Частные сети LTE для российских предприятий

Строительство выделенных (частных) сотовых сетей – один из основных драйверов развития сетей связи в мире, во многом обусловленный развитием IIoT (Индустрии 4.0). О частных сетях LTE (Private LTE, pLTE) и 5G говорится в принятых в ряде ведущих стран программах развития промышленного интернета вещей, и эти программы реализуются. Платформы IIoT внедряются в здравоохранении, промышленности, на транспорте, увеличивается количество смартфонов и М2М-коммуникаций. Все это требует надежной высокоскоростной и безопасной связи, обеспечиваемой сетями pLTE.

 

По оценкам Mordor Intelligence, объем рынка частных сетей LTE в мире вырастет с $3,32 млрд в 2023 г. до $10,41 млрд к 2028 г. (среднегодовой рост 25,67%, рис. 1). Крупнейший рынок – Северная Америка, самый быстрорастущий – Азиатско-Тихоокеанский регион. Основные вендоры – Ericsson, Huawei, NEC, Nokia, Quortus.

Сотовые сети предоставляют высокоскоростную беспроводную связь в районах, где трудно проложить оптоволокно, например, в Заполярье. Обеспечивают повышенную надежность и безопасность, в том числе при интегрировании уже используемых локальных сетей. Минимальные задержки, бесшовность и высокая проникающая способность сигнала позволяют управлять промышленным оборудованием в режиме реального времени даже в таких местах, как шахты и карьеры.

Чаще всего предприятия разворачивают сети pLTE на вновь создаваемых площадках или для замены использовавшихся ранее кустарных сетей Wi-Fi. В условиях электромагнитной зашумленности LTE показывает намного более стабильное, чем Wi-Fi, качество радиопокрытия и более высокие скорости передачи информации на радиоучастке. Да и в идеальных условиях при достаточной ширине полосы радиочастот скорости в pLTE не уступают скоростям, достижимым в сетях Wi-Fi, при сравнительно большей энергоэффективности.

Технология LTE оптимальна и по соотношению скорости передачи данных и расстояния (рис. 2). Кроме того, она обеспечивает низкую задержку сигнала. Если для сетей Wi-Fi задержка составляет сотни миллисекунд (до 500 мс), то для LTE – десятки, а для 5G – единицы. Это может быть критичным на конвейере или при управлении автономным грузовиком в карьере. Сети LTE допускают более гибкое частотное планирование и способны обслуживать большее количество пользователей в зоне покрытия одной базовой станции с необходимым уровнем качества. Например, предоставлять нормальную мобильную связь болельщикам на крупных стадионах.

В сетях LTE/5G сетевая инфраструктура централизованно координирует передачу устройств между базовыми станциями для бесшовного переключения с непрерывностью сессий. Технологии LTE/5G имеют встроенные механизмы обеспечения качества обслуживания, дающие приоритет ценным данным, в отличие от сетей Wi-Fi, где назначение качества обслуживания возможно только на уровне устройства. 

Основные заказчики pLTE – крупные предприятия. Помимо передовых компаний, внедряющих беспроводных роботов, беспилотный транспорт и другие элементы Индустрии 4.0, частные сети LTE применяются:

Во многих странах для построения частных сетей выделены частотные ресурсы. В России этого нет. «Частотные ресурсы распределены между крупными сотовыми операторами. Это означает, что любая сеть pLTE будет строиться и эксплуатироваться в сотрудничестве с одним из операторов связи», – напомнил директор по развитию ГК «Триалинк» Евгений Трифонов. 

Активно строит частные сети LTE компания «МегаФон». В марте 2021 г. оператор объявил о развертывании  на Удоканском месторождении меди в Забайкалье сети pLTE, обеспечивающей полное покрытие карьера и технологического комплекса будущего горно-металлургического комбината. Корпоративная сеть включает в себя шесть базовых станций с широким диапазоном частот 4G. Также обеспечены резервные каналы связи.

В январе 2022 г. «Мегафон» построил сеть pLTE на территории Лебединского горно-обогатительного комбината в Белгородской области. Бесшовное покрытие мобильной связью и высокоскоростным интернетом охватило более 300 кв. км комбината, в том числе крупнейший в мире карьер, где идет добыча железных руд открытым способом. В рамках проекта оператор установил 15 новых базовых станций, пять из них indoor-типа, которые размещены внутри цехов по обогащению, дообогащению и обжигу.

В это же время «Ростелеком» и золотодобывающая компания «Полюс» развернули сеть pLTE/5G-ready на Куранахе – группе месторождений золота в Алданском районе Якутии. Подрядчики установили отказоустойчивое ядро сети, 11 базовых станций и абонентские комплекты для горной техники. Решение поддерживает одновременную работу 100 абонентских комплектов и гарантирует пропускную способность не менее 2,9 Мбит/с с бесшовным внутрисетевым роумингом.

