Branża energetyczna na całym świecie przeżywa przeobrażenia, które powodują konieczność zarówno zasadniczych zmian w sposobie prowadzenia biznesu (np. ze względu na potrzebę integrowania z siecią nowych źródeł energii czy poszukiwania sposobów jej gromadzenia), jak i stosowania najnowszych technik komunikacyjnych i informatycznych, przykładowo Internet Rzeczy (ang. Internet of Things, IoT). IoT to perspektywa połączenia wszystkiego ze wszystkim – od czujników i urządzeń pomiarowych przez systemy do ludzi i wielowymiarowych interakcji. Aby firmy energetyczne mogły czerpać rzeczywiste korzyści z IoT, muszą zadbać także o integrację obecnie używanych systemów, oprogramowania, aplikacji pracowników mobilnych, zarządzania ekipami i systemów bezpieczeństwa.

Paweł Niedzielski,
Dyrektor ds. Sprzedaży, Sektor Energetyczny,
Nokia Solutions and Networks sp. z o.o*

Żeby to osiągnąć, firmy energetyczne zobowiązane są do dbania o kompleksowe zarządzanie swoimi sieciami, tak aby w całej sieci zachowywać największe poziomy niezawodności i bezpieczeństwa oczekiwane przez klientów oraz wymagane przez regulatora. Jednocześnie muszą obsługiwać w tych sieciach coraz bardziej różnorodny ruch. Potrzebują więc sieci coraz bardziej inteligentnych...

Zjawiska określane dziś jako Przemysł 4.0 (Industry 4.0) uważa się za kolejną, najnowszą rewolucję przemysłową. Jej istotą jest przemysł skomunikowany i zautomatyzowany – procesy przemysłowe, dzięki technologiom cyfrowym, tworzą spójną i wydajną całość, którą da się efektywnie zarządzać. Także firmom energetycznym rewolucja 4.0 daje narzędzia w postaci cyfryzacji i automatyzacji przez co mogą one szybciej się rozwijać i efektywniej działać.

Firmy energetyczne już używają i będą używać w znacznie większym stopniu technik cyfrowych do sterowania urządzeniami energetycznymi i zarządzania wszystkimi zasobami fizycznymi. Drogą do zwiększania efektywności przy zachowaniu albo podwyższaniu poziomu bezpieczeństwa jest tworzenie systemów sterowania, które inteligentnie korzystają z bogactwa danych dostępnych w sieci.

Pierwszym etapem tego procesu jest łączenie „wszystkiego ze wszystkim”: czujniki, mierniki, liczniki, urządzenia inteligentne, podstacje – na każdym poziomie uzyskujemy komunikację i dostęp do danych. Następnie, przenosząc moc obliczeniową „w dół sieci” i rozpraszając ją poza centra danych, osiągamy skrócenie czasu przetwarzania i szybsze decyzje, które zapadają tam, gdzie są potrzebne, bez obciążania sieci IT transmisją wielkich ilości danych. W ten sposób inteligencja sieci również staje się rozproszona, a procesy analityczne, również rozproszone, zapewniają większe bezpieczeństwo krytycznych elementów i funkcji.

Sieci terenowe (FAN)

W zastosowaniach energetycznych, gdzie istotne jest połączenie rozproszonych zasobów i pracowników oraz komunikacja na potrzeby różnych systemów i aplikacji (także o znaczeniu krytycznym), kluczową rolę w realizacji tych zadań pełnią sieci terenowe (ang. Field Area Network, FAN).

Podstawowe funkcje realizowane przez sieci terenowe to:

• zapewnienie połączenia ogromnej (i stale rosnącej) liczby czujników i sensorów,

• transmisja w szerokim paśmie z minimalnym opóźnieniem,

• mobilność do obsługi komunikacji ludzi i sprzętu w terenie,

• szczególna niezawodność konieczna dla systemów pracy ciągłej,

• bezpieczeństwo i zapobieganie zagrożeniom cyfrowym i cyberatakom.

Historycznie, tworzenie sieci terenowych nie było powszechne. Ze względów technicznych prze wiele lat dominował model budowania odrębnych sieci na potrzeby różnych aplikacji i systemów. Stworzyło to sytuację, w której firmy energetyczne muszą obsługiwać wiele specjalistycznych sieci z własnymi systemami zarządzania i utrzymania co znacznie zwiększa stopień skomplikowania, a co za tym idzie – koszty obsługi.

