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MÉXICO

EQUIPO DE RADIOFRECUENCIA PARA DATOS CON IP EN LA BANDA DE 400 MHz

ESPECIFICACIÓN CFE U1100-27

JULIO 2013



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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _________________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN _____________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN _____________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ______________________________________________________________________ 2

4.1 Puente (Bridge) _____________________________________________________________________ 2

4.2 “Half-Duplex” _______________________________________________________________________ 2

4.3 Ruteador (Router) ___________________________________________________________________ 2

4.4 “Simplex” __________________________________________________________________________ 2

4.5 Vecinos ____________________________________________________________________________ 2

5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS ________________________________________________________ 2

6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ______________________________________ 3

6.1 Características Generales ____________________________________________________________ 3

6.2 Radiofrecuencia ____________________________________________________________________ 5

7 CONDICIONES DE OPERACIÓN _______________________________________________________ 5

7.1 Configuración ______________________________________________________________________ 5

7.2 Modos de Operación _________________________________________________________________ 5

7.3 Administración de Tráfico de Mensajes Espontáneos en la Red ____________________________ 6

8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE ________________________________________ 6

9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL ____________________________________________ 6

10 CONTROL DE CALIDAD ______________________________________________________________ 6

10.1 Pruebas Prototipo ___________________________________________________________________ 7

10.2 Pruebas Funcionales ________________________________________________________________ 8

11 MARCADO ________________________________________________________________________ 10

12 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO ___________________________________________________________ 10

13 BIBLIOGRAFIA ____________________________________________________________________ 11

14 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES _________________________________________________ 11



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TABLA 1 Pruebas tecnológicas de prototipo __________________________________________________ 7

TABLA 2 Documentación __________________________________________________________________ 8



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1 OBJETIVO Describir los requerimientos técnicos con los que deben ser suministrados y las funcionalidades con que deben operar los equipos de radiofrecuencia para datos con IP en sistemas SCADA en la banda de 400 MHz.

2 CAMPO DE APLICACIÓN En la adquisición que realicen las áreas operativas de la CFE, de modo que se puedan establecer las trayectorias principales y alternas de comunicación entre los equipos.

3 NORMAS QUE APLICAN IEC 60068-2-1-2007 Environmental Testing - Part 2-1: Tests - Test A: Cold. IEC 60068-2-2-2007 Environmental Testing - Part 2-2: Tests - Test B: Dryheat. IEC 60068-2-30-2005 Environmental Testing - Part 2-30: Tests - Test Db: Damp Heat, Cyclic

(12 h + 12 h cycle). IEC 60255-5-2000 Electrical Relays - Part 5: Insulation Coordination for Measuring Relays

and Protection Equipment - Requirements and Tests. IEC 60255-21-1-1988 Electrical Relays - Part 21: Vibration, Shock, Bump and Seismic Tests on

Measuring Relays and Protection Equipment - Section One: Vibration Tests (Sinusoidal).

IEC 61000-4-2-2008 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and

Measurement Techniques - Electrostatic Discharge Immunity Test. IEC 61000-4-3-2010 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and

Measurement Techniques - Radiated, Radio - Frequency, Electromagnetic Field Immunity Test.

IEC 61000-4-4-2011 Amendment 1 - Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing

and Measurement Techniques - Electrical Fast Transient/Burst Immunity Test.


Measurement Techniques - Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity Tests.


Measurement Techniques - Ring Wave Immunity Test. NRF-001-CFE-2007 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción y

Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE. NRF-002-CFE-2009 Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos. NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe utilizarse la edición vigente en la fecha de

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



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4 DEFINICIONES 4.1 Puente (Bridge) Es el modo de operación en donde un paquete recibido a través de cualquier interface es enviado a la interface apropiada de todas las unidades de una red, sin ningún tipo de filtro. 4.2 “Half-Duplex” Modo de operación que utiliza dos frecuencias; una para transmisión y otra para recepción. 4.3 Ruteador (Router) Es el modo de operación en el que cada paquete es verificado y enviado al destino correspondiente, con base a la ruta configurada, por lo que cada unidad puede funcionar simultáneamente como un repetidor y enviar paquetes al equipo conectado. 4.4 “Simplex”

Modo de operación que utiliza una sola frecuencia para la transmisión y para la recepción. 4.5 Vecinos Se refiere a los equipos de radiofrecuencia con los que un equipo en particular puede tener un enlace directo de comunicación (sin repetidor), en el caso de estar configurado en modo “Router”, son también aquellos equipos de radios que no están en las trayectorias de ruteo. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS IP “Internet Protocol”.

