Беспроводные сети Wi-Fi и private LTE/5G в промышленности

Компания J’son & Partners Consulting завершила подготовку исследования российского и мирового рынка беспроводных сетей Wi-Fi и private LTE/5G в промышленности. Ряд предприятий, которые ранее развернули промышленные сети Wi-Fi, смотрят в сторону технологий мобильной связи – частных сетей LTE и 5G. В базовом сценарии прогноза J’son & Partners Consulting объем рынка private LTE/5G в России будет расти с показателем CAGR, равным 36,3%, и в 2025 году достигнет 3,2 млрд руб.

В ноябре 2021 г. было подписано Распоряжение Правительства РФ, определяющее стратегические направления преобразования российской обрабатывающей промышленности, которую ожидает масштабная цифровая трансформация. Документ предусматривает активное внедрение в производственную практику искусственного интеллекта, робототехники, интернета вещей, технологий дополненной реальности, новых производственных и коммуникационных технологий. Они в свою очередь помогут повысить производительность труда, снизят себестоимость продукции и ускорят вывод товаров на рынок.

Например, основные сценарии цифровизации горнодобывающей отрасли включают автономный транспорт, обеспечение безопасности персонала, геолокация, предиктивное обслуживание, AR/VR, критически важные (mission-critical) голосовые и видео-коммуникации (Push to Talk, PTT и Push to Video, PTV), корпоративные сети LAN/WAN, ЦОДы, кибер-безопасность и пр. (Рис. 1).

Для реализации этих и других use cases необходима современная телекоммуникационная инфраструктура на базе проводных и беспроводных решений. При этом во многих случаях использование проводных решений невозможно или экономически нецелесообразно.

В настоящее время цифровизация многих промышленных предприятий сдерживается коммуникационными инфраструктурами, которым не хватает пропускной способности, надежности, безопасности или мобильности для поддержки инноваций и преобразований, необходимых для автоматизации производственных процессов. Например, изначально сети Wi-Fi не были созданы для приложений класса mission-critical и требующих высокого уровня информационной безопасности, широкого покрытия, а узкополосные радиосети на базе TETRA и P25 ориентированы на голосовые коммуникации и не поддерживают передачу «тяжелого» контента (в том числе видеосвязь) (Рис. 2). Поэтому для реализации максимального спектра существующих и перспективных кейсов хорошим решением может стать создание частных сетей LTE/5G.

Wi-Fi в промышленности

Промышленные сети Wi-Fi активно используются во всем мире, в том числе в добывающих отраслях (например, в Челопечском подземном золотомедном руднике в Болгарии, шахте «Юбилейная» в Украине и др.). На базе Wi-Fi-инфраструктуры внедряются различные сервисы. Например, одно из решений обеспечивает повышение безопасности персонала в шахтах (мониторинг сотрудников, предотвращение столкновений спецтехники, обнаружение пострадавших и контроль работоспособности сотрудников) и повышение эффективности за счет повышения коэффициента использования техники, управление движением, дистанционное управление оборудованием, сокращение времени на поиск необходимой техники.

В России промышленный Wi-Fi активно используется на предприятиях добывающей отрасли. В частности, были реализованы проекты — в месторождении Албазино («Полиметалл»), на объектах «Металлоинвеста» - Михайловский и Лебединский ГОК, АО «Архангельскгеолдобыча» (Лукойл), Полысаевская (СУЭК-Кузбасс) и др. 

В ключевых точках предприятия устанавливаются промышленные точки доступа сети Wi-Fi (с классом защиты корпуса IP 65, IP 67 в нормальном рудничном и взрывобезопасном исполнении), которые подключаются к волоконно-оптической линии связи, развернутой на территории, или с использованием радиомостов.

Однако все больше заказчиков отказываются от существующих сетей Wi-Fi в пользу частных сетей LTE/5G по экономическим и технологическим соображениям, например: 

- частная сеть 5G на объекте компании Ford в Великобритании заменит старые сети Wi-Fi и поможет ускорить производство компонентов для электромобилей;

- горнодобывающая компания в Австралии отказалась от существующей сети Wi-Fi в пользу более надежной и менее дорогой в обслуживании сети private LTE;

- компания «Казцинк» (Казахстан) рассматривала два варианта создания инфраструктуры связи на предприятии: на основе Wi-Fi, который уже функционирует на одном из предприятий группы, и частной мобильной сети. Оценив новые технологические возможности, доступные на рынке, компания выбрала private LTE.

Существующие беспроводные технологии, в том числе Wi-Fi, не отвечают требованиям для реализации некоторых сервисов. Например, попытки реализовать с помощью Wi-Fi удаленное управление транспорта на ряде крупных российских предприятий не увенчались успехом. 

Частные сети LTE/5G

По оценкам GSA по состоянию на декабрь 2021 года в мире насчитывалось 664 проекта частных сетей LTE/5G в пилотном или в коммерческом режиме, включая лицензиатов на частоты для таких сетей. Основными участниками рынка являются производители телекоммуникационного оборудования, операторы мобильной связи, системные интеграторы и конечные пользователи. Почти ¾ таких проектов (74%) развернута по технологии 4G/LTE, 20% - по технологии 5G и в 5% проектов используются обе эти технологии (Рис. 3). 

Наибольшее количество локальных частных сетей (LAN) LTE/5G развернуто в сфере сборочного производства (manufacturing); добывающих отраслях (mining) и в морских портах. В сегменте глобальных сетей (масштаб города, региона или страны) наиболее активны коммунальные службы (utilities), силовые структуры (полиция, охранные предприятия, общественная безопасность, оборона), сектор ИКТ и железно