Sieci FAN bazujące na LTE

Technika LTE (ang. Long Term Evolution), dobrze znana z zastosowań telekomunikacyjnych, może być obecnie wykorzystywana w budowaniu zamkniętych, prywatnych sieci LTE (P-LTE). W zastosowaniach energetycznych takie sieci dają bardzo szybką, szerokopasmową, bezpieczną transmisję z minimalnymi opóźnieniami, która może być wykorzystana przez wszystkie aplikacje pracujące w energetyce. Sieci P-LTE są przy tym skalowalne, wygodne w budowie i uniwersalne w zastosowaniach.

Sieci P-LTE są kompatybilne z istniejącymi, używanymi w energetyce rozwiązaniami transmisyjnymi, jak IP/MPLS. Połączenie możliwości IP/MLS i P-LTE pozwala firmom energetycznym budować sieci rozległe (ang. Wide Area Network, WAN) jako jednorodne, spójne środowisko bezpiecznej i niezawodnej komunikacji aż do brzegu sieci i tym samym zapewniać taką komunikację ludziom i urządzeniom pracującym w terenie.

Standard LTE ma wbudowane mechanizmy QoS (ang. Quality of Service) pozwalające nadawać priorytety określonym rodzajom komunikacji – cecha niezwykle istotna przy budowaniu systemów komunikacji krytycznej. Podobnie jest w przypadku systemów czasu rzeczywistego, w których minimalizacja opóźnień i priorytet dla ruchu sterującego mają kluczowe znaczenie. Sieci P-LTE w naturalny sposób służą pracownikom w terenie. Ekipy remontowe i pogotowia energetycznego mogą korzystać w terenie ze swoich tabletów i komputerów z szybką transmisja danych, organizować transmisję wideo czy wideokonferencje. Także inne formy współpracy w sieci, kiedy np. ekipa terenowa łączy się ze specjalistami pracującymi stacjonarnie i jednocześnie ma dostęp do wszystkich zasobów sieciowych to typowe zastosowania P-LTE. A z punktu widzenia bezpieczeństwa eksploatacji najważniejsze dostępne możliwości to szybka komunikacja dyspozytorska z funkcjami Push-to-Talk i Push-to-Video, komunikacja grupowa i inne funkcje dyspozytorskie.

Zapewne jedną z najważniejszych zmian, jakie wnosi LTE do sieci terenowych jest dodanie do tych sieci (dotychczas będących tylko sieciami danych) transmisji głosu i wideo.

Podsumowując, P-LTE to naturalna droga rozwoju sieci pracujących w energetyce. Bezpieczeństwo i niezawodność potrzebne w komunikacji dyspozytorskiej, małe opóźnienia i QoS potrzebne w systemach czasu rzeczywistego oraz uniwersalność i skalowalność potrzebne w IoT – te cechy sprawiają, że P-LTE to sieci przyszłości.

* Paweł Niedzielski zajmuje się prowadzeniem projektów handlowych w sektorze energetycznym. W bliskiej współpracy z klientami z branży współtworzy koncepcje kompleksowych rozwiązań komunikacyjnych i wypracowuje optymalne warunki ich wdrażania i rozwoju. Jest związany z rynkiem IT od 1994 roku (do 2017 roku w Siemensie i Unify, od grudnia 2017 w Nokii). Obecnie angażuje się głównie w projekty z zakresu nowych technologii, w tym komunikacji dyspozytorskiej i alarmowej oraz IoT. Uczestniczy w pracach przygotowujących wdrożenie pilotowe sieci Private LTE do obsługi łączności dyspozytorskiej i mobilnej w ogólnopolskiej sieci elektroenergetycznej.

Czytaj także:

• #digitalizacjawenergetyce: Sztuczna inteligencja przyszłością energetyki
• #digitalizacjawenergetyce: Internet Rzeczy (IoT) dla sektora energii
• #digitalizacjawenergetyce: Technologia UWB i jej zastosowanie w systemie typu RTLS
• #digitalizacjawenergetyce: Internet rzeczy w służbie energetyce
• #digitalizacjawenergetyce: Jak przedsiębiorstwa utilities wykorzystują IoT w procesie digitalizacji?
• #digitalizacjawenergetyce: Sztuczna inteligencja w przemyśle i energetyce
• #digitalizacjawenergetyce: Nowa rola energetyki w świecie „Smart Grid” a zastosowanie nowych technologii
• #digitalizacjawenergetyce: Ewolucja mobilnych sieci szerokopasmowych – potencjał dla sektora energetycznego
• #digitalizacjawenergetyce: Cyfrowy „pstryk”, czyli transformacja energetycznego łańcucha wartości