MÉXICO

LAN SWITCH CAPA 2 PARA SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

ESPECIFICACIÓN CFE G0100-25

OCTUBRE 2018 REVISA Y SUSTITUYE A LA

EDICIÓN DE ABRIL 2015

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1 OBJETIVO Establecer las características técnicas y de calidad, que debe reunir el equipo y elementos que conforma el LAN Switch a nivel de enlace (capa 2) de la Red de Subestación para comunicación con los DEI´s del Sistema de Automatización de Subestaciones IEC 61850. 2 CAMPO DE APLICACIÓN Para aplicación en ampliaciones, modernizaciones y nuevas Subestaciones Eléctricas conformadas por un Sistema de Automatización de Subestaciones. 3 NORMAS QUE SE APLICAN Para la correcta utilización de esta especificación, es necesario consultar y aplicar las Normas Oficiales Mexicanas, Normas Internacionales, Normas de Referencia y Especificaciones de la CFE.

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medidas.

CFE L1000-11-2015 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE

CFE L1000-32-2015 Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos. IEC 60068-2-1-2007 Environmental Testing -Part 2-1: Test -Test IEC 60068-2-2-2007 Environmental Testing -Part 2-2: Test -Test ICE 6006-2-30-2005 Environmental Testing -Part 2-30: Test - Test Db: Damp heat, cyclic

(12 h + 12 h cycle). IEC 60255-21-1-1998 Electrical Relays Part 21: Vibration, Shock, Bump and Seismic Test

on Measuring Relays and Protection Equipment – Section One: Vibration Test (Sinusoidal).

ICE 60950-1-2005 Information technology equipment - Safety - Part 1: General

requirements. IEC 61000-4-2-2008 Electromagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-2 Testing and

Measurement Techniques Electrostatic Discharge Requirements.

IEC 61000-4-3-2010 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test.

IEC 61000-4-4-2012 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-4: Testing and

measurement techniques – Electrical fast transient/burst immunity test.

IEC 61000-4-12-2006 Electromagnetic Compatibility (EMC) – Part 4-12: Testing and

Measurement Techniques – Ring Wave Immunity Test. ISO/IEC 8802-3-2000 Information Technology – Telecommunications and Information

Exchange Between Systems – Local and Metropolitan Area

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Networks – Specific Requirements – Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications.

ISO/IEC 15802-3-1998 Information Technology – Telecommunications and Information

Exchange Between Systems – Local and Metropolitan Area Networks – Common Specifications – Part 3: Media Access Control (MAC) Bridges

ISO/IEC 61850-3-2013 Communication networks and systems for power utility automation -

Part 3: General requirements NOTA En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe utilizarse la edición vigente en la fecha de

publicación de la convocatoria de licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.

4 DEFINICIONES 4.1 Dispositivo Electrónico Inteligente (DEI) Dispositivo que contiene uno o más procesadores con la capacidad de recibir y/o enviar información de o a una fuente externa. 4.2 GOOSE

(Generic Object Oriented Substation Events) Utilizado para transmitir eventos y datos entre DEI’S en una subestación. 4.3 Capa 2

Es la segunda capa del modelo OSI (enlace), es responsable de la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. 4.4 Control Supervisorio

Está basado en un conjunto de elementos que permiten la supervisión, el control y la adquisición de datos de las variables eléctricas del equipo primario y auxiliar dentro de una Subestación Eléctrica. 4.5 Firmware Programa informático que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. 4.5 Gigabit Ethernet Es una ampliación del estándar Ethernet (concretamente la versión 802.3ab y 802.3z del IEEE) que consigue una capacidad de transmisión de 1 gigabit por segundo, correspondientes a unos 1000megabits por segundo de rendimiento contra unos 100 de Fast Ethernet (También llamado 100BASE-TX). 4.6 Protocolo

Conjunto de reglas que determinan el comportamiento funcional de la comunicación entre dispositivos. 4.7 Protocolo Abierto

Conjunto de reglas que determinan el comportamiento funcional de la comunicación entre dispositivos las cuales sus especificaciones están estandarizadas y disponibles públicamente.

