Julia Santogatta
W pierwszej części tej serii wyjaśniliśmy,
w jaki sposób ostatnie postępy w technologii i standardach zrewolucjonizowały
niezawodność w przemysłowych zastosowaniach bezprzewodowych; nie są już
piętą achillesową przekazu sygnału. W szczególności rewolucyjny jest
protokół równoległej redundancji (PRP), zgodnie z normą IEC 62439, ponieważ
znacznie poprawia on wydajność sieci bezprzewodowej w trzech ważnych obszarach:
1) Drastycznie zmniejsza
możliwość utraty danych, ponieważ jest to projekt zerowej awarii - renegocjacje
i czasy odzyskiwania sygnału są nieistniejące
2) Poprawia czas
transmisji, zmniejszając opóźnienie
3) Redukuje drgania podczas transmisji danych
Ulepszenia w tych obszarach są ogromne. W
testach praktycznych odczuwalna utrata pakietów dla zastosowań z PRP została
zredukowana do 0,00021 procent przy użyciu połączenia PRP. To jest
500-krotna redukcja utraty pakietów!
Jest to dość niewiarygodne - ale zgodne z
poziomem poprawy, jaki można osiągnąć na poziomie podstawowym. (Zobacz
artykuł techniczny "Doubling Multiplies the Benefit", aby uzyskać
więcej szczegółów na temat pomiarów ulepszeń.)
Teraz wykorzystajmy zyski ze
standaryzowanego PRP i spójrzmy na dwa dodatkowe rozwiązania, które sprawiają,
że dzisiejsza sieć bezprzewodowa jest jeszcze bardziej praktyczna. Te
opcje wdrożenia obejmują dywersyfikację częstotliwości i integrację PRP
bezpośrednio z urządzeniami bezprzewodowymi.
Dywersyfikacja częstotliwości i
zintegrowane PRP dodatkowo usprawniają przemysłową łączność bezprzewodową
Jak zapewne wiecie, w wielu krajach
dostawcy usług bezprzewodowych mogą nadawać na kilku
nielicencjonowanych częstotliwościach, które prawdopodobnie obejmują dwa popularne
pasma - 2,4 GHz i 5 GHz. Każde pasmo ma swoje zalety, ale także słabości.
Dodając różnorodność częstotliwości do
swojego projektu PRP - emitując jeden sygnał na częstotliwości 2,4 GHz i jeden
na 5 GHz - niemalże gwarantujesz inny poziom pewności. Dzieje się tak,
ponieważ to, co zwykle powoduje niezamierzone obniżenie sygnału na jednej
częstotliwości, jest mało prawdopodobne, aby powodowało zakłócenia na
drugiej. Wprowadzając tę mieszankę, zwiększasz niezawodność transmisji
danych w swoim projekcie.
Belden następnie zwiększa praktyczność i
zwrot finansowy z przemysłowych zastosowań bezprzewodowych, integrując
możliwości PRP bezpośrednio z punktami dostępu bezprzewodowego. Oznacza
to, że w wielu projektach sieci nie ma już potrzeby oddzielnej "skrzynki red" (skrzynki redundancji) do zarządzania powielaniem i łączeniem
pakietów.
Ponadto PRP nie dotyczy wyłącznie
projektów sieci przewodowych lub bezprzewodowych. Fakt, że może on być
używany do całkowicie bezprzewodowych i hybrydowych projektów
przewodowych/bezprzewodowych również znacznie zwiększa zakres możliwych
rozwiązań. W jaki sposób te rozwiązania mogą Ci pomóc?
Spójrzmy na kilka przykładów
interesujących topologii sieci, których być może wcześniej nie brałeś pod
uwagę. Mogą zapewnić wyższy poziom niezawodności, którego szukałeś.
Sieć bezprzewodowa jako sieć wysokiej
dostępności
Czy masz jakieś zastosowania, które
chciałbyś uaktualnić lub zaimplementować, ale ilość infrastruktury, którą
musiałbyś zainstalować, jest przytłaczająca? Może kontrola dostępu/ochrona
na granicach lub system nadzoru wideo?
Czy odrzuciłeś połączenie bezprzewodowe,
ponieważ musisz upewnić się, że system działa cały czas? Jeśli
tak, pomyśl jeszcze raz.
Niedawno nawiązaliśmy współpracę z
lokalnym dostawcą rozwiązań, aby wdrożyć właśnie taki system dla rafinerii ropy
naftowej na Bliskim Wschodzie. Szansa na zakłócenia, a także ogromna ilość
topografii i odbicia sygnału, z którymi mieliśmy do czynienia, sprawiły, że było
to tradycyjnie wymagające rozwiązanie bezprzewodowe.
Oprócz właściwości fizycznych,
zastosowanie przesyła wideo, co wymaga dużej przepustowości oraz stabilnych i
niezawodnych łączy bezprzewodowych. Mimo to, wykorzystanie PRP w
infrastrukturze bezprzewodowej zapewniło potrzebny poziom wydajności i niezawodności
systemu.
Pamiętaj, że PRP zapewnia nie tylko
redundantną transmisję danych z zerowym obciążeniem awaryjnym, ale także lepszą
wydajność sieci dzięki poprawie nieodłącznego opóźnienia i drgań - dzięki czemu
idealnie nadaje się do wymagających zastosowań danych.
