Przejdź do głównej zawartości

Demistyfikowanie i optymalizacja przemysłowego Wi-Fi

Tobias Heer

Czy jesteś nowy w temacie Wi-Fi przemysłowego i martwią Cię przewidywane problemy z niezawodnością?

Wiele firm martwi się, że bezprzewodowe sieci lokalne (WLAN) nie są wiarygodne lub dostępne tylko dla (lub użyteczne tylko w przypadku) nowych urządzeń i najnowocześniejszych aplikacji. Technologie bezprzewodowe nie są już luksusem ani bonusem. Są obowiązkowe dla nowoczesnych sieci przemysłowych. Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) napędza zmiany na hali produkcyjnej, a infrastruktura bezprzewodowa to centralny system nerwowy, który zapewnia każdemu elementowi sprawne funkcjonowanie.

Dzisiejsze zoptymalizowane przemysłowe Wi-Fi - stworzone, aby spełnić wymagania Twojej sieci
Zanim szybki Wi-Fi stał się wszechobecny, transmisja danych bez fizycznych połączeń wydawała się czystą fantazją. W wielu zastosowaniach przemysłowych Wi-Fi bardziej przypomina złoczyńcę niż bohatera tej historii. Obietnica IIoT nigdy nie wydaje się być spełniona z powodu nieprzewidywalnych i niepewnych połączeń, ponieważ coraz więcej połączonych zastosowań przechodzi do hali fabrycznej.

Dzisiejsze fabryki piszą tę historię od nowa, inwestując w lepszą optymalizację Wi-Fi. Zbyt często słaba łączność jest spowodowana budową przemysłowej sieci WLAN z komponentami przeznaczonymi dla konsumentów. Jeśli wiertnica, którą kupujesz w lokalnym Wal-Marcie, nie może wytrzymać warunków na hali produkcyjnej, to dlaczego mamy oczekiwać, że gotowy router bezprzewodowy zapewni wiarygodne wyniki?

Istnieje wiele czynników środowiskowych i kwestie dotyczące konfiguracji, które mogą wpływać na wydajność WLAN w warunkach przemysłowych. Jednak problemy te znacznie zmniejszają się w przypadku infrastruktury faktycznie stworzonej do zastosowań przemysłowych.


Jak określić, czy Twój przemysłowy Wi-Fi potrzebuje aktualizacji: pięć symptomów
Wyobraź sobie, że jesteś chory i idziesz do szpitala. Pielęgniarki zaczynają od pytania "Co cię tu sprowadza?". Chcą poznać dokuczające Ci objawy, aby lekarz mógł zdiagnozować, co Ci dolega. Jeśli lekarz będzie leczył tylko te objawy, możesz poczuć się lepiej na kilka dni. Ale prawdziwy problem pozostanie nietknięty, a twoje objawy mogą wkrótce powrócić.

Jeśli Twój przemysłowy Wi-Fi nie działa, istnieje pięć symptomów, które pomogą Ci zdiagnozować przyczynę choroby. Te pięć symptomów prawdopodobnie powoduje, że denerwujesz się modernizacją przemysłowego Wi-Fi lub przełączaniem z sieci przewodowej. Zdemaskowanie tego, co kryje się za objawami, pomoże Ci zdiagnozować, czy Twój przemysłowy Wi-Fi jest źle skonfigurowany albo czy sieć nie działa z innego powodu.

1. Wskaźnik utraty pakietów
Co to jest? Wszyscy doświadczyliśmy powolnego połączenia Wi-Fi. Czy wiesz, że wskaźnik utraty pakietów jest wiodącym wskaźnikiem sieci z ciągłymi problemami z prędkością? Stopień utraty pakietów to procent wysłanych wiadomości (lub pakietów/ramek), które nie zostały pomyślnie odebrane przez zamierzonego odbiorcę. Utracone pakiety spowalniają komunikację, ponieważ muszą być retransmitowane. Co więcej, utracone pakiety mogą poważnie wpłynąć na niezawodność twojej sieci i twoich zastosowań, ponieważ krytyczne sygnały nie docierają do zamierzonego celu.
Jaki jest „zdrowy” wskaźnik utraty pakietów? 0,1 procent lub mniej. Możesz być pewien, że masz „niezdrowy” wskaźnik utraty pakietów, jeśli widzisz wartości, które są znacznie wyższe niż 0,1 procent. W bardziej hałaśliwych środowiskach przemysłowych można zauważyć, że wartości sięgają nawet 2-3 procent.

