прочитано
#промышленность #цифровизация #индустрия 4.0 #обзор #интернет вещей

Технологии, которые использует интернет вещей, привлекают все большее внимание как в быту, так и в промышленности. Совсем скоро именно он станет главным источником информации, так как способен собирать большие данные для анализа положения на производстве. Для удаленного управления производственными процессами и сбора данных можно использовать сотовые сети 5G или перейти на Wi-Fi 6 — это шестое поколение стандарта Wi-Fi, которое планируют выпустить в конце 2019 года.

0 4

Самостоятельное производство

Эра «умных вещей», о которой раньше писали фантасты, уже наступила. Датчики, подключенные к сотовой сети, передают сведения о ходе производственных процессов, состоянии промышленного оборудования и местоположении сотрудников. Поэтому можно утверждать, что через несколько лет именно интернет вещей станет одним из основных источников данных на предприятиях.

Совсем скоро сбор больших данных о ходе производственных процессов будет производиться с помощью сотовых сетей пятого поколения, гораздо более быстрых, «емких» (то есть позволяющих подключать на порядок больше пользователей) и энергоэффективных, чем сети 4G.

Компания Ericsson предсказывает сетям 5G стремительный рост — один миллиард абонентов к 2023 году. Однако стоит помнить, что прогнозы производителей оборудования всегда очень оптимистичны. Развертывание 5G-сетей только начинается: из существующей инфраструктуры в новую жизнь войдут только вышки, на которых размещены базовые станции.

Немалые расходы

В GSMA, ассоциации, объединяющей операторов мобильной связи, подсчитали, что общемировые затраты на создание сетей 5G к 2025 году составят 750 млрд долл.

Велика вероятность, что сотовые операторы постараются восполнить расходы в кратчайшие сроки, поэтому на старте использование 5G обойдется недешево. Речь идет об оплате услуг при использовании SIM-карт в датчиках, следящих за производственными процессами.

Поэтому важно заранее разобраться в том, как работают датчики обратной связи, использующие сеть пятого поколения. Например, выяснить, по какому принципу подключаются и отключаются дополнительные услуги.

Кроме того, если говорить о добывающих отраслях, то многие производственные площадки расположены в удалении от мест с повсеместным покрытием сотовой связью. Соответственно, передача потока данных оттуда обойдется дороже.

Альтернатива 5G

Для того чтобы сделать передачу данных быстрой и недорогой, производители рекомендуют настраивать оборудование таким образом, чтобы вычисления производились на «краю» сети и в корпоративный ЦОД передавались уже обработанные данные, причем в гораздо меньшем объеме, например, не весь поток данных о температуре контролируемого устройства, а только показания, выбивающиеся из рабочего диапазона. 

Не всегда для передачи данных обязательно использовать сотовую связь. Существует альтернатива проводным и оптическим технологиям сети 5G, а именно — новая версия стандарта 802.11ax, он же Wi-Fi 6, эффективный на небольших расстояниях, например — в цехах.

Особенность Wi-Fi 6 заключается в том, что каждая точка доступа способна обслуживать гораздо большее количество устройств по сравнению с предыдущим стандартом Wi-Fi. Устройства, поддерживающие Wi-Fi 6, работают на двух частотах — 2,4 и 5 ГГц. Обсуждается вопрос о выделении стандарту дополнительной частоты — 6 ГГц. «Мультичастотность» и способность работать с каждым устройством по его протоколу позволят подключать к сетям шестого поколения старое оборудование, что удешевит переход на новый стандарт.

Для обеспечения бесперебойной работы в стандарте Wi-Fi 6 появилась заимствованная у сотовых сетей четвертого поколения поддержка мультиплексирования OFDMA с ортогональным частотным разделением каналов. Следовательно, ширину канала для каждого устройства можно менять в зависимости от ситуации и потребностей пользователя. Например, если претендентов на ресурс много — достаточно выделить каждому «персональную» радиочастотную полосу. Это позволит повысить общую пропускную способность сети, при этом ни одно устройство не зависнет.

В Wi-Fi 6 приблизительно на 25% увеличено количество передаваемой информации в расчете на 1 ГГц частотного диапазона

Обычно измерительные датчики передают информацию с заданной периодичностью. Для того, чтобы в промежутках между сеансами связи устройства стандарта Wi-Fi 6 не тратили электроэнергию и частотный ресурс, их снабдили функцией Target Wake Time. Она активизирует прибор в момент приема или передачи данных.

Традиционно устройства Wi-Fi, перед тем как передать информацию, мониторили свою частоту. Если она была занята, роутер переходил в режим ожидания. Такой подход резко снижал скорость передачи данных. В Wi-Fi 6 появился механизм маркировки пакетов в каналах с целью распознавания «свой-чужой». Соответственно, несколько сетей Wi-Fi 6 способны работать в одном диапазоне, не мешая друг другу.

Что в итоге

Благодаря новым функциям, Wi-Fi 6 позволит создавать более скоростные сети передачи данных. Создатели позиционируют его как окончательное решение вопроса о применении сетей Wi-Fi для интернета вещей.

Ожидается, что стандарт будет утвержден в конце 2019 года. Впрочем, отсутствие статуса официального документа не мешает производителям выпускать новые устройства и запускать экспериментальные сети на основе Wi-Fi 6.

Преимущество устройств, поддерживающих стандарт Wi-Fi 6, заключается в том, что их можно интегрировать в существующие сети. Это позволит избежать больших инвестиций в их модернизацию.