Realizacja koncepcji Smart City dzięki rozwiązaniom Nokii

Szerokie portfolio producenta pozwala dostarczać kompleksowe rozwiązania, obejmujące systemy teletransmisyjne, urządzenia brzegowe, systemy sterowania i aplikacje przystosowane do obsługi procesów.  Współpracując z wieloma dostawcami urządzeń przemysłowych oraz IoT w zakresie integracji systemów, Nokia dostarcza specjalistyczne narzędzia, umożliwiające współpracę z nowymi technologiami, optymalizują proces produkcji, wpływają na niezawodność systemów i bezpieczeństwo.

Koncepcja Smart City

Smart City to koncepcja, która zakłada wykorzystanie najnowszych technologii do budowy systemów, które unowocześniają i usprawniają funkcjonowanie aglomeracji miejskich. Mogą one obejmować rożne zagadnienia, kluczem jest natomiast zbudowanie długofalowego planu, którego realizacja wpłynie na poprawę życia i funkcjonowania mieszkańców. 

Opracowywane koncepcje na ogół skupiają się w pierwszej kolejności na najbardziej dokuczliwych problemach jak: upłynnienie ruchu drogowego, dobra organizacja komunikacji miejskiej, łatwiejsze planowanie miejsca parkingowego, sygnalizacja adaptująca się do aktualnych warunków, sprawny dostęp mieszkańców do informacji i umożliwienie załatwiania jak największej ilości spraw drogą elektroniczną, usprawnienie pracy służb i placówek ochrony zdrowia czy udogodnienia dla inwestorów.  Następnie, na podstawie tych informacji będą wdrażane rozwiązania, pozytywnie wpływające na komfort życia. Będą należeć do nich m.in. tablice informacyjne, pojazdy autonomiczne, systemy monitorowania jakości powietrza, inteligentne budynki, obsługa wydarzeń kulturalnych, ułatwienia dla turystów i wiele innych.

Aglomeracja miejska to również szereg branż, które dostarczają  usługi dla mieszkańców: energetyka, gazownictwo, wodociągi i kanalizacja czy handel, które aby sprawnie funkcjonować i dostarczać mieszkańcom wysokiej jakości usług, muszą być zintegrowane z systemami realizującymi założenia koncepcji Smart City.

Spełnienie tych celów jest  możliwe dzięki wydajnej i elastycznej platformie, która umożliwi planowanie, realizację i nadzór wszystkich procesów, będzie na bieżąco zbierała informacje z poszczególnych obszarów, korelowała je, informowała,  alarmowała i pozwalała na podejmowanie skoordynowanych działań, często w sposób zautomatyzowany, wykorzystując elementy uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Do tych właśnie celów Nokia zaprojektowała architekturę Future X, która ma spełniać potrzeby inteligentnych miast.

Pomyślna realizacja tych celów wymaga przed wszystkim sprawnej i bardzo wydajnej infrastruktury telekomunikacyjnej, która po pierwsze zapewni szerokopasmowy dostęp dla gospodarstw domowych, szkół, urzędów miejskich, szpitali i wszelkiego rodzaju podmiotów, funkcjonujących w przestrzeni aglomeracji, a po drugie sprosta wymaganiom systemów nadzorujących funkcjonowanie poszczególnych obszarów, wymagających niezawodnej komunikacji w czasie rzeczywistym.

Główne rozwiązania sieciowe w portfolio Nokii to:

• przełączniki i routery dla sieci IP/MPLS,
• urządzenia światłowodowe GPON dla operatorów telekomunikacyjnych oraz ISP,
• Systemy DWDM do budowy szkieletowych sieci transmisji danych,
• rozwiązania Private LTE/5G umożliwiające budowę dedykowanych sieci na potrzeby infrastuktury użytkowej, transportu czy przemysłu.

Systemy teletransmisyjne dla aglomeracji miejskich

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 transportu, energetyki 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.

Szkielet sieci budowany jest w oparciu o sprawdzone technologie: DWDM, radiolinie, IP/MPLS, które zostały zaprojektowane do budowy architektury rozproszonej w miejscach, gdzie często występują niesprzyjające warunki, tj. wilgotność, woda, zakłócenia, wysoki lub niskie temperatury. Do tego obszaru dostosowano również systemy łączności mobilnej LTE, 5G, współpracujące z szeroką gamą urządzeń brzegowych, elementów infrastruktury przemysłowej oraz IoT.