2. Opóźnienie
Co to jest? Często uogólniane jako "lag", oznacza opóźnienie transmisji w celu dostarczenia wiadomości za pośrednictwem połączenia bezprzewodowego. Pakiety - sposób w jaki dane podróżują przez WLAN - nie podróżują w powietrzu natychmiastowo. Każdy nadajnik/odbiornik, przez który musi przejść pakiet, wprowadza opóźnienie o kilka milisekund. W zajętych sieciach nadajnik może czekać na zakończenie wielu innych transmisji, zanim będzie mógł wysłać konkretny pakiet.
Co to jest „zdrowe” opóźnienie? Kilka milisekund, w najlepszym przypadku. W najgorszych przypadkach „zdrowe” opóźnienie powinno nadal wynosić mniej niż 50-100ms. W sieci przemysłowej o niskiej tolerancji na opóźnienie komunikacji, powinno niepokoić nas więcej niż 100 ms opóźnienia.

3. Przepustowość danych
Co to jest? Zdolność do niezawodnego przesyłania pewnej ilości danych w określonym czasie. Im wyższa i silniejsza przepustowość, tym lepsza jest sieć. Pomyśl o sieci jako autostradzie: jeśli samochody mogą poruszać się z określoną prędkością, przepustowość mówi nam, jaka maksymalna ilość samochodów może zjechać z autostrady w określonym przedziale czasu. Jednak okoliczności, takie jak zamykanie pasów i wypadki, zmniejszają liczbę samochodów, które mogą utrzymać prędkość i ruch na tej autostradzie w tym samym okresie - jest to przepustowość.
Jaka jest „zdrowa przepustowość”? To zależy od ilości danych, które aplikacja musi przesłać.

4. Zakłócenia
Co to jest? Zakłócenie to przerwa w transmisji, która ma miejsce, gdy klient/urządzenie wędruje z jednego punktu dostępu do drugiego. W zastosowaniach takich jak pociągi lub pojazdy autonomiczne, urządzenie musi łączyć się z różnymi punktami dostępowymi podczas przemieszczania się w całej sieci. Pomyśl o serii nakładających się diagramów Venna - nakładanie się daje urządzeniu możliwość pozostania połączonym z jednym punktem dostępowym, gdy łączy się z innym punktem dostępowym.
Co to jest „zdrowe” przerywanie? Niewiele, o małej istotności zakłóceń (np. mniej niż 50 ms) jest akceptowalnych. Jednak wszystko, co przekracza 50 ms albo jest określane jako mające dużą istotność lub dużą częstotliwość, będzie „niezdrowe”.

5. Zakres
Co to jest? Obszar włączony przez punkt dostępu. Zakres opisuje także spójność w pokryciu zasięgiem obiektu, co określa, czy połączenia WLAN są wystarczająco silne, aby dotrzeć do wszystkich niezbędnych lokalizacji. Zakresy mogą być duże lub małe, w zależności od projektu i celów konkretnej sieci, ale silniejsze sieci mają zazwyczaj dłuższe zakresy.
Jaki jest „zdrowy” zakres? Podobnie jak w przypadku przepustowości, „zdrowy” zakres zależy od konkretnych potrzeb i zastosowania.

Jaka jest recepta na „chorą” przemysłową sieć WLAN? W przypadku niektórych symptomów, takich jak zakres i przepustowość, może być to tak proste, jak zapewnienie odpowiedniego dopasowania sprzętu do własnych potrzeb. Ale nawet wtedy leczenie objawów nie naprawi prawdziwego problemu. Na podstawie tych symptomów, sposobem rozwiązania problemów jest ustalenie stosunku sygnału do szumu (SNR).


Stosunek sygnału do szumu: tajemnica przemysłowej optymalizacji Wi-Fi
Jeśli twój SNR jest niski, twoja sieć WLAN działa niepoprawnie – tak, jak się obawiałeś.
Każda transmisja danych zawiera sygnał i szum. Sygnał jest transmisją pożądanych danych, a szum zawiera wszystko inne (interferencja, fragmentacja danych itp.). SNR jest różnicą między poziomem sygnału i szumem.

Zastanów się, kiedy ostatnio odbyłeś rozmowę na imprezie: mówisz w komfortowej głośności, twój głos może być słyszany tylko na tyle, na ile pozwala hałas wokół ciebie. W miarę, jak w pokoju robi się głośniej, trudniej jest usłyszeć twój głos, a ty mówisz coraz głośniej i masz problem ze zrozumieniem rozmowy. Dostarczanie wiadomości ostatecznie zwalnia.
Podobnie, w transmisji danych niski współczynnik SNR utrudnia "usłyszenie sygnału". W tym przypadku urządzenia WLAN mogą komunikować się ze sobą tylko wtedy, gdy przesyłają swoje dane bardzo powoli i wyraźnie. Wysoka wartość SNR oznacza, że ​​sygnał jest większy niż szum, a transmisja może odbywać się z większą prędkością.

Jak więc zapewnić wysoki współczynnik SNR? Nowe technologie, takie jak odporność na zakłócenia adaptacyjne, sterowanie za pomocą klienta lub pasma oraz protokół równoległej redundancji (PRP), mogą znacząco poprawić wydajność, niezawodność i opóźnienie transmisji sieci bezprzewodowych w warunkach przemysłowych. Zapewniając najwyższą jakość sieci WLAN dzięki tym nowym technologiom, można zmaksymalizować czas pracy bez przestojów i uniknąć kosztownych zakłóceń w sieci.