Sieć bezprzewodowa jako redundantna kopia
zapasowa dla przewodowej transmisji sygnału
Chodźmy dalej. Wyobraź sobie, że masz
wymagające zastosowanie, które obecnie jest okablowane, ale wiadomo, że
jest też kłopotliwe. Może to być suwnica, która jest stale w ruchu lub
urządzenie w pobliżu pieca lub innego sprzętu o wysokiej temperaturze, takiego
jak wytapiacz metalu.
W obu przypadkach, kabel sieciowy został
przynajmniej raz uszkodzony i przyprawił Ciebie i Twoją fabrykę o ból serca. Czy
kiedykolwiek zastanawiałeś się nad implementacją sieci bezprzewodowej jako
kopii zapasowej głównego łącza przewodowego? Gdybyś mógł uniknąć jednego,
może dwóch przestojów, czy ten system nie zwróciłby kosztów?
Ta kombinacja routingu przewodowego i bezprzewodowego
jest możliwa dzięki standardowemu protokołowi PRP IEC 62439 zaimplementowanemu
na obu ścieżkach sygnałowych. Ścieżka bezprzewodowa może być używana jako
wolna od przełączania ścieżka kopii zapasowej do połączenia
przewodowego. Chociaż istnieje kilka rozwiązań wykorzystujących
zastrzeżoną redundantną transmisję danych, zawsze koncentrują się one na jednej
ścieżce transmisyjnej, a więc taka kombinacja przewodowa/bezprzewodowa
prawdopodobnie nie jest możliwa.
Dla porównania, PRP oparte na standardach
pozwala na bardziej złożone scenariusze, takie jak ten, aby być sprawnie wdrożone
dla Twojej korzyści. Skoro już to wiesz, co powstrzymuje Cię przed
wdrożeniem sieci bezprzewodowej jako kopii zapasowej?
Zastosowania mobilne z roamingowymi urządzeniami
PRP
A co z zastosowaniami, które wymagają
poruszającej się maszyny lub pojazdu transportowego, na przykład wagonu
kolejowego lub pociągu? Czy masz coś, co porusza się po ścieżce, którą
chcesz połączyć z kilkoma bezprzewodowymi punktami dostępowymi? W tym
scenariuszu wykorzystanie PRP zapewnia nie tylko dwa połączenia, które
mogą być obsługiwane w tym samym czasie, ale także możliwość utrzymania jednego
z dwóch połączeń podczas przesuwania się po ścieżce i przechodzenia między
punktami.
Podobnie jak w przypadku innych zastosowań,
wynikowa jakość połączenia zawsze będzie równie dobra lub lepsza niż najlepsze
z dwóch połączeń. Jest to niezależne od efektów mobilności, takich jak zły
stosunek sygnału do szumu (SNR) lub zanik sygnału. Dlaczego "lepszy
niż najlepszy”, możesz spytać.
Kontynuując tę samą racjonalność omówioną
w pierwszym artykule z tej serii, dzieje się tak dlatego, że technologia PRP
nie tylko automatycznie wybiera pakiety lepszego łącza, ale również
rekompensuje straty na "lepszym łączu" z pomyślnie dostarczonymi
pakietami na "innym". Pozwala to uniknąć zakłóceń w ruchu
roamingowym i degradacji usług bez przełączania.
Co więcej, ważne jest to, że
funkcjonalność PRP nie musi być ograniczona do kanału
bezprzewodowego. Różne połączenia WLAN działające w kilku punktach dostępu
mogą łączyć się z siecią na różne sposoby. Zduplikowane pakiety można
następnie wyeliminować w centralnym punkcie sieci, co jest możliwe tylko przy
użyciu standardowej metody PRP, niezależnej od WLAN.
PRP sprawia, że przemysłowe zastosowania
bezprzewodowe są niezawodne
Mam nadzieję, że ta seria postów pozwoli
Ci zastanowić się, w jaki sposób dzisiejsze rozwiązania bezprzewodowe z PRP
mogą przynieść korzyści Twoim zastosowaniom przemysłowym. Czy wyzwaniem
jest:
·
Trudna lub szeroka topografia.
·
Wysoka interferencja hałasu.
·
Wymagania wysokiej dostępności.
·
Przenoszenie sprzętu.
·
Wysokie temperatury.
Nie bój się – dokształcaj się! Dzisiejsze
bezprzewodowe sieci przemysłowe mogą przekroczyć Twoje najśmielsze oczekiwania.
Pytania? Przemyślenia? Proszę,
napisz nam o nich w komentarzu, a nasi inżynierowie bezprzewodowi z
przyjemnością opracują je i odniosą się do nich.
Komentarz edytora: Ten artykuł powstał
dzięki zaangażowaniu Julii Santogatta, dyrektora Belden odpowiedzialnego za
inicjatywy bezprzewodowe i dra Tobiasa Heera, szefa działu Belden Embedded
Development.
Jeśli masz jakiekolwiek pytania,
wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy do dyspozycji od
poniedziałku do piątku w godz. 8:00 – 16:00.
Tel: +48 32 256 25 33
E-mail: info@pf-electronic.pl
Komentarze
Prześlij komentarz