NTP “Network Time Protocol”.

RF Radio Frecuencia.

Rx Recepción en Telecomunicaciones.

SCADA Control Supervisorio y de Adquisición de Datos (Supervisory Control And Data Acquisition).

SNMP “Simple Network Management Protocol”.

Tx Transmisión en Telecomunicaciones.

CPFSK “Continuous Phase Frecuency Shift Keying Modulation”. MDI/MDIX “Medium Dependent Interface/Medium Dependent Interface Crossover”. BER “Bit Error Rate”.



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6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 6.1 Características Generales

El radio modem debe poder ser utilizado como maestro/esclavo indistintamente y debe cumplir con al menos las siguientes características:

a) Configurable como Ruteador (Router) / Puente (Bridge). b) Modo de operación en radiofrecuencia “simplex” y “half-duplex”. c) Modulación: al menos 2-CPFSK / 4-CPFSK. d) Sincronía por NTP para el reporte de alarmas por SNMP. e) Tiempo de transición de Tx a Rx y de Rx a Tx menor o igual a 1.5 ms. f) Velocidad de los puertos seriales configurable desde 300 kbps a 57.6 kbps. g) Debe contar con un autodiagnóstico que verifique la correcta operación de sus componentes

internos y de la operación continúa. h) Debe contar con memoria no volátil, para guardar los ajustes de configuración y de

almacenamiento de datos obtenidos de su operación. i) Batería interna para conservar el tiempo de reloj y los estampados de tiempo de los eventos

internos mientras no haya energía de alimentación al radio. j) El equipo debe contar con una lógica de prevención de colisiones. k) Debe contar con funciones de autodiagnóstico local. l) Administración de tráfico de mensajes espontáneos en la red. m) Administración y configuración del radio por “web” para diagnóstico y cambio de parámetros de

manera local y remota vía RF. n) El equipo debe contar con al menos una entrada para alarma externa. o) Debe contar con supervisión de parámetros internos del radio, incluyendo al menos las siguientes

variables: Nivel de recepción, temperatura interna de radio, tensión de alimentación, potencia de salida, reflejo de potencia de salida y estadísticas de tráfico de cada uno de los canales. Estos parámetros deben ser reportados por SNMP, consulta vía “web” y almacenarse por al menos 10 días en intervalos configurables de 10 min a 30 min (Históricos). Tanto del propio equipo como de sus vecinos.

p) Debe contar con reporte de alarmas vía SNMP de al menos las siguientes variables: Nivel de

recepción, temperatura interna de radio, tensión de alimentación, potencia de salida, reflejo de potencia de salida.



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q) Reportes de estadísticas obtenidas de manera local y remota. La comunicación remota debe ser mediante “web” y la información obtenida debe ser presentada como gráficas o tabulares de datos.

Estadísticas mínimas requeridas: - volumen de tráfico de datos en todas las interfaces,

- número de paquetes transmitidos y rendimiento por segundo.

- tensión de alimentación, potencia de salida, reflejo de potencia de salida, estadísticas de tráfico de canal.

En caso de requerirse la instalación y puesta en servicio del equipo el área usuaria debe indicarlo en las Características Particulares. 6.1.1 Puertos de comunicación

a) Un puerto serial RS-232. En Características Particulares se debe indicar si se requieren puertos

adicionales y conversión de RS-232 a RS-485. b) Un puerto “Ethernet” 10/100 Base-T Auto MDI/MDIX, de acuerdo a la referencia [1] del capítulo 13

de esta especificación. c) Un puerto “Ethernet”, RS-232 o USB, para configuración local. d) Protocolos de comunicación mínimos que debe soportar el equipo: TCP, UDP, SNMP, IPv4.

6.1.2 Características físicas

a) Las dimensiones del radio no deben exceder de 170 mm ancho x 190 mm largo x 60 mm alto. b) La carcasa del radio debe ser cerrada sin orificios de ventilación con características tales que

permitan una adecuada disipación de calor para el funcionamiento correcto del radio. c) El equipo no debe de contener partes móviles para su operación. d) El conector de radiofrecuencia debe ser del tipo comercial que asegure una conexión que no

exceda 0.1 dB de pérdida.