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4.8 Software Propietario

Aplicaciones que sus especificaciones no están disponibles públicamente. 4.9 Redundancia

Consiste en asegurar la disponibilidad de la red LAN ante un fallo, proporcionando rutas de datos alternativas cuando se produce un fallo de enlace. 4.10 Servicio

Conjunto formado por un protocolo de comunicación y el puerto o puertos en que se establecerá el intercambio de datos. 4.11 NTP

Network Time Protocol, Protocolo de Internet para la sincronización de los relojes de sistemas de información a través del enrutamiento de paquetes en redes con latencia variable. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

LAN Red de Área Local GPS Sistema de Posicionamiento Global IEC Comisión Electrotécnica internacional QoS Quality of service TX Transmisión en telecomunicaciones RX Recepción en telecomunicaciones RSTP ¨Rapid Spinning Tree Protocol¨ SNMP Protocolo Simple de administración de Red MTBF Tiempo Promedio de Ocurrencia de fallas MTTR Tiempo Promedio de Ocurrencia de Fallas FIRMWARE Programa Informático que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de

un dispositivo de cualquier tipo OSI Open System Interconnectio

6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Los LAN Switch capa 2 deben ser utilizados para formar la Red LAN de la subestación y enlazar los equipos de Control Supervisorio, Protección y Medición, PMU’s y DEI’s para intercambio de información a nivel de enlace y operación de la subestación. 6.1 Características

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El LAN Switch capa 2 debe soportar ambientes críticos dentro de una subestación eléctrica cumpliendo con el estándar IEC 61850-3 y ANSI/IEEE 1613, no debe tener ventiladores y partes móviles. Debe contar con 24 puertos de comunicación, 2 puertos Fx (fibra óptica) tipo Uplink con capacidad de 1 Gb Ethernet, el resto de los puertos (fibra o cobre) 10/100 base Tx autoajustable y/o Base Fx, estando dispuestos en la parte posterior del equipo. Debe soportar salida de contacto seco que soporte 125/250 V c.d. para alarma hacia sistemas de terceros y monitoreo. El LAN Switch debe permitir la priorización de mensajes y clases de servicio de los protocolos del estandar IEC61850. El equipo debe tener en la vista frontal foco tipo LED de actividad de cada puerto, encendido, y alarma de operación. Debe tener Calidad de Servicio (QoS) y Punto Código de Servicios Diferenciados (DSCP) de acuerdo a lo establecido en referencia [1] del capítulo 13 de esta especificación. Deberá soportar al menos 4 colas por puerto. En todos los puertos del LAN Switch debe contar con la operación Half/Full dúplex, cada puerto debe tener la facilidad de reconocer y ajustar los pares de Tx y Rx, en caso de instalar cables Directo o Cruzado. La administración y configuración del equipo debe permitir controlar el acceso de usuarios a equipos y sus aplicaciones dentro de la zona segura con mecanismos para habilitar – deshabilitar el bloqueo de servicios TCP/IP, por dirección IP y dirección MAC. El LAN Switch debe ser no bloqueable, además deberá soportar una capacidad de procesamiento de al menos 6MPPS. El equipo deberá aceptar por lo menos 8 000 direcciones MAC y soportar Multicast con IGMP. Debe incorporar la funcionalidad de Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) para recuperación del anillo. Para notificación debe soportar SNMP por lo menos V3 Para sincronia de tiempo por medio de NTP. Para el control de paquetes dentro de la red LAN de subestación, la operación de reenvío (forwarding) debe ser de al menos 35 Mbps, contando con la calidad de servicio extremo a extremo de acuerdo a lo establecido en la referencia [1] del capítulo 13 de esta especificación, así como control del porcentaje de ancho de banda, Soporte de al menos 250 VLANS con soporte de 802.1q. El equipo debe contar con fuentes redundantes de alimentación universal de 125 a 250 V c.d. 6.2 Características Generales

La confiabilidad del sistema completo incluyendo hardware, así como el software y su configuración debe de ser diseñado con un grado de integración y tecnología para un MTBF de 8760 h clase R3 para una disponibilidad de 99.95% clase A3 correspondiente a un MTTR de 4.38 h clase M4 de acuerdo a la especificación IEC 60870-4. El equipo propuesto debe soportar las siguientes funcionalidades: Puerto Ethernet para administración y configuración Soporte de SNMP. 6.3 Diagnóstico

El LAN Switch debe realizar un autotest en el encendido y test de comando, durante el diagnostico por el canal de administración debe permitir realizar funciones tales como inicialización y configuración del sistema, análisis de paquetes de datos, procesamiento de protocolo, administración de red, mostrar el estado actual de módulos, tarjetas, puertos, chips y tareas de sistema, visualizar la comprobación de espacio en memoria, tabla de direcciones, buffer de paquetes, capacidad de memoria flash, número actual de mensajes y colas.

