Chmura i sieć 5G. Huawei zaprezentował nowe technologie dla kolei

Chiński gigant telekomunikacyjny może się pochwalić obsługą (w różnym zakresie) 120 tysięcy km linii kolejowych i ponad setki systemów kolei miejskich. Rozwiązania proponowane przez firmę obejmują najnowsze trendy technologiczne: chmurę obliczeniową, Internet Rzeczy i łączność szerokopasmową debiutującej właśnie technologii 5G. Ma to umożliwić budowanie bezpieczniejszych i wydajniejszych systemów transportowych, szczególnie w silnie obciążonych ruchem kolejach miejskich.

Kolej w chmurze

W jaki sposób kolej może skorzystać na „chmurze”? Jak tłumaczą przedstawiciele Huawei, dzięki wirtualizacji można przekształcić posiadane zasoby obliczeniowe, hurtownie danych, zasoby sieciowe i zabezpieczające z urządzeń fizycznych w wirtualne pule zasobów. Zasoby te są następnie dynamicznie przydzielane do zadań. To znacząca optymalizacja systemu, dzięki której o kilkadziesiąt procent spada koszt budowy i utrzymania infrastruktury informatycznej. Kolejna korzyść, to mniejsza przestrzeń zajęta przez serwery, czyli niższy koszt budowy centrum sterowania. Huawei proponuje też zamknięcie zasobów komputerowych w oddzielnym kontenerze, co obniża zużycie energii na klimatyzację. Technologie chmury prywatnej umożliwiają na przykład połączenie kilku istniejących serwerowni w jeden wirtualny organizm, dzięki czemu możliwe jest zoptymalizowanie zasobów informatycznych, optymalizacja liczby licencji dla wybranych systemów i uzyskanie wyższej wolumetrii dzięki możliwości korzystania z zasobów wszystkich serwerowni w jednym czasie dla istotnych zadań. Huwaei podkreśla, że ważny dla klientów w Europie, jest fakt zgodności z RODO. Wynika to z tego, że rozwiązania w zakresie chmury prywatnej i hybrydowej mogą funkcjonować w zasobach technologicznych zdefiniowanych przez klienta, np. korzystając z określonych serwerowni w danym kraju. Daje to pewność przetwarzania danych tylko i wyłącznie w uzgodnionych fizycznych lokalizacjach.

Wirtualizacja i obliczenia w chmurze przydają się przewoźnikom przy obsługach szczytów przewozowych. Przykładem jest tu chiński Nowy Rok – wydarzenie, które generuje największą liczbę podróży w kraju. Uruchomienie sprzedaży biletów na ten okres obciąża system informatyczny przewoźników w sposób bezprecedensowy, na poziomie 15 milionów sprzedanych biletów dziennie i przeszło tysiąca zapytań na sekundę. W takich okresach niezbędna jest dodatkowa moc obliczeniowa i przepustowość sieci, którą oferuje chmura. Tradycyjna infrastruktura informatyczna musiałaby z kolei być zaprojektowana z myślą o obsłudze peaku, ale nie byłaby wykorzystywana przez pozostałe 355 dni w roku. Ppodobne sytuacje występują w Polsce np. w okresach Bożego Narodzenia, Wielkanocy, szczytu wakacyjnego oraz Nowego Roku.

LTE i dalej

Podczas gdy w Polsce i Europie instalowana jest sieć łączności kolejowej oparta o telekomunikację trzeciej generacji GSM-R, na świecie są już dostępne nowsze rozwiązania: czwartej generacji (LTE) i piątej (5G). Obecnie Huawei oferuje system łączności oparty na LTE-R, zarówno z wstecznym wsparciem GSM-R, jak i umożliwieniem rozwoju do 5G. Sieć tej generacji oferuje przełomowe możliwości – dwudziestokrotnie szybszą przepustowość (20 Gbit/s), stukrotnie większą liczbę użytkowników podłączonych do sieci (milion/km2) i trzydziestokrotnie niższe opóźnienie transmisji (1 ms). O ile ten ostatni czynnik będzie w oczywisty sposób kluczowy dla bezpieczeństwa, w tym autonomicznego prowadzenia pojazdu i nadzoru nad nim, to nie można lekceważyć dwóch pozostałych efektów 5G. Umożliwiają one bowiem dynamiczny rozwój rozwiązań opartych na Internecie Rzeczy (IoT – Internet of Things), czyli bezpośredniej, stałej komunikacji między maszynami bez udziału człowieka. To z kolei ma pozwolić na wzmocnienie bezpieczeństwa przez szybszą analizę zagrożeń i ułatwienie planowania i obsługi systemu kolejowego, zarówno od strony infrastruktury, jak i taboru i operacji, wspierając coraz bardziej istotne utrzymanie przewidujące (tzw. predictive maintenence), czyli oparte o faktyczne i prognozowane (w oparciu o analizę big data) zużycie poszczególnych elementów taboru, a nie o tradycyjne cykle utrzymaniowe.

Zaprezentowane podczas szczytu UITP rozwiązanie LTE-R zostało opracowane wspólnie z partnerem – Tianjin 712 Communication & Broadcasting Co. (TCB 712). Jest już wdrażane w Chinach, w czym mocno pomaga ogłoszenie przez miejscowe stowarzyszenie kolei miejskich jednolitych standardów dla łączności nowej generacji. Są one dzięki temu o krok przed narodowymi Kolejami Chińskimi, które wdrażają (obecnie) rozwiązania oparte o sieci 3G. Na marginesie warto dodać, że odwrotna sytuacja jest w Europie, gdzie Komisja Europejska i UIC – Międzynarodowa Unia Kolei już analizują przyszłe rozwiązania telekomunikacyjne – i wciąż możliwe jest przejście od GSM bezpośrednio do sieci 5G, z pominięciem LTE.

Pod czujnym okiem kamery

Choć w zakresie prowadzenia ruchu kolejowego przepustowość transmisji danych nie jest tak istotna jak niezawodność i małe opóźnienie, wprost przeciwnie jest, jeśli chodzi o usługi pasażerskie. Tutaj sieć 5G oferuje pasażerom nawet transmisję wideo wysokiej jakości. Ale obraz przesyłany będzie nie tylko w tym kierunku, bowiem sieć 5G zaoferuje szybki transfer wideo z pokładowego monitoringu. To coraz większy problem, ponieważ zapis wysokiej jakości z kilku źródeł za pomocą sieci starszego typu może wymagać unieruchomienia jednostki lub składu na kilkadziesiąt minut – wyłącznie w celu zgrania nagrań. Sieć 5G rozwiązuje to wąskie gardło. Z kolei nowoczesne rozwiązania z dziedziny analizy obrazu pozwalają pójść o krok dalej – na przykład zaprezentować pasażerom zindywidualizowaną informację pasażerską, zliczać pasażerów czy ostrzegać operatorów o zachowaniach potencjalnie niebezpiecznych. Możliwych zastosowań jest zresztą o wiele więcej – o czym z pewnością przekonamy się w kolejnych latach.