6.1.3 Eléctricas Debe cumplir con al menos las siguientes características:

a) Alimentación nominal de 13.8 V c.d. y operar en un intervalo de tensión desde 10 V c.d. hasta 30 V c.d.

b) Consumo máximo del equipo en recepción hasta 5 W y en transmisión hasta 45 W. c) Potencia de salida de RF, configurable desde 0.1 W a 5 W continuos. En Características

Particulares se debe indicar cuándo se requiera mayor potencia.



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6.2 Radiofrecuencia a) Frecuencias de operación, programable en las sub-bandas de (407.300 a 414.950) MHz y de

(422.300 a 430.000) MHz. b) Espaciamiento de canal, configurable a (6.25 / 12.5 / 25) kHz. c) Estabilidad de frecuencia de ± 1.0 ppm. d) Ancho de banda: al menos 19.2 kbps / 6.25 kHz, 38.4 kbps / 12.5 kHz y 57.6 kbps / 25 kHz. e) Sensibilidad para un BER de 10-6 con 9.6 kbps y 25 kHz. de -110 dBm o mejor.

7 CONDICIONES DE OPERACIÓN La temperatura de operación debe ser desde -20 °C a +70 °C y una humedad relativa de hasta 95 % sin condensación. 7.1 Configuración

El equipo debe venir con una configuración de fábrica (default) y debe ser probado y ajustado por el usuario antes de ser instalado en campo. Debe contar con una opción para que una vez que ya fue configurado puedan restablecerse los valores de originales de fábrica. El acceso para la configuración del equipo debe hacerse a través de una contraseña única (password) que pueda ser cambiada o modificada por el usuario. 7.2 Modos de Operación

7.2.1 Modo puente (Bridge)

El equipo al estar configurado en modo puente (Bridge) debe replicar cualquier paquete de información que reciba por alguno de sus puertos seriales, hacia los puertos seriales de los demás equipos de radio que reciban la señal transmitida. Esto es; la señal que entra por el puerto serial del radio, la empaqueta y la envía por RF para todos los equipos de radio del sistema de comunicaciones (Broadcast) y todos los radios que reciban la deben desempaquetar y enviarlas a sus puertos seriales. Para los puertos “Ethernet” el comportamiento es similar; lo que entra por un puerto “Ethernet” del radio origen, sale también por el puerto “Ethernet” del resto de los radios. 7.2.2 Modo ruteador (Router)

El equipo al estar configurado en modo ruteador (Router) requiere de una tabla de ruteo o algo similar, que deba ser definida por el usuario, para establecer la ruta de comunicación entre el radio de origen y el de destino, haciendo más eficiente el envío de paquetes. Esto es; la señal que entra por el puerto del radio, la empaqueta y la envía por RF a los destinos configurados previamente y el radio con la IP de destino recibirá la señal y la desempaquetará.

7.2.3 Función repetidor

Cualquier unidad de radio puede hacer la función de repetidor, que consiste en recibir un paquete de datos por RF y retransmitirlo. Cuando el radio está configurado en modo puente (Bridge), se deben tener al menos 5 radios con esta función, mientras que cuando el radio está configurado en modo ruteador (Router), esta función debe tener un número ilimitado de radios que hagan esta función de repetidor.



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7.3 Administración de Tráfico de Mensajes Espontáneos en la Red