Wdrożenie sieci 5G to przede wszystkim znacznie wyższe prędkości i przepustowość, niż w przypadku sieć 4G, ultra niezawodność oraz niskie opóźnienia, co często ma krytyczne znaczenie w systemach sterowania ruchem czy wysoka energooszczędność - sieć 5G może przesyłać do 100 razy więcej danych, przy wykorzystaniu podobnej ilość energii, niż w przypadku sieci wcześniejszych generacji.

Zgodnie z raportem firmy IDC do 2024 roku wydatki na wdrożenia rozwiązań Internetu Rzeczy mają osiągnąć 278 mld dolarów. Firmy więc doskonale zdają sobie sprawę z korzyści, wynikających w inwestowanie w rozwiązania Przemysłowego Internetu Rzeczy oraz sieć 5G, będącą jej nierozerwalnym elementem.

(Nie)zawodna sieć

Sieci LTE/5G, świetnie sprawdzające się w lokalizacjach rozproszonych,  nie mogą zostać zastąpione infrastrukturą bezprzewodową, dedykowaną do zastosowań wewnętrznych i pracujących w uwolnionych pasmach częstotliwości. Największymi ograniczeniami w tym przypadku są: brak możliwości instalacji punktów dostępowych, a w konsekwencji brak możliwości ich odpowiedniego pokrycia, ciągle zmieniające się środowisko (przemieszczające się pojazdy, pociągi, nowo powstające obiekty etc.), a także zakłócenia wpływające na pracę urządzeń. W każdym z tych przypadków z pomocą przychodzą sieci bezprzewodowe, oparte o technologie LTE i 5G, a Nokia jest czołowym producentem, który wraz ze swoimi Partnerami dostarcza kompleksowe rozwiązania tego typu.

Zapewnia ona kompletny ekosystem: prywatne sieci LTE i 5G, infrastrukturę (przełączniki, routery), a także aplikacje. Sugerowanym, ale nie jedynym dostępnym, modelem wdrożenia jest model hybrydowy, który łączy w sobie bezpieczeństwo transmitowanych danych z elastycznością i prostotą rozwiązań chmurowych.

Bardzo ważnym aspektem w sieciach inteligentnej infrastruktury miejskiej jest konieczność zapewnienia  nieprzerwanej pracy. Informacje z czujników natężenia ruchu, sygnalizacji świetlnej czy monitoringu muszą być przesyłane niezawodnie i w czasie rzeczywistym. Dlatego w rozwiązaniach Nokia stosowane są moduły redundantne oraz łączność nadmiarowa. Systemy mogą łączyć się z kilkoma centrami zarządzania. W przypadku awarii drugie centrum może przejąć wszystkie zadania, aby zapewnić nieprzerwane funkcjonowanie procesów.

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, 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 poszczególnych podmiotów.
• drugi model zakłada, że na terenie aglomeracji miejskiej 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, tworzą dedykowane sieci, które są od siebie odseparowane logicznie, a zarządzanie i wykorzystywane przez nie aplikacje są dostarczane z chmury operatora oraz lokalnych Data Center przetwarzających informacje na potrzeby usług Smart City. Ten model wydaje się być najbardziej korzystny z punktu widzenia implementacji, elastyczności oraz kosztów.

Do realizacji tego typu projektów Nokia dostarcza szeroką gamę rozwiązań radiowych i teletransmisyjnych, których pojemność i przepustowość można dostosować do indywidualnych potrzeb. Poszczególne modele pozwalają budować  infrastrukturę bezprzewodową zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków.

Kolejnym obszarem są rozwiązania Nokia Mission Critical, wykorzystywane do budowy sieci krytycznych dla różnego rodzaju służb utrzymania, 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 czy aplikacje obsługujące wymagane procesy.

Nokia Digital Automation Cloud

Realizacja koncepcji Smart City to rozłożony w czasie długofalowy  projekt, który wymaga zastosowania różnorodnych systemów i aplikacji, których specyfikacja niekoniecznie jest znana na początkowym etapie. Dlatego ważne jest, aby założenia oprzeć na sprawdzonym i otwartym na integracje systemie, który umożliwi w przyszłości rozbudowę o nowe elementy funkcjonalne i technologie niezbędne do realizacji określonych celów.

NDAC to centralne, chmurowe środowisko 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, monitoruje, kontroluje, automatyzuje i modeluje procesy, urządzenia oraz elementy infrastruktury IoT,  przetwarza dane w czasie rzeczywistym, reaguje na zdarzenia i umożliwia współpracę z systemami zewnętrznymi.

