Digital Radio Communication System for Energy Distribution - Case Study

1. Kongres TETRA Experience 2006Warszawa 13-14.06.2006 Radiowy system łączności dyspozytorskiej Energetyki - studium przypadku opracowanie: Jerzy Andruszkiewicz Stefan Wieczorek

2. Spółki dystrybucyjne Energii Elektrycznej

3. Radiowa się dyspozytorska w Energetyce – podstawowe wymagania • Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz prawidłowe funkcjonowanie służb technicznych Energetyki wymaga zastosowania niezależnej radiowej sieci dyspozytorskiej dla obsługi sieci elektroenergetycznej, z uwzględnieniem specyficznych cech systemu dyspozytorskiego oraz zapewnienia prawidłowego jego funkcjonowania w warunkach awaryjnych i stanach krytycznych. • Istniejące sieci operatorów publicznych nie zapewniają funkcjonowania systemów w warunkach krytycznych i stanach awaryjnych oraz nie są odporne na warunki szczególnego zagrożenia, nie zapewniają wymaganych specjalnych funkcji dyspozytorskich, nie są odporne na stany gwałtownego zwiększenia ruchu.

4. Posiadane zasoby: Infrastruktura sieci radiokomunikacyjnej Energetyki – Digicom 7 • 431 stacji bazowych ZE, w tym: - 400 posiada własne wieże antenowe (40 i 60 m n.p.t.) zlokalizowane na własnych obiektach • - 31 zlokalizowane na obiektach dzierżawionych • Radiowe Stacje Bazowe (RBS) są połączone z Węzłami Centralnymi (CN) poszczególnych Zakładów Energetycznych, w zdecydowanej większości w oparciu o własne łącza analogowe i cyfrowe (światłowodowe). • Kanały radiowe w paśmie 410 - 430 MHz (12,5 kHz)

5. Pokrycie propagacyjne sieci łączności dyspozytorskiej Energetyki w paśmie 410 - 430 MHz: – ok. 80% powierzchni kraju, - 31 sieci lokalnych ZE i jedna sieć makroregionalna (grupa mazowiecka), - brak sieci ogólnokrajowej ( w tym sieci korporacyjnych w nowych strukturach organizacyjnych Energetyki) - ok. 75% łączy własnych w relacji RBS - CN

6. Lokalizacja radiowych stacji bazowych analogowego systemu łączności dyspozytorskiej Energetyki

7. Symulacja - pokrycie terenu przez cyfrowy system łączności dyspozytorskiej Energetyki, z wykorzystaniem istniejących stacji bazowych systemu analogowego

8. Testy cyfrowej radiowej sieci dyspozytorskiej w Energetyce Przeprowadzone testy porównawcze zasięgów użytecznych z wykorzystaniem istniejących analogowych stacji radiowych oraz cyfrowych stacji standardu TETRA i P.25 wykazały, że efektywne pokrycie propagacyjne jest porównywalne (dla przyjętych wartości progowych sygnału wymaganych przez warunki pracy w Energetyce). Oznacza to możliwość maksymalnego wykorzystania istniejących lokalizacji i rozbudowę systemu tylko o niezbędną liczbę dodatkowych stacji lukowych ( ok. 150 ÷160 dodatkowych lokalizacji), co pozwoli na minimalizację dodatkowych kosztów inwestycyjnych.

9. Bieżące i przyszłe potrzeby użytkowników rrl: - łącza rozmówne – transmisja głosowa, - łącza do transmisji danych o wyższej przepustowości, - lepsze pokrycie propagacyjne terenu, - dostęp do sieci krajowej rrl oraz sieci innych operatorów, - wyższy stopień bezpieczeństwa pracy w sieci rrl oraz gwarancja poufności danych, - usługi sieci dyspozytorskiej, w tym priorytety usług, - niezależność systemu od sieci innych operatorów – dostępność do usług w warunkach szczególnego zagrożenia.

10. Koncepcja budowy wspólnej cyfrowej sieci rrl dla wielu użytkowników: - możliwość wykorzystania jednego systemu rrl przez wielu użytkowników z zagwarantowaniem różnych wariantów usług i zabezpieczeń, gwarancja prywatności, - obniżenie jednostkowych kosztów zakupu systemu i jednostkowych kosztów eksploatacyjnych (w przeliczeniu na jednego użytkownika), - optymalne wykorzystanie zasobów systemu rrl, - efektywne wykorzystanie pasma częstotliwości i racjonalna gospodarka widmem), - efektywne wykorzystanie zasobów ludzkich w zakresie obsługi systemu rrl.

