Magia 5G w farmach wiatrowych
5G to coś więcej niż tylko kolejny etap ewolucji sieci komórkowych. Jest to bardzo potrzebny krok naprzód, który będzie oznaczać przejście od tradycyjnych sieci do sieci programowalnych, czyli inteligentnych, świadomych potrzeb i wymagań wszystkich użytkowników oraz zdolnych do odpowiedniego przydzielania zasobów. Konieczność takiej zmiany paradygmatu jest już widoczna w różnych sektorach. Przykładem są elektrownie wiatrowe: obecnie budowa farmy wiatrowej wiąże się z bardzo wysokimi nakładami kapitałowymi i operacyjnymi, a znaczna część tych kosztów wynika z ograniczeń sieciowych, w tym niedostatecznej przepustowości sieci, opóźnień, zakłóceń, utraty pakietów i nadmiarowości. Dzięki sieciom 5G i możliwości indywidualnego przydzielania zasobów problem ten mógłby potencjalnie zniknąć. Umożliwienie wykorzystania tak kluczowej funkcji technologii 5G jest zatem priorytetem dla naukowców. Projekt VirtuWind powstał w oparciu o założenie, że sieci definiowane programowo (Software Defined Networking, SDN) i wirtualizacja funkcji sieciowych (Network Function Virtualisation, NFV) są jednymi z najbardziej obiecujących rozwiązań, ponieważ ich połączenie może zapewnić programowalną łączność, szybkie świadczenie usług i tworzenie łańcuchów usług. „SDN oferuje programowalny interfejs typu northbound wykorzystywany przez różne programy i urządzenia końcowe. Żądają one potrzebnych im zasobów sieciowych od kontrolera SDN, który z kolei sprawdza dostępność tych zasobów i zabezpiecza je poprzez programowanie przepływów w płaszczyźnie danych. Pozwala to na uzyskanie znacznie większej prędkości usług w porównaniu do tradycyjnych metod konfiguracji sieci”, mówi Vivek Kulkarni, koordynator projektu VirtuWind z ramienia firmy Siemens. „Z kolei technologia NFV oferuje SDN ortogonalne korzyści poprzez przeniesienie sprzętowych komponentów sieci, między innymi przełączników, routerów czy zapórdo domeny oprogramowania”. Celem konsorcjum VirtuWind było opracowanie szczegółowej architektury referencyjnej, w tym elementów budulcowych SDN i NFV, oraz zademonstrowanie jej w rzeczywistych środowiskach farm wiatrowych. Pomimo tego, że sektor energetyki wiatrowej jest dobrym przykładem sieci przemysłowej o rygorystycznych wymogach w zakresie wydajności, bezpieczeństwa i niezawodności, jak dotąd bardzo niewiele podejść proponowało radykalne zmiany w zakresie ograniczenia inwestycji kapitałowych i kosztów eksploatacji oraz utrzymania. „Scenariusze testowe VirtuWind koncentrowały się na zmniejszeniu złożoności tworzenia infrastruktury komunikacyjnej farm wiatrowych za pomocą technologii SDN i NFV, co pozwala na zmniejszenie nakładów inwestycyjnych i wydatków na utrzymanie, a także zapewnienie szybkiego dostępu różnym interesariuszom oraz świadczenie usług o wartości dodanej z kompleksowymi przemysłowymi zasadami QoS dla zastosowań zdalnych, obejmujących różne podmioty świadczące usługi sieciowe”, wyjaśnia Kulkarni. Demonstracje okazały się sukcesem, a ich wyniki zostały przedstawione na prestiżowych wystawach i targach, w tym Mobile World Congress, Global 5G Event i WindEurope. Interesariusze wyrazili szczególne zainteresowanie zakupem rozwiązań opracowanych w ramach projektu VirtuWind, a teraz, po zakończeniu projektu, partnerzy zamierzają podjąć działania właśnie w tym kierunku. „W ramach kolejnego kroku w procesie standaryzacji firma Siemens planuje przetestować i zweryfikować różne rozwiązania 5G, w tym SDN/NFV. Intracom Telecom pracuje nad rozwiązaniem CDN gotowym do obsługi sieci 5G, natomiast Intel planuje wykorzystać osiągnięcia projektu VirtuWind do wdrażania i zarządzania rozwiązań VNF, a także zastosować kontrolę SDN podczas budowania rozwiązań dla Network Edge. To tylko kilka przykładów powstających rozwiązań”, podsumowuje Kulkarni.
Słowa kluczowe
VirtuWind, 5G, farma wiatrowa, wydatki, nakłady inwestycyjne, wydatki na utrzymanie, SDN, NFV