Wysoki współczynnik SNR jest najważniejszym celem w pełni funkcjonującej, zoptymalizowanej sieci WLAN. Bez niego nie można uzyskać niezawodnej sieci bezprzewodowej, której szukasz.
W medycynie nie ma "magicznej pigułki", aby wyleczyć wszystkie choroby. W optymalizacji WLAN naprawianie słabego współczynnika SNR wygląda podobnie.

Szukasz jeszcze bardziej szczegółowych informacji na temat kroków, które możesz podjąć, aby zoptymalizować swój system? Koniecznie przeczytaj nasz raport IEEE 802.11 Radio Optimization (w języku angielskim).

Potrzebujesz pomocy w projektowaniu i budowaniu sieci WLAN zoptymalizowanej pod kątem Twoich zastosowań? Czekamy na wiadomość od Ciebie.

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

Popularne posty z tego bloga

Ethernet przemysłowy a zwykły Ethernet: dlaczego to ma znaczenie?

Sylvia Feng Środowiska przemysłowe są trudne. Mówię o oleju, kurzu, wodzie i wysokich temperaturach. Środowisko, w którym działa wiele obiektów przemysłowych, znacznie różni się od budynku biurowego lub sklepu detalicznego. Mimo to oczekuje się, że wiele (pozornie) podstawowych funkcji będzie działać płynnie, pomimo tych warunków. Fabryki muszą mieć możliwość przesyłania danych z jednej maszyny do drugiej i muszą mieć możliwość polegania na kablu, aby działał w ekstremalnych warunkach. Jednym z obszarów, który może wywrzeć niesamowity wpływ na producentów, zarówno pozytywnie, jak i negatywnie, jest niezawodność, bezpieczeństwo i siła ich kabla sieciowego. Po prostu użycie dowolnego kabla Ethernet nie będzie działać. Zwykłe urządzenia, które mogą działać dobrze w warunkach biurowych z kontrolowaną temperaturą, nie wytrzymają ekstremów środowiska przemysłowego. Oto świetna analogia: jak niedorzeczne byłoby umieścić pingwina na pustyni? Wszyscy wiemy, że pingwiny nie

Nowa parametryzacja - „IO-Link bez skomplikowanej części”

Artjom Bil Co to jest IO-Link? Technologia IO-Link, oparta na standardzie IEC 61131-9 dla sterowników programowalnych, umożliwia komunikację między inteligentnymi czujnikami, siłownikami i sterownikami PLC wszelkiego rodzaju. Odegrała ważną rolę w praktycznym gromadzeniu i monitorowaniu danych produkcyjnych. Ten nieoceniony przepływ informacji daje producentom możliwość ciągłego dostrajania swojej działalności, optymalizacji jakości i wydajności oraz minimalizacji przestojów. Jako taka jest podstawową potrzebą komunikacji na poziomie lokalnym i umożliwia przejrzystość danych w ramach Przemysłowego Internetu Rzeczy . Można by pomyśleć, że operatorzy przemysłowi pokochaliby technologię IO-Link . Niestety, w rzeczywistości jest to stosunek miłość/nienawiść. Wielu użytkowników uważa, że ​​technologia IO-Link jest świetna, dopóki nie będą musieli zarządzać bibliotekami parametrów urządzeń IO-Link w sieci. Może to stać się bardzo skomplikowane, a użytkownicy lub nabywcy zb

W jaki sposób wibracje, hałas i przesłuch mogą powodować przestoje

Jeremy Friedmar Trudne środowiska wymagają wytrzymałych produktów Wibracje i hałas są powszechne w środowiskach przemysłowych, takich jak produkcja i transport kolejowy. Huk linii montażowych może zakłócać transmisję danych, a złącza mogą stać się luźne. Zastanów się, ile wibracji występuje, gdy wagon jedzie do miejsca docelowego. Środowiska takie jak te wymagają solidnego produktu. Oto świetna analogia: jak absurdalnie byłoby, gdyby zespół rockowy ćwiczył w bibliotece? Byłoby to nie tylko zakłócające, ale całkowicie uniemożliwiałoby normalne funkcjonowanie. Wibracje i hałas w bibliotece byłyby nie do zniesienia dla osób pracujących w tej przestrzeni. W przypadku środowiska przemysłowego głównym skutkiem zarówno hałasu, jak i wibracji jest utrata sygnału. Ma to szczególne znaczenie w przypadku okablowania Ethernet ze względu na fakt, że może powstać wyższy bitowy poziom błędu, co jest szkodliwe dla sieci komunikacyjnej wymaganej dla czasu pracy bez przestojów. Wpł