Wśród najważniejszych aplikacji, które mają być wspierane przez infrastrukturę dystrybucji mediów, są te do zarządzania rozproszonymi zasobami energii (DER), które wymagają dużej ilości czujników, inteligentnych sterowników i innych urządzeń cyfrowych na brzegu sieci.

Dzięki dużej pojemności i bezpiecznej łączności bezprzewodowej stwarzają one wiele możliwości związanych z łącznością — od zbierania danych z czujników po przesyłanie wideo w czasie rzeczywistym. Umożliwiają również łączenie lokalizacji, które nie były wcześniej dostępne, zwiększanie liczby urządzeń monitorujących, aby lepiej zarządzać wytwarzaniem i dystrybucją energii elektrycznej oraz proaktywne planowanie konserwacji.

Bezpieczeństwo chronionych obszarów można poprawić dzięki podłączonym kamerom, które stale monitorują obiekty, łączą zdalnych pracowników oraz umożliwiają analizę i niestandardowe alarmowanie w oparciu o anomalie. Dzięki bezprzewodowo połączonemu rozwiązaniu UAV uzyskasz widok z lotu ptaka na swoje zasoby, by w ten sposób monitorować ich bezpieczeństwo.

Problemy, z którymi boryka się sektor energetyczny, to między innymi:

• awaryjne wyłączanie kaskadowych systemów dystrybucji zasilania, powodowane głównie przez tzw. małą fotowoltaikę, trudną do precyzyjnego kontrolowania,
• problemy z zarządzaniem i konserwacją morskich farm wiatrowych,
• utrudniona inspekcja linii przesyłowych wysokiego i średniego napięcia,
• precyzyjne pomiary przepływu energii w różnych punktach sieci dystrybucyjnej.

Komunikacja radiowa nowej generacji

Wieloletnie doświadczenia w pacy z operatorami oraz rozwijające się technologie pozwalają obecnie budować nowoczesne sieci hybrydowe, wykorzystywane nie tylko na potrzeby operatorów telekomunikacyjnych, ale dostosowane do potrzeb świata energetyki, przemysłu i wszelkiego rodzaju infrastruktury użytkowej w miastach.

Do ich realizacji Nokia dostarcza szereg rozwiązań w zakresie poszczególnych technologii, a produkty do transmisji bezprzewodowej producent ulokował w segmencie nazywanym Nokia Wireless Enterprise.

Każda sieć radiowa, czy to 4G/5G czy zwykłe WiFi potrzebuje szkieletu do transmisji danych

Szkielet takiej sieci budowany jest w oparciu o sprawdzone i niezawodne technologie: DWDM, radiolinie, IP/MPLS, dostosowane do zastosowań przemysłowych, w których często występują niesprzyjające warunki, tj. wilgotność, woda, zakłócenia, wysoki lub niskie temperatury. Do tego obszaru zostały również dostosowane systemy łączności mobilnej LTE, 5G, współpracujące z szeroką gamą urządzeń brzegowych oraz elementów infrastruktury przemysłowej w celu budowania sieci „Field Area Network”. Niezawodność, szybkość transmisji oraz minimalne opóźnienia to podstawowe atrybuty nowoczesnych sieci 5G dla energetyki, które zrewolucjonizowały sposób budowania i funkcjonowania nowoczesnej infrastruktury sterowania, od podstacji niskiego i średniego napięcia, przez farmy solarne i wiatrowe, na elektrowniach różnego typu kończąc.   

Zapowiadane przez UKE uwolnienie w Polsce pasm częstotliwości dla przemysłu w przyszłym roku z pewnością wpłynie na szerokie zastosowanie technologii mobilnych w sieciach przedsiębiorstw, ale również w innych obszarach jak transport, energetyka czy infrastruktura w miastach.

Sieci te mogą być zrealizowane na trzy sposoby:

• w pierwszym z nich cała infrastruktura telekomunikacyjna 5G z systemem zarządzania i wykorzystywanymi aplikacjami będzie w posiadaniu przedsiębiorstwa,
• drugi model zakłada, że na terenie przedsiębiorstwa jest zainstalowana cała niezbędna infrastruktura techniczna, natomiast zarządzanie i wykorzystywane aplikacje są świadczone w formie usługi w Data Center Nokii,
• trzeci model to usługa świadczona przez operatorów, którzy w oparciu o swoją infrastrukturę na danym terenie, świadczą usługi dla poszczególnych przedsiębiorstw. Poszczególne sieci są od siebie odseparowane logicznie, a zarządzanie i wykorzystywane przez nie aplikacje są dostarczane z chmury operatora.

