Às vezes, não importa quando algo quebra ou dá errado: será consertado em breve e nenhum dano real ocorrerá. Mas, outras vezes, é realmente uma questão de vida ou morte: os pontos de junção na rede ferroviária que precisam ser trocados antes que o trem rápido passe e o sistema de energia que deve estar sempre em perfeito equilíbrio para garantir o fornecimento seguro e confiável de eletricidade.

Convencionalmente, executar a tecnologia operacional (OT) que mantém as redes funcionando e os elétrons fluindo com segurança – em oposição à TI corporativa que mantém os negócios da organização funcionando – não pode ser exportada apenas para a nuvem. No entanto, ao mesmo tempo, a OT por trás dessa infraestrutura crítica deve começar a incorporar a tecnologia de TI, já que os sistemas OT estão se tornando cada vez mais centrados em software e orientados por dados.

Isso exige uma convergência de TI e OT, onde a TI pode estar internamente, na nuvem ou (mais provavelmente) em ambas. Mas, curiosamente, estão surgindo nuvens otimizadas para OT.

A OT tem sido amplamente mantida fora da nuvem porque, até agora, a nuvem era amplamente otimizada puramente para gerenciamento rápido, ágil e econômico de TI, enquanto a OT exige aplicações resilientes e seguras que ofereçam qualidade determinística de serviço.

De acordo com Hansen Chan, gerente sênior de mercado de produtos IP da Nokia, as redes em nuvem modernizadas estão começando a preencher essa lacuna crítica para atender às complexas demandas de capacidade para recursos de Data Center e satisfazer as necessidades de TI corporativa, bem como OT de missão crítica.

“A palavra 'nuvem' evoluiu. Inicialmente, quando as pessoas mencionavam a nuvem, imediatamente pensavam em um local físico onde os serviços de nuvem pública, como a Amazon Web Services (AWS), residem e onde os aplicativos corporativos são executados”.

“No entanto, desde então, assumiu um significado mais profundo e complexo: refere-se a um método de utilização e consumo de recursos de computação, armazenamento e rede que não se restringe a locais específicos. Pode ser na nuvem pública, como a AWS, mas também pode abranger Data Centers locais e instalações de colocation que você usa por conveniência, trazendo seus próprios recursos de computação. Ou é uma combinação de todas essas opções, em uma abordagem híbrida para a rede de nuvem corporativa”, diz Chan.

Um dos primeiros benefícios da nuvem foi simplesmente a capacidade de lidar melhor com picos de demanda, especialmente impulsionados por eventos sazonais, como vendas e feriados. Mas a OT, diz Chan, está muito menos sujeita a grandes picos e quedas na demanda, com o uso tipicamente mais estável e previsível. As nuvens OT, portanto, exigem arquiteturas sutilmente diferentes.

“A natureza absolutamente crítica das aplicações OT requer visibilidade de ponta a ponta. Os usuários não estão preocupados apenas com o desempenho em níveis individuais, mas com o desempenho geral dos sistemas de ponta a ponta. Eles precisam entender toda a conectividade e entrega da rede em tempo real, e não podem esperar por relatórios periódicos de seus fornecedores de serviços”, diz Chan.

E, é claro, os acordos de nível de serviço (SLAs) perdidos podem simplesmente não afetar algo tão trivial quanto os tempos de resposta do site, por exemplo, mas podem fazer com que as luzes diminuam em subúrbios distantes, causem lentidão ou até mesmo interrompam o movimento ferroviário, um hiato nos sistemas de produção ou muito, muito pior.

M-m-m- mudanças

O tempo passa lentamente no mundo da OT, com algumas infraestruturas que devem durar décadas ou mais e muitas não necessariamente fáceis de atualizar para acomodar novas tecnologias a um custo razoável – tubulações de água e esgoto, por exemplo.

Assim, adicionar o tipo de tecnologia desenvolvida nos últimos 20 anos que pode ajudar a monitorar e gerenciar melhor a infraestrutura crítica não pode ser feito da noite para o dia, mas quando eles são implementados, os resultados podem ser revolucionários. Além disso, as coisas estão realmente mudando mais rápido do que você pode imaginar.

“Sob a superfície, há uma série de mudanças fundamentais ocorrendo, como a transição do motor de combustão interna para a energia da bateria. A mudança é da operação eletromecânica para processos baseados em microprocessadores e, mais recentemente, um foco em operações centradas em software”, diz Chan.

Ele continua: “A tecnologia em nuvem é cada vez mais adotada por esses aplicativos de software. Os aplicativos OT estão se adaptando a novos requisitos, incluindo novos padrões regulatórios, demandas de eficiência líquida zero, melhorias na segurança e simplesmente ajustes em um ecossistema em evolução”.

Esse ecossistema em evolução, por exemplo, pode implicar as mudanças que estão sendo feitas agora nas redes de energia para acomodar melhor a energia renovável, desde a eletricidade mais dispersa gerada por parques eólicos até as famílias que geram sua própria energia solar e exportam seus excedentes de volta para a rede.

“Para acompanhar essas mudanças, os aplicativos OT precisam de recursos aprimorados. Isso envolve o desenvolvimento acelerado de software para que os recursos possam ser entregues de forma mais rápida e eficaz, e o uso da nuvem para hospedá-los e entregá-los. Isso implica alavancar a virtualização de software e se afastar dos ambientes estáticos tradicionais, utilizando microsserviços em ambientes de computação conteinerizados”, diz Chan. Como resultado, a OT está se tornando cada vez mais associada à nuvem, mesmo que a nuvem permaneça interna – pelo menos no futuro previsível.