Компания МТС до начала СВО в сотрудничестве с Ericsson успешно реализовала более 15 пилотных проектов и подписала контракты на строительство в России коммерческих выделенных технологических сетей LTE/5G-ready  для ведущих российских предприятий, включая СИБУР, ЕВРАЗ и «Северсталь». В июне 2019 г. «Энвижн Груп» (дочерняя компания МТС), Ericsson и группа СИБУР завершили тестирование  корпоративной сети передачи данных и конвергентных сервисов на базе концепции Private LTE, которая, как сообщалось, стала первой в России сетью pLTE для сбора, обработки данных и автоматизации производства. Среди других интересных решений – пилотная зона на руднике БКПРУ-2 компании «Уралкалий», реализованная на глубине 400 м в феврале 2021 г. 

Сеть pLTE часто используется как технологическая сеть для сбора и передачи данных с конечных устройств в периферийные узлы обработки (edge-ЦОДы) и далее в ЦОД предприятия и облака для анализа и выработки управляющих воздействий (рис. 3). «В реализованных проектах МТС в стандартный набор развернутых на выделенной сотовой сети сервисов входят: диспетчеризация, видеонаблюдение, контроль техники, система промышленной групповой радиосвязи Push-To-Talk и экомониторинг. Остальные сервисы, такие, как VR, разворачивались только на публичных сетях, но могут быть реализованы и в выделенных», – пояснил Виталий Лагутин, руководитель отдела цифровых решений МТС. 

Уход после начала СВО ведущих зарубежных игроков с российского рынка стал стимулом развития отечественных решений для сетей pLTE. «Замена уже построенных сетей – процесс небыстрый. У большинства операторов оборудование новое и будет работать еще долго. Но все, что будет строиться, – будет использовать отечественное “железо”. Сети pLTE будут драйвером перехода на отечественные решения в беспроводных сетях связи. Это самый востребованный сегмент», – заявил Алексей Кузнецов, руководитель департамента по работе с федеральными госструктурами билайна.

Процесс импортозамещения ускорился. В ноябре 2022 г. структурное подразделение «ВымпелКома» билайн бизнес и компания «ИскраУралТЕЛ» развернули сеть pLTE  с отечественными решениями на промышленных объектах «Иркутской нефтяной компании».

А в январе 2023 г. МТС запустила крупнейшую в России выделенную технологическую сеть LTE с полностью импортозамещенным ядром на угольном разрезе «Междуречье» в Кемеровской области. Решение с пакетным ядром Evolved Packet Core, разработанным НТЦ «Протей», победило на Первом российском конкурсе лучших проектов по импортозамещению в сфере телекоммуникаций. Помимо ядра внедренная сеть включает 14 макросайтов с устойчивым и скоростным радиопокрытием и систему промышленной групповой радиосвязи MCPTT (Mission Critical Push-to-Talk). Сеть обеспечивает связью и телеметрическими сервисами одновременно более 800 человек и около 500 единиц горнодобывающей техники. LTE-терминалы оснащены модулями позиционирования, передающими данные о местоположении каждого абонента на пульт диспетчерской предприятия, что повышает безопасность горняков и оперативность работ. 

Частные LTE-сети с пакетным ядром от НТЦ «Протей» и платформой диспетчерской радиосвязи также будут установлены  на золотодобывающих карьерах и производственных объектах «Золото Селигдара» в Республике Саха (Якутия). Это же решение отечественного производителя использовано и в упомянутом проекте «Мегафона» для «Удоканской меди» .

Обычный барьер при внедрении новых технологий – инертность персонала, опасения по поводу нового и неосвоенного – существует и для сетей pLTE. К нему добавляется сложность разворачиваемой системы, требующей подготовленной инфраструктуры и служб поддержки. Ее нелегко обеспечить на удаленных от цивилизации объектах, где в основном и возникает нужда в сетях pLTE. Впрочем, как показывает опыт, эти проблемы решаемы. Не мешает даже отсутствие электрической сети – есть проекты работы pLTE на дизель-генераторах в круглосуточном режиме.

Другой барьер – безопасность. Принцип заказчика – «лучше перебдеть, чем недобдеть». Мобильные сети взламываются трудно, особенно если они частные и правильно настроены. Но, как отметил А. Кузнецов, они не полностью отвечают нормативным правовым документам по безопасности, касающимся КИИ. Он объяснил, что есть обязательные требования, и есть нечетко сформулированные, допускающие вольную трактовку. Чтобы их реализовать, нужно чуть ли не для каждого станка устанавливать криптошлюз, настраивать защищенные каналы со всеми вытекающими для стоимости проекта последствиями. «Надо дорабатывать нормативные правовые акты, которые должны соответствовать требованиям производства», – заявил эксперт. Кроме того, нужны разъяснения регулятора по неоднозначно трактуемым формулировкам.

Еще одна проблема – цена. Стоимость сети pLTE – «как у хрустального Боинга», по выражению одного из заказчиков. Это, конечно, преувеличение, даже типовой пассажирский Boeing-737 обойдется в сумму, в 100 раз большую, чем сеть pLTE для крупного предприятия с большой площадью, но и 10 млн руб. за сеть pLTE начального уровня – деньги немалые. В любом случае необходимо экономическое обоснование внедрения частной сотовой сети. И как показывает практика, часто, особенно на производстве, когда ускоряются работы, прямо влияющие на экономические показатели, внедрение pLTE оказывается выгодным.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!