Przemysł 4.0 i Sieci dla Aplikacji Komunikacji Krytycznej

W dobie rozwoju przedsiębiorstw i industrializacji w Europie, pojawia się coraz więcej aplikacji i rozwiązań adresujących potrzebę poprawy wydajności i bezpieczeństwa oraz umożliwiających automatyzację procesów technologicznych. Istniejące sieci kampusowe nie są w stanie sprostać dużo wyższym niż dotychczas wymaganiom w zakresie niezawodności, bezpieczeństwa i opóźnień.

Obecnie nowoczesne procesy produkcyjne są silnie związane z przesyłaniem i przetwarzaniem danych. Podnoszenie efektywności produkcji, kontroli jakości i logistyki w fabrykach opiera się na rozwiązaniach, które wymagają dobrej jakości sieci kampusowej. W naszych fabrykach często obrazujemy te potrzeby poprzez analogię do przemysłu minionej epoki, w której brak prądu zatrzymywał procesy produkcyjne i logistyczne. Obecnie te procesy zatrzymują się, gdy nie ma sieci.

Czwarta rewolucja przemysłowa płynnie łączy świat cyfrowy i rzeczywisty. Na ten obszar rozwoju gospodarki należy patrzeć w odniesieniu do tego, co dzieje się na świecie. W przyszłości zapewne nazwiemy ten proces po prostu kolejną cyfryzacją, tym razem przemysłową.

Procesy cyfryzacji, które znamy dzisiaj i bez których ciężko byłoby żyć, szczególnie w dobie COVID-19, doprowadziły w ostatnich latach do całkowitej zmiany naszych zwyczajów (także konsumenckich) oraz sposobu, w jaki załatwiamy np. sprawy urzędowe, zakupy, operacje bankowe, płatności, administracja i e-dokumenty. Jednak te sektory reprezentują zaledwie 30% światowego PKB i 25% zatrudnienia. Pozostałe ponad 70% stanowią tzw. przedsiębiorstwa fizyczne, które właśnie teraz mogą dokonać pełniejszej cyfryzacji, która usprawni wydajność na poziomie 2-3% rocznie, nie jak dotychczas maksymalnie około 0,5-0,7%.

W przemyśle cyfrowe rozwiązania dopiero wprowadzamy. Musieliśmy wcześniej rozwiązać kilka problemów świata fizycznego:

  • wbudować sensory i kamery w pojazdy, wózki i roboty,
  • odwzorować światy fizyczne i procesy technologiczne (cyfrowe bliźniaki),
  • zaczekać chwilę na narzędzia oraz oprogramowanie AR i VR,
  • odwzorować komunikacje kablowe do bezprzewodowej MMTC (Massive Machine Type Communication) lub IC (Industrial Connector),
  • na koniec zatankować drony (baterie nie dają rady w każdym środowisku).

Tutaj warto wykonać małe ćwiczenie intelektualne.

Pytanie: ile jest wszystkich stacji bazowych na świecie? Odpowiedź: zależnie od kwalifikacji pomiędzy 8,5-10 milionów lokalizacji.

Znając tę skalę kolejne pytanie: ile jest lokalizacji przedsiębiorstw fizycznych? Odpowiedź: około 14,5 miliona lokalizacji. Wniosek: nowe modele budowania radiowych sieci prywatnych są niezbędne.

Konkretne potrzeby

Każda gałąź gospodarki ma swoje specyficzne wymagania. Branża energetyczna potrzebuje niezawodności i restrykcyjnych warunków działania (wiadomo – bezpieczeństwo jest najważniejsze). Systemy muszą być bardziej krytyczne, bezpieczne i niezawodne.

Branża transportowa i logistyczna, lotniska, porty i magazyny – muszą mieć możliwość obsługi wielu całkowicie różnych podmiotów w ramach tej samej, bezpiecznej oraz odpowiednio wydajnej infrastruktury. Dynamika zmian wymaga nie tylko niezawodności, ale także ogromnych pojemności przy zachowaniu racjonalnych kosztów.

Fabryki reprezentują najszersze spektrum potrzeb. Przede wszystkim ze względu na łączenie działalności produkcyjnej z potrzebami logistyczno-magazynowymi.

Odpowiedzią na te potrzeby są nowoczesne licencjonowane sieci radiowe. Zapewniają krytyczną komunikację głosową, video oraz bardzo dokładne systemy pozycjonowania wewnątrzbudynkowego. Tu pojawia się przestrzeń dla operatorów, którzy mogą zaoferować konkurencyjne rozwiązania gwarantujące wysoką niezawodność, szybkie integracje oraz bezpieczeństwo.