Do realizacji tego typu projektów Nokia dostarcza szerokiej gamy rozwiązania radiowe i teletransmisyjne, których pojemność i przepustowość można dostosować do indywidualnych potrzeb klienta. Poszczególne modele pozwalają budować infrastrukturę bezprzewodową zarówno wewnątrz (elektrownie), jak i na zewnątrz budynków (podstacje energetyczne), w terenie (linie przesyłowe, farmy wiatrowe i solarne), a także na morzu (farmy wiatrowe).

W sektorze energetycznym jednym z ważniejszych czynników staje się wzrost świadomości w obszarze pracujących urządzeń elektro-energetycznych. W odpowiedzi na takie potrzeby Nokia przygotowała rozwiązania klasy Mission Critical, wykorzystywane do budowy sieci krytycznych dla różnego rodzaju służb przemysłowych, ratunkowych czy interwencyjnych. Są one realizowane w oparciu o dedykowane produkty: przemysłowe, mobilne urządzenia klienckie (transmitujące: głos, video, wyposażone w geolokalizację),  systemy radiowe, urządzenia szkieletowe, aplikacje obsługujące wymagane procesy.

Przykładami takich wzmocnionych rozwiązań osobistej komunikacji w ramach Nokia Industrial są urządzenia  zaprojektowane z myślą o zapewnieniu niezawodności i ciągłości działania w najbardziej uciążliwych i odległych środowiskach, czy to na platformie morskiej, w podstacji wysokiego napięcia, czy nawet na pełnym morzu. Urządzenia te utrzymują niezawodną łączność zespołów i sprzętu w komunikacji o znaczeniu krytycznym.

Rozwiązania Nokia Industrial są wstępnie testowane pod kątem zastosowań przemysłowych i zintegrowane z rozwiązaniami Private LTE/5G producenta. Oprogramowanie Device Management, działające na platformie MX Industrial Edge, upraszcza wprowadzanie nowych urządzeń i procesów operacyjnych w sieci klienta. Dzięki tej gamie urządzeń, Nokia jest również w stanie obsługiwać kombinacje pasm częstotliwości, często kojarzonych z prywatną siecią bezprzewodową w 4G i 5G, w tym pasma B31/72/87 oraz pasma 53. Rozwiązanie zapewnia również nielicencjonowane możliwości sieci bezprzewodowej.

Szczególnie ciekawym rozwiązaniem dla sektora energetycznego są drony, wspierane przez ekosystem Nokia Digital Automation Cloud. Jest to kompleksowe rozwiązanie obejmujące drony z oferty producenta, prywatną komunikację mobilną wraz z połączeniami szerokopasmowymi, łączność z chmurą i centrum sterowania. Flota dronów umożliwia przeprowadzanie zautomatyzowanych, pojedynczych misji sterowanych z centrum dowodzenia i kontroli, których celem jest inspekcja typu Infrared/Ultraviolet przesyłowych linii wysokiego napięcia. Innym przykładem zastosowania dronów związanym z energetyką jest monitoring infrastruktury elektrowni wodnych i wiatrowych, do których jak wiadomo, dostęp ekip technicznych jest szczególnie utrudniony. Bardziej uniwersalne zastosowania to ułatwienie operacji w sytuacjach krytycznych dla misji, takich jak bezpieczeństwo personelu technicznego podczas wykonywanych zadań w strefach zagrożenia. Drony są połączone za pośrednictwem prywatnej, mobilnej sieci szerokopasmowej o dużej przepustowości, dzięki czemu nie mają wpływu na przeciążenie sieci publicznej, a w razie potrzeby mogą być również obsługiwane ręcznie.

Drony Nokia można wyposażać lub ulepszać na wiele sposobów – na przykład poprzez dodanie kamer lub czujników. W gimbalu drona Nokii mogą być zamontowane dwie kamery o różnym przeznaczeniu: wideo HD, kamery termowizyjne, kamery UV, mikrofony ultra dźwięków. Dron może być również wyposażony w kamerę z głośnikami, reflektory, konfigurowalne czujniki dymu, ruchu, promieniowania i wiele innych.

Zastosowanie dronów staje się coraz popularniejsze również w innych branżach, takich jak rolnictwo, budownictwo, górnictwo, bezpieczeństwo publiczne i ratownictwo, ropa i gaz, telekomunikacja i usługi komunalne. Typowe przypadki użycia obejmują misje dronów, komunikację danych, wbudowaną funkcję Push-To-Talk, oraz wszystkie środowiska, gdzie potrzebna jest natychmiastowa sieć i usługi w trybie odizolowanym.