Industrial Edge dla Smart City

Inteligentne miasto to szereg systemów, w obrębie których ma miejsce automatyzacja, urządzenia komunikują się ze sobą, realizowane jest modelowanie zachowań w czasie rzeczywistym, następuje komunikacja z różnymi służbami oraz bazami danych. Wszystko to wiąże się z koniecznością transmisji oraz przetwarzania bardzo dużej ilości danych. Z punktu widzenia ich wolumenu oraz tolerancji na opóźnienia, przetwarzanie danych na potrzeby procesów w architekturze centralnej nie zawsze jest efektywne i do zaakceptowania. Oparty na rozwiązaniu chmurowym NDAC system Nokia MX Industrial Edge jest odpowiedzią na te zagadnienia.

Nokia MX Industrial Edge to wydajna i odporna na awarie platforma zaprojektowana dla zastosowań krytycznych. Jest rozwiązaniem brzegowym, dostarczanym w wersjach przystosowanych do obsługi małych, średnich i dużych wdrożeń. Podłączona lokalnie do infrastruktury miejskiej np. z wykorzystaniem łączności bezprzewodowej Private LTE/5G lub światłowodowej, pozwala zarządzać elementami infrastruktury w danym obszarze funkcjonalnym, zbiera i  przetwarza informacje płynące z sieci w czasie rzeczywistym lokalnie, realizuje intensywne obliczeniowo zadania wspierane mechanizmami uczenia maszynowego oraz sztucznej inteligencji, zapewniając sprawną i optymalną obsługę procesów. 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, a którym informacje są tylko przetwarzane, a ich wyniki trafiają do centrum zarządzania miastem zlokalizowanym w Data Center.

Platforma Impact

Olbrzymia ilość urządzeń IoT stosowanych w automatyce miejskiej wymaga sprawnego procesu ich nadzorowania i obsługi. Dzięki temusystemy mogą sprawnie i niezawodnie funkcjonować. Do tego celu Nokia zaprojektowała platformę Impact, 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.

Informacje są zbierane, przetwarzane i prezentowane poszczególnym zespołom organizacyjnym adekwatnie do ich potrzeb. Umożliwia to dynamiczne planowanie i usprawnia działania operacyjne.

Nokia Scene Analitics na potrzeby monitoringu

Aglomeracja miejska to olbrzymia ilość kamer (monitoring uliczny, kamery w pojazdach komunikacji miejskiej, drony patrolujące okolicę itp.), systemów alarmowych, których zarządzanie w skali globalnej przez człowieka nie jest efektywne. Podstawowe problemy w tym przypadku to ogromne ilości danych, które miałyby trafić do centrum sterowania oraz ich przetwarzanie. To jeden z przykładów, gdzie narzędzia analityczne mają ogromne znaczenie. 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. Jest to szczególnie istotne z punktu widzenia infrastruktury rozproszonej, w której informacje są pozyskiwane w innym miejscu, niż dane są przetwarzane. Dla takich implementacji stosowane są systemy analityczne na brzegu sieci (w poszczególnych osiedlach, dzielnicach), z których do centrum danych przesyłane są jedynie przetworzone informacje. To ogranicza wolumen ruchu i usprawnia proces analizy alarmów, reagowania na zdarzenia i podejmowania decyzji. Operator systemu, posiadając skoordynowane informacje może szybko wydawać właściwe dyspozycje. 

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

Jako przykład można tutaj podać infrastrukturę zarządzającą miastem, gdzie są zlokalizowane zarówno obiekty przemysłowe jak i codziennego użytku. System dostosowany do potrzeb określonej implementacji dostarcza uwspólnione informacje które mogą pomóc w podjęciu określonych działań przez służby reagowania, ale również przez zespoły odpowiedzialne za utrzymanie, np. dyspozytorów ruchu, ekipy remontowe. Mogą również integrować się z dowolnym wykorzystywanym systemem.

Instalacje w Polsce i na świecie

SmartCity Wrocław

https://www.nokia.com/networks/industries/smart-city/

Chcesz skorzystać z rozwiązań Nokii dla smart city? Skontaktuj się z firmą Veracomp – Exclusive Networks, która jest jedynym dystrybutorem rozwiązań tego producenta w Polsce: nokia@veracomp.pl.

źródło: Nokia