Los enlaces de radio y celulares comunican con el SCADA los reconectadores, seccionalizadores, bancos de condensadores, plantas pequeñas y subestaciones remotas donde no llega la fibra. Llevan DNP3 o IEC 60870-5-104 sobre IP, dentro de una VPN. Su latencia y su disponibilidad no están garantizadas como en un canal dedicado, por eso sirven para supervisión y control, pero no para protección de alta velocidad.
Qué es y dónde está
Un enlace de radio o celular conecta con el centro de control equipos que están lejos de la red de fibra: reconectadores, seccionalizadores, bancos de condensadores de poste, medidores de frontera, plantas solares pequeñas y subestaciones compactas o rurales. En el sitio remoto hay un radio o un router celular conectado al controlador del equipo o a una RTU; en el otro extremo, una estación base de radio o la red del operador celular hasta un concentrador VPN junto al SCADA.
Partes principales
- Radio o router celular con puertos Ethernet y serie, firewall y VPN.
- Antena (direccional u omnidireccional), cable coaxial y descargador de sobretensiones del coaxial con su puesta a tierra.
- Tarjetas SIM, a menudo dos de operadores distintos, en una red privada del operador (APN privado).
- Estación base o repetidores, en redes de radio propias.
- Concentrador VPN y firewall en el centro de control.
- Alimentación desde la batería del controlador o del gabinete.
Cómo funciona
Radio licenciada. La empresa obtiene un permiso de uso del espectro de la autoridad nacional. Puede ser de banda angosta, en VHF o UHF, punto a multipunto, con capacidad baja y buen alcance; o de microondas punto a punto, con más capacidad. Al ser exclusiva, tiene menos interferencia.
Radio no licenciada. Usa bandas de uso libre, según la regulación de cada país. Es económica, pero comparte el espectro con otros usuarios y puede sufrir interferencia.
Celular 4G o 5G. Usa la red pública del operador. Es rápida de instalar y tiene buena cobertura urbana, pero la latencia varía con la carga de la red, la cobertura cambia y el servicio depende del mantenimiento del operador. Algunas empresas eléctricas evalúan redes LTE privadas.
| Tecnología | Espectro | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| Radio licenciada | Permiso exclusivo de la autoridad nacional: VHF o UHF punto a multipunto, o microondas punto a punto | Menos interferencia; buen alcance en banda angosta y más capacidad en microondas | Capacidad baja en banda angosta |
| Radio no licenciada | Bandas de uso libre según la regulación de cada país | Económica | Comparte el espectro y puede sufrir interferencia |
| Celular 4G o 5G | Red pública del operador | Rápida de instalar, buena cobertura urbana | Latencia variable con la carga, cobertura cambiante y dependencia del mantenimiento del operador |
Protocolos sobre IP. El controlador del equipo habla DNP3 (IEEE 1815) o IEC 60870-5-104. Los puertos registrados ante IANA son TCP 20000 para DNP3 y TCP 2404 para IEC 60870-5-104. Ambos protocolos permiten reporte por excepción: el equipo envía solo los cambios, con estampa de tiempo, y guarda los eventos mientras el enlace está caído. En IEC 60870-5-104, la norma propone valores por defecto para los temporizadores (t0 de 30 s, t1 de 15 s, t2 de 10 s y t3 de 20 s) y para las ventanas k = 12 y w = 8. Sobre enlaces con latencia alta o variable puede ser necesario ajustarlos, de acuerdo con el centro de control.
VPN. El tráfico viaja cifrado entre el router remoto y el concentrador. Ningún equipo de campo debe quedar expuesto con dirección pública. IEEE 1815 incluye autenticación segura para DNP3, e IEC 62351-3 aplica TLS a los protocolos sobre TCP/IP.
Límites: por qué no sirve para protección rápida
Un esquema de teleprotección necesita un canal con tiempo de transmisión acotado y alta disponibilidad, verificados según IEC 60834-1. Una red celular pública no garantiza ninguno de los dos, y una radio de banda angosta tiene poca capacidad y retardos altos. Por eso estos enlaces se usan para supervisión, mandos, lectura de eventos y configuración remota, y la protección debe funcionar con sus ajustes locales aunque el enlace se caiga. Para teleprotección se usan fibra, multiplexor, onda portadora o microondas dedicadas (ver equipo de teleprotección).