Przetwarzanie danych w środowisku Nokia DAC (Digital Automation Cloud)

Sprawne funkcjonowanie firm sektora energetycznego opiera się na analizie dużej ilości danych, które trafiają do centrum sterowania, a następnie są przetwarzane przez rożne systemy i  aplikacje współpracujące ze środowiskiem ERP, służącym do zarządza procesami produkcji i przetwarzania.

W celu uproszczenia systemów przetwarzania danych oraz odciążenia klientów od kosztownego procesu utrzymania własnej  infrastruktury serwerowej, Nokia stworzyła rozwiązanie DAC (Digital Automation Cloud) które jest centralnym, chmurowym środowiskiem zarządzania elementami ekosystemu Nokia wraz z zestawem łatwo dobieralnych i konfigurowalnych aplikacji opracowywanych przez Nokię oraz niezależnych producentów oprogramowania ISV. Tworzą one spójny system, który: zarządza infrastrukturą teletransmisyjną, automatyzuje i modeluje procesy produkcyjne, monitoruje i kontroluje procesy fizyczne, urządzenia oraz elementy infrastruktury,  przetwarza dane w czasie rzeczywistym, reaguje na zdarzenia i umożliwia współpracę z systemami zewnętrznymi. Nokia DAC jest zcentralizowanym systemem zarządzania przedsiębiorstwem obejmującym wszystkie aspekty techniczne, który pozyskuje dane, przetwarza je i na tej podstawie kontroluje procesy w wielu gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle energetycznym.

Industrial Edge dla sektora energetycznego

Cyfrowa transformacja, która toczy się obecnie w energetyce, zmienia obraz funkcjonowania infrastruktury. Powszechna automatyzacja, wymiana danych pomiędzy systemami, modelowanie procesów w czasie rzeczywistym, interfejsy do współpracy z zewnętrznymi kontrahentami, integracja z systemami ERP wiąże się z koniecznością transmisji oraz przetwarzania bardzo dużej ilości danych. Z punktu widzenia wolumenu danych oraz tolerancji na opóźnienia, ich przetwarzanie na potrzeby procesów w architekturze centralnej nie zawsze jest efektywne i do zaakceptowania. Inną kwestią jest jeszcze chęć utrzymywania strategicznych zasobów i danych lokalnie w Data Center przedsiębiorstwa. Oparty na rozwiązaniu chmurowym Nokia NDAC system Nokia MX Industrial Edge jest odpowiedzią na te zagadnienia.

Nokia MX Industrial Edge to wydajna i odporna na awarie platforma zaprojektowana dla krytycznych potrzeb sektora energetycznego. Jest rozwiązaniem brzegowym dostarczanym w wersjach przystosowanych do obsługi małych, średnich i dużych wdrożeń przemysłowych. Podłączona lokalnie do infrastruktury przedsiębiorstwa np. z wykorzystaniem łączności bezprzewodowej Private LTE/5G lub światłowodowej, pozwala zarządzać elementami infrastruktury, zbiera i przetwarza informacje płynące z sieci w czasie rzeczywistym, chroni dane przedsiębiorstwa utrzymując je lokalnie, realizuje intensywne obliczeniowo zadania wspierane mechanizmami uczenia maszynowego oraz sztucznej inteligencji zapewniając sprawną i optymalną obsługę procesów produkcyjnych. Wyposażona w aplikacje, które do tej pory były dostarczane tylko w postaci usług chmurowych, pozwala elastycznie dostosować się do potrzeb konkretnej implementacji. Może stanowić lokalne centrum zarządzania lub być elementem skalowalnej sieci przedsiębiorstwa, gdzie wymagające zasobów operacje przetwarzania danych oraz bieżąca obsługa elementów sieci przemysłowej, są realizowane lokalnie, a tylko ich wyniki trafiają do centrum zarządzania w Data Center.

Platforma Impact

Wiedza na temat działania sieci bezprzewodowych zdobyta u operatorów dotycząca typowych sieci komercyjnych pozwoliła na opracowanie platformy, która zbiera komunikaty ze wszystkich rodzajów urządzeń teletransmisyjnych, OT, IoT, systemów sterowania, baz danych i jest w stanie skutecznie nimi zarządzać. Zapewnia bezpieczeństwo, narzędzia analityczne i usługi niezbędne do poprawnego funkcjonowania procesów.