En una red con equipos SCADA, cuando se presenten mensajes no solicitados y que pudiera existir la posibilidad de colisiones, el radio debe ser capaz de administrar los paquetes de información almacenándolos y esperando a que se desocupe el canal de comunicación para enviarlos, con la finalidad de evitar los reintentos de los equipos SCADA. 8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE No aplica. 9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL No aplica. 10 CONTROL DE CALIDAD Los equipos deben acreditar las pruebas prototipo, una vez aprobadas, se procederá a la fabricación en las que se aplicarán pruebas en fábrica y en sitio. La CFE representada por el LAPEM o persona física o moral que la misma designe, debe inspeccionar y probar los bienes a fin de verificar el cumplimiento de las especificaciones del contrato y de la convocatoria de licitación. Los equipos deben ser diseñados y construidos para operar sin presentar fallas ocasionadas por influencias electromagnéticas. El diseño se debe haber comprobado a fin de evitar consecuencias de errores en el mismo. Las condiciones de transporte deben ser consideradas a fin de evitar mal funcionamiento. Las tarjetas de circuito impreso deben ser de fibra de vidrio con pistas estañadas o doradas y protegidas con barniz anti-soldante tropicalizado. Las conexiones de una cara a otra de las tarjetas debe ser con el sistema orificio pasante (through hole) y no deben tener conexiones con alambres. Todos los componentes activos y pasivos, circuitos integrados y discretos deben estar soldados a sus terminales en los circuitos impresos de la tarjeta, con excepción de las memorias, microprocesadores y elementos de alta integración, los cuales se pueden insertar en bases soldadas a la tarjeta. Los materiales utilizados del equipo no deben ser higroscópicos. 10.1 Pruebas Prototipo Las pruebas prototipo así como las pruebas funcionales deben ser realizadas utilizando tarjetas de circuito impreso con diseño y calidad de producto final. No se aceptan modificaciones a las tarjetas de circuito impreso durante el proceso de las pruebas prototipo. Las pruebas prototipo así como las pruebas funcionales deben ser realizadas con todas las funciones y características con las que cuente el equipo y que se pretendan aprobar. Para el cumplimiento de las pruebas prototipo véase la tabla 1.



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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)

-20 ºC 16 h 70 ºC 16 h

2 Temperatura y humedad IEC 60068-2-30 25 ºC a + 55 ºC

con 95 % HR

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 1000) MHz

7 Interrupciones y caídas de tensión IEC 61000-4-11

Interrupciones 95 % / 5 s Caídas 30 % / 10 ms

8 Descargas electrostáticas IEC 61000-4-2

Nivel 4 ± 8 kV contacto ± 15 kV aire

Aislamiento 9 Tensión de impulso IEC 60255-5

5 kV (valor pico) 1,2/50 µs tres impulsos positivos y tres impulsos negativos

10.1.1 Documentación La documentación que se debe presentar junto con las pruebas de prototipo, se indica en la tabla 2.



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TABLA 2 – Documentación

Documentación

1 Índices estadísticos de confiabilidad, MTBF, MTTR, MTBR.

Especificaciones del fabricante - -

2 “Firmware”, software y hardware

Especificaciones del fabricante.

Carta del proveedor donde mencione la versión del “firmware” y hardware del relevador y software de explotación.

10.2 Pruebas Funcionales Consisten en las pruebas que deben ser realizadas a los equipos de radiofrecuencia, con la finalidad de evaluar y comprobar los requerimientos de la presente especificación. El cumplimiento, incumplimiento o las desviaciones, deben ser asentados en un reporte de resultados. Las pruebas funcionales se describen a continuación. 10.2.1 Autodiagnóstico Es la comprobación o verificación local de la correcta operación o mal funcionamiento del equipo, la cual se realiza al momento de ponerlo en funcionamiento y durante su continua operación, reportándola a través de una indicación visual. 10.2.2 Frecuencia Comprobación de que el radio es programable en las frecuencias que indica la especificación y que tenga un desempeño óptimo en las frecuencias programadas. 10.2.3 RSSI Verificar la sensibilidad de recepción de radiofrecuencia, comprobando que al mínimo de la señal de recepción y tasa de desempeño cumpla con lo que se establece en la especificación. 10.2.4 Modulación Verificar que la modulación con la que se configura el radio es realmente la que se está utilizando para establecer el enlace entre dos radios, comprobando una transmisión correcta de datos. 10.2.5 Puente (Bridge) Verificar que los paquetes que se envían por un puerto serial del radio se repliquen en los puertos seriales del resto de los radios del sistema de comunicación; así mismo, verificar que los paquetes que se envían por el puerto “Ethernet” del radio se repliquen en los puertos “Ethernet” del resto de los radios del sistema de comunicación. 10.2.6 Ruteador (Router) Verificar que un paquete de datos que se envíe de un punto a otro del sistema de comunicación cumpla con la ruta establecida en la tabla de ruteo programada por el usuario. En un sistema en donde se envía información simultanea de dos equipos o más sin que exista pérdida de ésta. Se sugiere preparar el siguiente escenario de pruebas para comprobar la correcta operación de esta función:

a) En la entrada de los puertos seriales o “Ethernet” de dos o más radios se debe inyectar de manera simultánea un tren de datos, por ejemplo de 50 valores analógicos de 32 bits o 100 valores analógicos de 16 bits y deben ser recibidos en el radio destino sin pérdida de información, esta prueba debe ser realizada varias veces.



