être évitées. Par exemple, mieux vaut ne pas choisir un équipement pour bureaux pour des applications à usage intensif, ni définir une mauvaise allocation de ports ou sélectionner des solutions tiers incompatibles, au risque de voir grimper les dépenses liées aux mises à jour ou interruptions. Face à des enjeux d'une telle complexité, n'hésitez pas à consulter un expert si vous vous posez des questions. Nous sommes toujours heureux de discuter de votre situation et vos exigences spécifiques !