11. Grupy użytkowników sieci TETRA – współużytkowanie zasobów Niezależne sieci VPN

12. Najważniejsze powody cyfryzacji systemu radiokomunikacyjnego Energetyki • Zamiana sieci analogowych na cyfrowe jest koniecznością wynikającą z polityki Regulatora i ustaleń międzynarodowych. • Aktualne, posiadane przez Energetykę zezwolenia telekomunikacyjne stracą ważność w najbliższych latach. • Nowe potrzeby użytkowników wynikające z rozwoju technologicznego, w tym takie, które będą wymagały zastosowania transmisji cyfrowej. • Stosowanie protokołu IP umożliwi konwergencję i integrację różnych mediów transmisyjnych. • Konieczność wymiany istniejącego systemu ze względu na jego aktualny stan techniczny.

13. Cyfryzacja radiowego systemu łączności dyspozytorskiej w Energetyce umożliwi między innymi: • optymalne wykorzystanie przydzielonego pasma częstotliwości • efektywne wykorzystanie istniejących zasobów infrastruktury technicznej użytkowników i sieci teletransmisyjnej, • obniżenie kosztów budowy sieci radiokomunikacyjnej oraz kosztów jej eksploatacji, • skalowalność systemu radiokomunikacyjnego, • dostosowanie systemu do zmiennych potrzeb użytkowników, • niezależność i bezpieczeństwo pracy sieci radiokomunikacyjnej w sytuacjach szczególnego zagrożenia, • współdziałanie doraźnie tworzonych grup użytkowników w przypadkach katastrof, klęsk żywiołowych itp., a także możliwość ewentualnego bezpośredniego współdziałania z innymi służbami, • bezpieczeństwo i poufność przesyłanych informacji. • udostępnienie zasobów technicznych systemu innym współużytkownikom z sektora energetyki (np.. PSE S.A., spółki współpracujące), na zasadzie sieci wydzielonych (VPN).

14. Przewidywane efekty cyfryzacji radiowego systemu łączności dyspozytorskiej w Energetyce • Optymalizacja wykorzystania przydzielonego pasma częstotliwości poprzez optymalizację lokalizacji stacji bazowych – likwidacja stacji granicznych pomiędzy sąsiednimi spółkami dystrybucyjnymi • Maksymalne wykorzystanie istniejących obiektów infrastruktury technicznej Energetyki • Polepszenie pokrycia propagacyjnego poprzez zwiększenie liczby stacji bazowych (ok.30%), z wykorzystaniem obiektów Energetyki • Poprawa jakości usług, w tym udostępnienie usług transmisji cyfrowej

15. Projekt docelowej konfiguracji systemu KONSOLA BTS BTS BTS BTS PSTN BTS Sieć Tetra • STACJA • ZARZĄDZANIA • SIECIĄ PABX • SERWER • ZARZĄDZANIA • SIECIĄ KONSOLA DYSPOZYTORSKA

16. Architektura systemu – główne aspekty • Integracja systemu rrl na bazie architektury IP • Najbardziej korzystny wariant – budowa sieci korporacyjnych jako elementów sieci krajowej • Integracja systemu z PSTN, PABX, sieciami operatorów publicznych GSM, UMTS • Możliwość wydzielenia niezależnych VPN resortowych i branżowych • Dostęp do wydzielonych resortowych zasobów IT • Możliwość rekonfiguracji sieci w zależności od doraźnych potrzeb

17. Podsumowanie (1): • Ze względu na coraz większe potrzeby użytkowników sektora Energetyki w zakresie transmisji danych oraz istniejący stan sieci rrl Energetyki niezbędne jest podjecie działań w zakresie jej unowocześnienia i poprawienia jakości i dostępności usług. • Przeprowadzone analizy możliwości cyfryzacji radiowego systemu łączności dyspozytorskiej Energetyki wykazały, że zadanie to jest wykonalne, w dużej części w oparciu o istniejące zasoby teleinformatyczne Energetyki. • Konieczne jest ustalenie zasad, organizacji i możliwości budowy sieci cyfrowej rrl wraz z innymi użytkownikami takiej sieci na terenie kraju, oraz opracowanie niezbędnych analiz ekonomicznych i technicznych, studiów wykonalności, projektów technicznych, organizacyjnych oraz pozyskanie środków inwestycyjnych.

18. Podsumowanie (2): • Możliwa jest optymalizacja kosztów budowy ww. sieci w oparciu o posiadane przez sektor energetyczny zasoby infrastruktury technicznej, posiadane pasmo częstotliwości oraz przyjęcie do realizacji wariantu sieci krajowej. • Konieczne jest wypracowanie strategii dla dalszych działań w zakresie wykorzystania istniejących zasobów, pozyskania źródeł sfinansowania modernizacji sieci (lub budowy nowej) oraz współdziałania z innymi użytkownikami. • Gwarancją prawidłowego i bezpiecznego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego kraju jest wykorzystanie niezależnego radiowego systemu dyspozytorskiego.