La sincronización de tiempo por la red celular tampoco es precisa. Si se necesitan secuencias de eventos comparables entre sitios, conviene un receptor GNSS local (ver sincronización de tiempo).
Variantes y criterios de selección
- Celular con doble SIM: la opción más común para reconectadores urbanos y periurbanos.
- Radio licenciada punto a multipunto: zonas rurales sin buena cobertura celular o donde la empresa quiere control total del canal.
- Microondas punto a punto: enlaces troncales hacia subestaciones remotas.
- Malla de radio no licenciada: redes de medición y automatización con muchos nodos.
Se decide por cobertura medida en sitio, capacidad, latencia aceptable para la aplicación, costo de operación y política de seguridad.
Datos clave de especificación
- Tecnologías y bandas soportadas por el router o radio.
- Interfaces Ethernet y serie, firewall, tipos de VPN.
- Doble SIM y conmutación automática.
- Ambiente: temperatura del gabinete, compatibilidad electromagnética, alimentación.
- Supervisión: nivel de señal, estado de la VPN y registro de eventos enviados al SCADA.
- Gestión remota segura del propio router.
Integración con protección y control
El enlace transporta los datos del controlador del reconectador o de la RTU: estados, medidas, alarmas, eventos y mandos con selección previa a la operación. Las señales de estado del enlace y del router conviene integrarlas también al SCADA, para distinguir una falla de comunicación de una falla del equipo.
Pruebas en puesta en servicio y mantenimiento
- Medición de cobertura en el sitio antes de instalar, a la altura real de la antena.
- Latencia y pérdida de paquetes durante varias horas, no en una sola prueba.
- Punto a punto con el SCADA: cada estado, medida y mando.
- Corte del enlace: desconectar la antena, generar eventos y verificar que llegan con su hora al reconectar.
- Conmutación de SIM y reconexión de la VPN tras un corte de alimentación.
Fallas comunes y qué revisar primero
- Humedad en conectores de antena y coaxial.
- Daño por descargas atmosféricas sin descargador ni puesta a tierra adecuada.
- Sesiones TCP cerradas por el operador tras un tiempo de inactividad.
- Plan de datos agotado o SIM suspendida.
- APN o credenciales mal configurados tras cambiar la SIM.
- Direcciones de enlace o de estación duplicadas en el protocolo.
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Referencias
- IEEE 1815: protocolo DNP3.
- IEC 60870-5-104: acceso a red para IEC 60870-5-101 con perfiles de transporte estándar.
- IEC 62351-3 e IEC 62351-5: seguridad para protocolos sobre TCP/IP y para IEC 60870-5 y derivados.
- IEC 60834-1: equipos de teleprotección, sistemas de comando.
- IEC TR 61850-90-12: guía de ingeniería de redes de área amplia.
Preguntas frecuentes
¿Puedo hacer teleprotección por la red celular?
No para esquemas de alta velocidad. La red celular pública no garantiza la latencia ni la disponibilidad que necesitan un permiso, un bloqueo o un disparo transferido. Sirve para supervisión, mandos de operación, lectura de eventos y configuración remota.
¿Por qué el reconectador se desconecta del SCADA cada cierto tiempo?
Causas habituales: el operador celular cierra sesiones TCP inactivas, la cobertura varía, la antena o su cable tienen humedad, o el plan de datos se agotó. Conviene revisar los temporizadores de mantenimiento de la conexión, la señal registrada por el router y su registro de eventos.
¿Qué protocolo conviene sobre un enlace celular, DNP3 o IEC 60870-5-104?
El que pida el centro de control. Ambos funcionan sobre TCP/IP y admiten reporte por excepción con estampa de tiempo, que reduce el tráfico. Lo importante es ajustar temporizadores y bandas muertas al enlace y protegerlo con VPN.