Titulo Estágio
Orquestração de serviços de SmartGrid em cenários 5G
Local do Estágio
DEI-FCTUC / CISUC
Enquadramento
O setor da energia enfrenta atualmente diversos desafios, envolvendo quer os distribuidores, como os operadores de transmissão/transporte de energia. Estes desafios são motivados pela exigência crescente dos consumidores e dos reguladores do mercado, pela liberalização do setor e pelos desafios ambientais. A transformação digital do setor é fundamental para aumentar a resiliência, flexibilidade e segurança da rede, ao mesmo tempo que se pretende melhorar a qualidade do serviço prestado e a eficiência operacional.
Neste cenário, a adoção de tecnologias de redes celulares de última geração (5G) representa uma nova possibilidade de gestão dos sistemas críticos do sector energético, através da instalação de equipamentos dotados de comunicação 5G em qualquer ponto da rede elétrica, sem modificar a infraestrutura existente.
Este novo paradigma permite a instalação de dispositivos de uma forma uniforme e universal, representando uma redução do custo de operações de manutenção imediata e também, mais a longo prazo, uma redução no custo de aquisição e instalação destes sistemas. As redes (5G) proporcionarão ainda um leque de novas funcionalidades, nomeadamente, a muito baixa latência, disponibilidade de serviço próxima dos 100%, e a flexibilidade na disponibilização de serviços, recorrendo a uma forte componente de “softwarização” e virtualização das telecomunicações, que proporcionará um conjunto de novas possibilidades que podem ser aproveitadas para responder aos desafios do setor da energia.
O projeto Smart5Grid tem como objetivo propor soluções para os desafios que se colocam às redes elétricas inteligentes de última geração, e incluirá o desenvolvimento de sistemas de monitorização para 5G, uso de redes privadas 5G e mecanismos de segurança nas comunicações.
Especificamente, o trabalho a desenvolver durante este estágio focará a orquestração de serviços em redes 5G num cenário de redes elétricas inteligentes, de modo a garantir a fiabilidade e baixa latência necessárias para o controlo e monitorização efetiva dos serviços críticos prestados pelas redes de energia, desde os pontos de distribuição aos serviços centrais de controlo.
Neste estágio o estudante terá a possibilidade de trabalhar em duas áreas em rápida evolução, redes 5G e redes elétricas inteligentes, integrando uma equipa multidisciplinar com vários elementos da Universidade de Coimbra e de empresas privadas.
Objetivo
O estágio a desenvolver tem 4 objetivos principais:
- Desenho de modelos de otimização para orquestração de serviços em redes 5G para infraestruturas críticas de distribuição de energia, que têm requisitos de baixa latência e elevada resiliência;
- Implementação dos modelos de otimização recorrendo a plataformas de orquestração no edge (Kubernetes, Kubeedge) e no core da rede (OpenStack), ou via simuladores/emuladores (simu5G);
- Avaliação da performance dos serviços em redes 5G com infraestruturas dedicadas e partilhadas;
-Aplicação da infraestrutura 5G desenvolvida para monitoramento em tempo real de informações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica.
Adicionalmente, espera-se que como resultado do trabalho seja possível a publicação de um artigo científico numa conferência ou revista internacional.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
T1.1 – Análise do estado da arte de mecanismos de orquestração de recursos em 5G e de serviços de SmartGrid com elevados requisitos de fiabilidade e de reduzida latência.
T1.2 – Desenho preliminar de mecanismos de orquestração para cenários simples.
T1.3 – Realização de estudos de validação em cenários simples usando 5G. O objetivo desta tarefa prende-se com o conhecimento da(s) plataforma(s) de gestão de infraestrutura a usar (Kubernetes, OpenStack), ou via simuladores/emuladores (simu5G).
T1.4 – Escrita do relatório intermédio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
T2.1 – Implementação de mecanismos de orquestração.
T2.2 – Avaliação dos mecanismos de orquestração tendo em conta cenários com complexidade variável e com serviços de SmartGrid.
T.2.3 – Elaboração da documentação para efeitos de dissertação e de publicação científica.
Condições
O aluno terá acesso a todos os recursos computacionais necessários para desenvolver o trabalho. Será também disponibilizado um local de trabalho no CISUC (Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra). A avaliação através de simulação poderá ser feita recorrendo a recursos computacionais disponíveis no departamento.
Existe a possibilidade de atribuição de uma bolsa de investigação.
Observações
As atividades propostas nesta dissertação enquadram-se no projeto Smart5Grid (https://www.cisuc.uc.pt/en/projects/smart5grid-automated-5g-networks-and-services-for-smart-grids).
Porque é que este estágio é interessante?
- Participação num projeto nacional, financiado pelo P2020, que envolve empresas e o meio académico, num tema de grande atualidade e com um potencial de aplicabilidade muito grande no futuro;
- Possibilidade de contribuir para a aplicação de redes celulares de última geração a redes elétricas;
- Possibilidade de participar em soluções com de elevada aplicabilidade prática e comercial em empresas do setor energético.
Orientador
Bruno Miguel de Oliveira Sousa
bmsousa@dei..uc.pt 📩