Przykład: IoT u operatora energetycznego



Informacje o obciążeniu sieci energetycznej oraz o mocy pozyskanej z farm wiatrowych i fotowoltaicznych są zbierane, przetwarzane i prezentowane poszczególnym jednostkom organizacyjnym, adekwatnie do ich potrzeb. Umożliwia to dynamiczny rozdział mocy i pomaga zapobiegać zjawisku kaskadowych wyłączeń w sieci dystrybucyjnej, a także usprawnia działania operacyjne, umożliwia audyt i efektywne kierowanie mocy tam, gdzie jest najbardziej potrzebna.

Nokia Analitics – Big data oraz IoT jako nowe wyzwania dla analityki

Częsty problem przedsiębiorstw energetycznych to wiele baz danych i systemów, biorących udział w procesie wytwarzania energii elektrycznej. Ich integracja w celu ujednolicenia danych i kompleksowego zarządzania zasobami zawsze stanowiła wyzwanie.

Firmy gromadzą obecnie bardzo duże ilości informacji. Zasadniczym problemem jest ich przetwarzanie, aby na tej podstawie skutecznie podejmować decyzje i odpowiednie działania. Podstawowa analityka, która mówi co się stało, nie jest już wystarczająca, podobnie jak analityka diagnostyczna, która odpowiada na pytania: gdzie, kiedy, dlaczego. Sprawne planowanie procesów wymaga obecnie  przewidywania, co się może wydarzyć, tak aby poprzez odpowiednie działania można było uniknąć potencjalnych problemów. Te wyzwania są adresowane poprzez analitykę predykcyjną oraz analitykę decyzyjno-biznesową, które to metody są oferowane przez Nokię, dostarczając dodatkowych wartości biznesowych.

Nokia Scene Analitics na potrzeby monitoringu

Ciekawym przykładem zastosowania narzędzi analitycznych są systemy związane z monitoringiem wizyjnym. Analiza obrazu z dużej ilości kamer przez człowieka nie jest efektywna. Na dużych obiektach, gdzie mamy do czynienia z dziesiątkami i setkami urządzeń wideo (wspieranych niekiedy przez drony wyposażone w kamery), niezbędne stają się systemy automatycznej analizy obrazu, które wspierane przez mechanizmy sztucznej inteligencji oraz uczenia maszynowego identyfikują i klasyfikują obiekty, analizują ruch,  aby na tej podstawie wykrywać anomalie (systemy i technologie rozwijane są w Nokia Bell Labs). Jest to szczególnie istotne z punktu widzenia przedsiębiorstw zregionalizowanych i rozproszonych, w których informacje są pozyskiwane w innym miejscu, niż dane są przetwarzane. Dla takich implementacji stosowane są systemy analityczne na brzegu sieci (w poszczególnych lokalizacjach), z których do centrum danych przesyłane są jedynie przetworzone informacje. To ogranicza wolumen ruchu i usprawnia proces analizy alarmów i podejmowania decyzji.

Centrum sterowania może być wyposażone w tzw. „wideo ścianę”, która zbiera dane z różnych systemów, interpretuje wiele alarmów i przekazuje informację o nich do odpowiednich służb.

Jako przykład można tutaj podać infrastrukturę zarządzającą monitoringiem podstacji wysokiego napięcia, w której są zlokalizowane transformatory i systemy załączająco-rozłączające. Infrastruktura dostosowana do potrzeb określonej implementacji dostarcza informacje, które mogą posłużyć do podjęcia określonych działań przez służby reagowania.

Instalacje na świecie

Nokia wraz ze swoimi partnerami może pochwalić się obecnie 260 instalacjami Private LTE na świecie w takich obszarach jak: energetyka, gazownictwo, górnictwo; sektor publiczny, transport (morski/lotniska), przemysł/produkcja, inne.

Nokia w Polsce

• 6800 pracowników
• Wrocław – drugi co do wielkości na świecie ośrodek R&D  - 5G
• 6 lokalizacji
• 80% załogi to development
• Lab w Warszawie
• 2/3 szkoleń z zakresu nowych technologii jest realizowanych z Warszawy

Chcesz dowiedzieć się więcej na temat rozwiązań Nokii dla energetyki?

Skontaktuj się z firmą Veracomp – Exclusive Networks, która jest jedynym dystrybutorem rozwiązań tego producenta w Polsce: nokia@veracomp.pl.