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Debe contar con autodiagnóstico por terminal o visualización web que muestre el estado actual del hardware, para fines de administración. 6.4 Licencias

El proveedor debe entregar los manuales correspondientes en forma electrónica, las licencias originales del software empleado y la disponibilidad de actualizaciones de firmware en sus servidores de archivos sin costo adicional. 6.5 Capacitación El proveedor debe incluir un programa de capacitación en sitio, dirigido a personal técnico en el cual necesariamente se deben abarcar como mínimo el alcance y temas listados a continuación:

a) Descripción de los componentes de equipo y programación.

b) Operación del sistema.

c) Interconectividad y enlaces de red.

d) Configuración local y remota.

e) Mecanismos de seguridad.

f) Mantenimiento y servicio.

g) Herramientas de desarrollo.

h) Incluyendo documentación por persona, simulación y práctica. 7 CONDICIONES DE OPERACIÓN El LAN Switch debe estar diseñado para trabajar en ambientes de alta interferencia electromagnética generados en una subestación de 400 kV, debe ser del tipo industrial y de operación continua, sin partes móviles ni ventiladores de enfriamiento, instalado en un gabinete vertical en rack de 482.6 mm. 8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE No aplica. 9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

No aplica. 10 CONTROL DE CALIDAD El LAN Switch debe cumplir con las características y pruebas prototipo indicadas en esta especificación. Los equipos deben tener certificación IEC 61850-3 por un laboratorio certificado y cumplir con la tabla 1 Pruebas tecnológicas de prototipo. Debe incluir el protocolo de pruebas del párrafo anterior junto con los manuales.

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TABLA 1 - Pruebas Tecnológicas de prototipo

Prueba Normas y/o especificaciones Nivel de severidad requerido

Ambientales

1 Temperatura

IEC 60068-2-1 (baja)

IEC 60068-2-2

(alta)

-40 °C 16h

85°C 16h

2 Temperatura y

Humedad IEC 60068-2-30

25 ºC a + 55 ºC con 95 % HR, 6 ciclos (6 días=)

Mecánicas 3 Vibración IEC 60255-21-1

0.5 g @ 10 Hz < F< 150 Hz 1 ciclos/eje con equipo energizado

2 g @ 10 Hz < F< 150 Hz 20 ciclos con el equipo sin

energizar

Compatibilidad electromagnética

4 Onda oscilatoria

amortiguada IEC 61000-4-12

1 MHz < f < 1,5 MHz 2.5 kV < kV < 3.0 kV

de cresta de primer ciclo

5 Transitorios

rápidos IEC 61000-4-4

± 4 kV a ± 5 kV 5/50 ns

6

Inmunidad a campos

electromagnéticos radiados

IEC 61000-4-3 10 V/m a 1 kHz, (80 a 1 000) MHz

7 Pruebas de interferencia

electromagnética IEC 61000-4-22

Medición de los valores de interferencia que generan los equipos con referencia en las

normas IEC.

8 Interrupciones y

caídas de tensión IEC 61000-4-11

Interrupciones 95 % / 5 s

Caídas 30 % / 10 ms

60 % / 100 ms

9 Descargas

electrostáticas IEC 61000-4-2

Nivel 4 8 kV contacto

15 kV aire

Aislamiento 10 Tensión de

impulso IEC 60255-5

5 kV (valor pico) 1.2/50 µs

tres impulsos positivos y tres impulsos negativos.

11 MARCADO

Los equipos deben contar con los siguientes datos de placa: Marca. Modelo. Número de Serie.

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Tensión de alimentación. Corriente nominal. Fecha de fabricación. 12 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO Se debe cumplir con lo indicado en la especificación CFE L1000-11-2015. 13 BIBLIOGRAFÍA [1] IEEE 802 N1p CoS Estándar que proporciona priorización de tráfico y filtrado multicast

dinámico clase de Servicio.

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APÉNDICE A

(NORMATIVO)

Tabla A1. Protocolos estándares de redes que aplican en esta especificación.

ETHERNET NORMA QUE APLICA

Ethernet IEEE 802.3, 10Base-T

ISO/IEC 8802-3 clase 14

Fast Ethernet IEEE 802.3U, 100Base-TX

ISO/IEC 8802-3 clase 25, 28

IEEE 802.3, 100Base-FX ISO/IEC 8802-3

Gigabit Ethernet IEEE 802.3z

IEC 60950

IEEE 802.3ab-1000Base-X IEC 60950

IEEE 802.3x IEC 61000-4-2

1 000 Base-LX ---

1 000 Base-SX ---

1 000 Base-T ---

1 000 Base-ZX ---

Virtual LAN (WAN) troncalizado/etiquetado ---