Przykłady rozwoju sieci kampusowych na świecie dobrze pokazują możliwości kolejnych bardzo efektywnych wdrożeń w zakresie:

  • Rozszerzonej Rzeczywistości (zdalna analityka i diagnostyka oraz szkolenia),
  • Wirtualnej Rzeczywistości (szkolenia i symulacje),
  • Cyfrowego Bliźniaka (skuteczne odwzorowanie procesów w celach symulacji i szkoleń),
  • Machine Learning i Sztucznej Inteligencji (analityka wideo, poprawa bezpieczeństwa),
  • Massive Machine Type Communication (uzupełniające znane nam z LTE techniki IoT).

Z uwagi na plany inwestycyjne kolejną istotną cechą bezprzewodowych prywatnych sieci radiowych opartych o licencjonowane pasmo jest możliwość pokrycia bardzo dużych obszarów za pomocą zaledwie kilku aktywnych komponentów. Przy Wi-Fi wymagałoby to od kilku do kilkudziesięciu razy więcej aktywnych punktów dostępu.

Dzięki takim rozwiązaniom działającym w fabrykach Nokia otrzymujemy w czasie rzeczywistym dokładne dane dotyczące produkcji, logistyki i pozyskiwania komponentów (to ostatnie w obecnej sytuacji niedoborów jest bardzo ważne). Wcześniej bazowaliśmy na raportach tygodniowych. Możemy także wykonywać dokładne symulacje w cyfrowym środowisku w oparciu o nasze rzeczywiste dane. Dzięki temu poprawiamy efektywność naszych procesów na bieżąco i odpowiadamy na zapytania rynkowe ze 100-procentową pewnością możliwości i terminów ich realizacji.

Technologia 5G przede wszystkim dostarcza wysokiej jakości, bezpieczną sieć bezprzewodową. Tego typu infrastrukturę nazywamy potocznie krytyczną, gdyż łączy ona w sobie bardzo wysokie przepływności i niskie opóźnienia bez kompromisów dotyczących niezawodności oraz bezpieczeństwa. W tej chwili jest to jedyna technologia umożliwiająca całkowite pozbycie się okablowania sieciowego ze stanowisk produkcyjnych i diagnostycznych przy zachowaniu racjonalnych kosztów wdrożenia.

Nowe modele wdrażania

W tej nowo tworzącej się i dynamicznej rzeczywistości nie ma jeszcze ustalonych ról i modeli współpracy. Przez ostatnie 2 lata doświadczyliśmy wielu różnych modeli w tym zakresie – jak nowe niezależne sieci, nowi operatorzy sieci kampusowych oraz operatorzy tworzący konsorcja dedykowane tego typu sieciom. Specyfika każdego takiego wdrożenia powoduje potrzebę wykształcenia nowych kompetencji łączących znane nam dzisiaj, ale występujące osobno kompetencje integratorów IT, sieci oraz planistów radiowych.

Nokia bierze udział w tej rewolucji przemysłowej, na dzisiaj posiadając referencje w ponad 380 wdrożeniach kampusowych sieci dla aplikacji komunikacji krytycznej i przemysłu 4.0.

Nasze doświadczenia przekonały nas do docenienia bardzo istotnej roli nowej kompetencji integratora, a następnie utrzymującego prywatne sieci radiowe oparte o gwarantowane i licencjonowane pasmo. Tego rodzaju sieci stanowią już ponad 20% naszych wdrożeń w domenie sieci typu mission-critical, których wdrożyliśmy już u ponad 1500 wiodących klientów korporacyjnych w sektorach transportu, energetyki, dużych przedsiębiorstw, produkcji, webscale i sektora publicznego na całym świecie.

Nasze sieci w ponad 44% zostały wdrożone w Europie, ze wszystkich referencji ponad 110 stanowił przemysł, 97 energetyka, 72 transport i ponad 100 sektor publiczny i smart city. W przypadku naszych wdrożeń prywatnych sieci radiowych w Europie ponad 59% wdrożyliśmy przy współpracy operatorów i integratorów. Jedną z ważniejszych cech współpracy z operatorami była rola integratora i planisty radiowego, aż do utrzymującego. Tutaj dostępność pasma i nowych modeli dzierżawy czy udostępniania tego rodzaju zasobów są kluczowe już na etapie budżetowania lub decyzji inwestycyjnej po stronie przedsiębiorstwa przemysłowego. Dla wdrożeń opartych o LTE zdecydowanym liderem są pasma do dzisiaj używane jako dedykowane dla obszarów zurbanizowanych (2,1 oraz 2,6 GHz). Dla wdrożeń opartych o 5G dodatkowo widzimy korzyści z użycia pasm 700 MHz i 3,6 GHz (3,4-3,8 GHz). Tutaj obecnie na rynku istnieje konsensus, że 5G potrzebuje niskich pasm do pokrycia, średnich pasm do szybszych prędkości pokrywających rozsądny obszar i pasm wysokich częstotliwości do najwyższych prędkości. W tym zakresie dla pasm wysokich częstotliwości (tzw. mmWave – 26 GHz) musimy najdłużej poczekać na perspektywę regulacji, a następnie wdrożenia.