Inicialmente, ele acrescenta, a tecnologia em nuvem foi adotada em sistemas de comunicação industrial, como rádio móvel e wireless privado, com o objetivo de oferecer serviços 5G mais escaláveis aos consumidores. Agora, até mesmo os aplicativos de controle estão começando a mudar para a nuvem.

“Tradicionalmente, os sistemas de controle eram bastante distribuídos, com controladores espalhados por várias zonas da infraestrutura. Essa configuração descentralizada levou a complexidades na gestão, mas a transição para a nuvem permitiu o surgimento de modelos mais centralizados, uniformes e, portanto, mais gerenciáveis.

“Por exemplo, em uma ferrovia, a comunicação de rede flui dos trilhos para as estações e, em seguida, para o Data Center da empresa que administra a ferrovia. Essa comunicação envolve os trens e as interfaces de controle a bordo transmitindo localização, status e outras informações para o sistema de gerenciamento de trens, que pode estar localizado na nuvem devido à mudança de paradigma OT”, diz Chan.

A nuvem OT, portanto, é um conceito que engloba um pool dedicado de poder computacional especificamente destinado a suportar aplicativos OT que, na maioria dos casos, são literalmente de missão crítica e, portanto, precisam de recursos de nuvem projetados e especificados de acordo. Mas tem de ser auxiliado, de ponta a ponta, pela tecnologia certa.

“A nuvem OT é uma solução projetada para atender aos rigorosos requisitos de confiabilidade, disponibilidade e resiliência para aplicativos OT. O desempenho consistente é fundamental, é claro, e o acesso a informações em tempo real ou, pelo menos, quase em tempo real é crucial”.

“Por exemplo, monitorar a temperatura dos rolamentos do trem enquanto o trem está em movimento para garantir que ele permaneça dentro dos parâmetros seguros e garantir alta disponibilidade para que nenhuma informação – nem mesmo a localização do trem – seja perdida por um único momento inesperado”, diz Chan.

Não se trata apenas do Data Center, ele acrescenta, mas de todas as informações que estão sendo comunicadas em toda a rede, seja a rede privada pertencente à empresa ferroviária e uma rede 5G pública que pode estar transmitindo informações essenciais para os negócios, mas não para a missão crítica.

Malha correta

A revolução silenciosa na OT requer uma rede de nuvem confiável que abranja todos os aspectos, desde o nodo mais distante na infraestrutura de OT, até o poder de computação no Data Center. A rede em nuvem compreende a rede de longa distância (WAN) de missão crítica na qual os sistemas OT estão sendo executados atualmente. O que é novo é que a rede de Data Center, também conhecida como malha, um grupo de switches de Data Center construídos especificamente para conectar servidores, agora é parte integrante do caminho de comunicação de missão crítica.

“É claro que esses switches devem oferecer interfaces de alta velocidade e alta densidade, variando de gigabit a 400 Gbps para suportar o aumento da capacidade. Mais importante, o sistema operacional de rede (NOS) desses switches deve ser comprovado em campo, confiável e escalável, e precisa ser interoperável com a WAN também”, diz Chan. O SR Linux da Nokia é um NOS moderno para roteadores e switches de Data Center que é construído em um kernel Linux não modificado que é aberto e extensível, o que permite a personalização da nuvem OT.

“No passado, havia menos demandas sobre a malha em termos de resiliência e confiabilidade, mas agora ela se tornou tão crítica quanto a rede de backbone WAN”, diz Chan.

“As organizações sabem que são responsáveis pelo desempenho geral do sistema e da camada de aplicações, que depende não apenas da rede de área ampla, mas também do desempenho da malha. Como resultado, mais atenção está sendo dada ao design e à implementação da malha dentro do Data Center também”.

A Nokia criou soluções de rede em nuvem OT para infraestrutura crítica, incluindo sua nuvem OT Utility para redes de energia e Rail OT Cloud, permitindo a digitalização e automação de operações ferroviárias, até sinalização e gerenciamento de tráfego. Essas suítes englobam o Data Center Fabric da Nokia, roteadores de interconexão, switches de rede óptica e roteadores de serviço.

E está funcionando hoje com muitas organizações diferentes. A Autoridade de Transporte Público da Austrália Ocidental, por exemplo, está modernizando sua rede de comunicações ferroviárias com o portfólio de soluções de ponta a ponta da Nokia, incluindo Data Center Fabric e backhaul IP/MPLS de missão crítica.

“O principal objetivo da aplicação é entender e controlar as condições de funcionamento dos trens, incluindo a determinação da localização, para permitir uma programação de tráfego mais eficiente”, diz Chan. No futuro, essa digitalização também permitirá que novos recursos sejam adicionados sem ter que enviar engenheiros faça chuva ou faça sol para atualizar fisicamente a infraestrutura.

Não é irônico?

Mas para que serve tudo isso afinal? O que permite?

Redes ferroviárias, redes elétricas, instalações de água, aeroportos e outros elementos de infraestrutura crítica já estão mudando da tecnologia operacional antiga para a nova OT, suportada em nuvens on-premise ou off-premise, para que os serviços possam ser entregues e executados de forma mais eficiente e confiável.

De acordo com Chan, a mudança ajudará as organizações encarregadas de construir, gerenciar e manter a infraestrutura a digitalizar suas operações de uma maneira que o restante do mundo corporativo tem feito na última década.

Serão capazes de reunir e analisar volumes muito maiores de informações operacionais, não apenas para melhorar a segurança e a confiabilidade, mas para identificar gargalos e possíveis problemas em seus sistemas, melhorar o serviço e aumentar a eficiência.

Para saber mais sobre a nuvem OT e tudo por trás dela, acesse o site da Nokia Enterprise Cloud Networks