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b) Partiendo de un sistema SCADA en donde en un mismo radio se conectan dos dispositivos

maestros por puertos distintos del radio (un COM y un Ethernet por ejemplo) y en el otro lado de enlace, se tienen al menos 3 radios con un dispositivos esclavos cada radio, en el que al provocarles eventos de manera simultánea, los dispositivos maestros los interroguen verificando que no exista mensajes sin contestar o pérdida de información en los mensajes. Las pruebas deben ser realizadas con mensaje no solicitado y por poleo.

c) Se parte de un esquema de sistema SCADA en donde se quiere empalmar la comunicación del

mismo canal de comunicación de dos dispositivos maestros con dos esclavos; el primer maestro debe interrogar al primer esclavo y el segundo maestro interrogar al segundo esclavo, para lo cual se requieren 4 equipos de radio y se deben poner a interrogar en el mismo medio de comunicación simultáneamente.

d) Se debe probar la capacidad de poder enviar mensajes IP a través de una ruta de al menos 15

radios. 10.2.7 Repetidor Configurar una cantidad de equipos de radio que están en modo puente (Bridge) con la función de repetidor y comprobar que un mensaje de datos se transmite y recibe desde un radio origen hasta un destino. Se debe preparar el siguiente escenario de pruebas para comprobar la correcta operación de esta función:

a) Simulando que en un sistema SCADA, con al menos 5 saltos de repetición, se tiene un dispositivo maestro en un radio y en cada repetidor debe haber un dispositivo esclavo. Se debe comprobar que la información de datos llega a sus destinos, sin pérdida de mensajes o errores de comunicación, en un período de al menos 15 minutos de prueba y con una frecuencia de solicitudes del dispositivo maestro continua a cada uno de los dispositivos esclavos, es decir que recibiendo la respuesta del dispositivo o dispositivos esclavos, inmediatamente debe hacer el dispositivo maestro la siguiente solicitud.

10.2.8 Puertos de comunicación del radio Consiste en probar los puertos a sus distintas velocidades y modos de operación. 10.2.9 Administración local y a través de “web” Consiste en navegar con las distintas funcionalidades para la configuración del equipo y comprobar que los ajustes y parámetros que se establecen funcionen correctamente. 10.2.10 Manejo de alarmas Comprobar que las alarmas internas y externas se reporten de manera adecuada por SNMP. 10.2.11 Reportes Comprobar la veracidad de la emisión de reportes que genera el radio y del sistema de comunicaciones. 11 MARCADO Cada equipo debe tener integrado en un lugar visible y de forma indeleble al menos la siguiente información:

a) Nombre del fabricante.



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b) Modelo. c) Número de serie. d) Tensión nominal de alimentación. e) Sub-banda de frecuencia de operación. f) Año de fabricación. g) MAC “Address”. h) Consumo máximo de corriente.

12 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO Se debe cumplir con lo indicado en la norma de referencia NRF-001-CFE. Cada equipo se debe suministrar con un ejemplar en formato electrónico del manual técnico de configuración y operación, el cual debe cumplir con la norma de referencia NRF-002-CFE. 13 BIBLIOGRAFÍA [1] IEEE 802.3-2008 Standard for Information Technology – Specific Requirements. 14 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES

Las Características Particulares que la CFE proporciona son las contenidas en el formato CPE-477 anexo a esta especificación.

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

CARACTERISTICAS PARTICULARES PARA: EQUIPO DE RADIOFRECUENCIA PARA DATOS CON IP EN LA BANDA DE 400 MHz

Correspondiente a la especificación CFE U1100-27

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CPE

-477

a) Se requiere además del serial RS-232, un puerto adicional:

( ) Puerto RS-232 ( ) Puerto RS-232 con conversión por software a RS-485

b) Se requiere potencia adicional de Tx superior a 5 W.

( ) Configurable hasta 10 W. c) Se requiere la instalación.

SI ( ) NO ( ) d) Se requiere la puesta en servicio.

SI ( ) NO ( )

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