Oczywiście jako partnerzy technologiczni pionierami budowy tego typu sieci stają się znani operatorzy, jak: Vodafone, Telefonica, Cellnex, Orange, Türk Telekom, Verizon, Telia, A1 oraz BT, którzy wpisują adresowanie prywatnych sieci radiowych jako naturalną ewolucję do technologii 5G.

Widzimy równocześnie dość dużo nowych mniejszych operatorów wchodzących w kooperacje jako wyspecjalizowani w budowie, integracji i utrzymywaniu tego typu sieci, jak: Ukkoverkot, Edzcom, Ambra, NetNordic, Etteplan, Steveco, 450connect, Athonet, Challenge Networks, Anterix, Vilicom, Celona, Zeetta Network i FreedomFi.

Przyszłość

Bezprzewodowe prywatne sieci radiowe oparte o licencjonowane pasmo spełniają wysokie wymagania biznesowe poprzez zapewnienie ciągłości operacji o znaczeniu krytycznym dla przedsiębiorstw. Ten kluczowy aspekt łączności napotyka na wiele problemów związanych zarówno z publicznymi sieciami komórkowymi, jak i Wi-Fi. Krytyczna łączność w przedsiębiorstwie staje się cechą definiującą nowoczesną gospodarkę. Oczywisty staje się nowy model, w którym zarówno operatorzy obecnych sieci komórkowych, jak i operatorzy hurtowi (znani do tej pory z operacji typu TowerCo) sięgają po nowe modele wartościowania i kapitalizacji swoich zasobów oraz kompetencji. Dodatkowo na tym rynku o poszerzenie swojej działalności zawalczą firmy z kategorii Webscale.

Przyszłość i sukces bezprzewodowych prywatnych sieci radiowych opartych o licencjonowane pasmo będzie więc zależeć od skuteczności działania już na etapie procesu inwestycyjnego oraz efektywności dostarczania i modelu proponowanego wsparcia technicznego w okresie utrzymania. Same sieci, tak jak biznes, dla których będą budowane, będą wymagać bardzo wysokiego poziomu dostosowania, zabezpieczeń i utrzymania – wprost definiujące końcowy efekt niezawodności i krytyczności.

Dodatkowo, jak nigdy przedtem, będziemy potrzebować konsultacji i wykraczania poza swoje „typowe” obszary kompetencji, bo jak inaczej dostarczyć sieć dla potrzeb, których wcześniej nie realizowaliśmy w naszych projektach. Dialog i otwarte dzielenie się doświadczeniami – Nokia do tego zachęca, mając już spory bagaż doświadczeń oraz będąc niezaprzeczalnym globalnym liderem tego typu wdrożeń.

Autor: Adam P. Grodecki, Szef Rozwiązań Operatorskich, Nokia

Chcesz wiedzieć więcej na temat rynku operatorskiego w Polsce?

Wypełnij formularz i pobierz pełną wersję raportu „What’s Up Wholesale?” za 2021.

Znajdziesz w nim kompleksowy przegląd rynku operatorskiego – podsumowania, analizy i prognozy, a także wyniki badania wśród małych i średnich operatorów – właścicieli sieci światłowodowych.

Najnowsze wpisy

5G kontra światłowód? Konfliktu nie będzie

Czy bezprzewodowa technologia z tak dużymi możliwościami zmniejszy zapotrzebowanie na światłowód?

Dowiedz się więcej

Drop – czyli dlaczego w ringu jest bezpieczniej

Masz co najmniej 4 lokalizacje na przebiegu podstawowego łącza transmisji danych? Dowiedz się, jak najlepiej można je zabezpieczyć przed awariami.

Dowiedz się więcej

Przemysł 4.0 i Sieci dla Aplikacji Komunikacji Krytycznej

O bezprzewodowych prywatnych sieciach radiowych opartych o licencjonowane pasmo.

Dowiedz się więcej

Ethernet na odludziu, czyli jak zapewnić dostęp do sieci, gdy nie ma światłowodów

Przeczytaj o usłudze Mobilnej Transmisji Danych, w której łącze dostępowe realizowane jest w oparciu o technologie bezprzewodowe.

Dowiedz się więcej