Smart Grid _final e
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République Algérienne Démocratique et PopulaireMinistère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Amar Telidji Laghouat
Faculté des SciencesDépartement de Mathématiques d’Informatique
Filière: InformatiqueOption: Réseaux, Systèmes et applications réparties (ReSar)
Réalisé par : BOUSSEBCI Mebarka Encadré par : Mr. LAGRAA Nasreddine
Le routage de données dans les Smart Grids
08 Juin 2015
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Demande croissante. Production polluante. Intégration des
énergies renouvelables. Pannes difficiles à
détecter.
Remplacer l’infrastructure.
Rendre le réseau pilotable.
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communication5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Routage des données
Réseau de communications
Comprendre c’est quoi un Smart Grid
RPL
Plan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
Smart Grid
Intelligent
Réseau
Réseau Intelligent
Définition du Smart Grid
Réseau Électrique Intelligent “ Réseaux de distribution d’électricité ayant recours
à des solutions informatiques complexes pour optimiser les interactions entre l’offre et la demande d’électricité ”
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Infrastructure
Électrique
Infrastructure
De communication
Définition du Smart Grid
Smart Grid
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats de la simulation8. Conclusion et perspectives
Plan
Consommation
Distribution
Transport
Production
Infrastructure électrique des Smart Grids
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
MaisonBâtimentUsine
Quartier
Ville
Centre de contrôle Passer
elle
Relai + DAP
Infrastructure de communication des Smart
Grids
Relai + DAP
Relai + DAP
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
MaisonBâtimentUsine
Quartier
Passerelle
Ville
Centre de contrôle
Relai + DAP
Infrastructure de communication des Smart
Grids
HAN
NAN
WAN
N2N
BAN IAN
Relai + DAP
Relai + DAP
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Prestataire de service
s
Opérations Marché
de l’électricité Production
Transmission
Distribution
Consommation
Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Gestion du
marché
Opérations du marché
Agrégation
Commerçants
Activités auxiliaires
Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
Opérations
prestataire de
servicesDistribution
Production
Transmission
Consommation
Marché de
l’électricité
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Facturation
Gestion des utilisateurs
Installations et
maintenance
Gestion des Maisons /
bâtiments
Autres services
Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
Opérations
prestataire de
servicesDistribution
Production
Transmission
Consommation
Marché de
l’électricité
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Maison Intelligente Usine
Bâtiment Bâtiment commerci
al
Voiture électrique
Automatisation
Mesure
Contrôle à distance
Opérations
Distribution
Production
Transmission
Consommation
Marché de
l’électricité
prestataire de
services
Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
HAN ( Home Area Network )
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Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
Compteur Intelligent ( Smart Meter )
Bluetooth ZigBee Etherne
t PLC
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1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
1. Demande d’accès2. Demande
d’authentification3. Authentification4. Si accès : Offres
Marché
Production
Distribution
Transmission
Consommateur 1
234
5. Choix 1 : Fournisseur 6. Choix : Heure,
Quantité 7. Electricité délivrée
56
7
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Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
Marché
Production
Distribution
Transmission
Consommateur
5’. Choix 2 : Voisin vendeur 6’. Choix : Heure, Quantité7’. Electricité délivrée
Voisin.V
6’ 6
’
1. Demande d’accès2. Demande
d’authentification3. Authentification4. Si accès : Offres
12345’
7
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Modèle conceptuel du Smart Grid de NIST
Marché
Production
Distribution
Transmission
Consommateur
5’. Choix 2 : Voisin vendeur 6’. Choix : Heure, Quantité7’. Electricité délivrée
Voisin.V
6’ 6
’
1. Demande d’accès2. Demande
d’authentification3. Authentification4. Si accès : Offres
12345’
7
Comment ces données sont échangées dans les Smart Grids ?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
• RPL: Routing Protocol for Low power and Lossy Networks
Protocoles de routages des Smart Grids
Développé par IETF (Internet Engeneering Task Force )
Hiérarchique Pour les LLNs Au niveau des NANs IPV6 Communications P2MP , MP2P, P2P • DODAG: Destination Oriented Dynamic Acyclic
Graph.• Quatre types de messages :
DIO: DAG Information Object DIS: DAG Information Solicitation DAO: Destination Advertisment Object DAO-ACK: Acquittement du DAO (DAO
Acknowledgement)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
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Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
• OCP: (Objective Code Point)
Calcule son rang .
Met à jour sa liste père (i) .
Met à jour le PERE_PAR_DEFAUT .
Si nœud routeur : Rediffuser le message DIO.
Envoyer DAO au nœud racine.
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Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
• DAO: Destination Advertisment Object
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Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
• DAO: Destination Advertisment Object
• DAO-ACK: Acquittement du DAO
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Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
• DAO: Destination Advertisment Object
• DAO-ACK: Acquittement du DAO
• DIS: DAG Information Solicitation
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Fonctionnement du RPL
Nœud racine : Passerelle V Sink Nœud routeur : Compteur intelligent V Capteur Nœud Feuille : Compteur intelligent V Capteur
• DIO (Dodag Information Object )
• DAO: Destination Advertisment Object
• DAO-ACK: Acquittement du DAO
• DIS: DAG Information Solicitation
A
B C D E F G
L
M
K R
T
S
U
P J OH
Q I N
Exemple 1 : DODAG (Destination Oriented Dynamic Acyclic Graph )
T -- > S
DODAG : N°1
S
T
T - R - C - A - D – S T -- > C T - R - C - A - C ( Mode sans mémoire ) T - R - C ( Mode avec mémoire )
Exemple 2 :
C
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1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
Résultats des simulations du RPL
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Résultats des simulations du RPL
- Paramétres de la simulation
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1 2
3 4
Résultats des simulations du RPL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
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Résultats des simulations du RPL
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1. Définition2. Architecture 3. Infrastructure de
communication 4. Exemple de communications5. Routage de données 6. Fonctionnement du RPL 7. Résultats des simulations8. Conclusion et perspectives
Plan
Ce travail nous a permis de: • définir et introduire les SGs,• présenter les technologies et les protocoles
utilisés dans les SGs, • simuler le protocole RPL.
Comme travaux, nous proposons de: • étudier le problème d’optimisation dans les
SGs,• sécuriser le protocole RPL,• comparer les performances RPL avec
d’autres protocoles. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Conclusion et perspectives
Merci pour votre attention