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

TSN: Wielki krok naprzód w ewolucji Ethernetu ... i tu już dziś

Dr Oliver Kleineberg
Ethernet od prawie trzydziestu lat służy operatorom sieci i podczas gdy na przestrzeni lat bardzo się rozwinął, to najbardziej „rewolucyjny” skok ewolucyjny pojawia się dokładnie w tej chwili. Nowe ulepszenie technologii nosi nazwę "Time-Sensitive Networking (TSN)". Mimo że jego potężne funkcje zwiększające wartość są nadal sprawdzane (bardzo skutecznie!) w sieciach testowych i demonstracyjnych, operatorzy sieci w rzeczywistości mogą zacząć korzystać z tej technologii od razu.

Lubię myśleć o TSN jako "Ethernet Plus", ponieważ jest to nie tyle "nowy" protokół, co wzmocnienie Ethernetu. TSN stoi na barkach czegoś bardzo skutecznego i udanego, a czyni go jeszcze lepszym.
Połącz odmienne sieci w jedno - z gwarancjami dostawy i pełną interoperacyjnością Kluczową wartością - którą dodaje TSN do zastosowań przemysłowych, jest zdolność do ujednolicania sieci, które były z konieczności oddzielne w przeszłości, dzięki czemu użytkownicy mogą cieszyć…

Wskazówki dotyczące prawidłowego podłączenia kabla VFD

Peter Cox
Ilość napędów o zmiennej częstotliwości we współczesnych obiektach przemysłowych znacznie zwiększyła się w ostatnich latach. Nic dziwnego - regulując prędkość i napięcie silnika, aby sprostać zmieniającemu się w czasie rzeczywistym zapotrzebowaniu procesowemu, VFD pomagają zapewnić cenne korzyści, takie jak zwiększona energooszczędność, dokładniejsza kontrola procesu i mniejsze zużycie kosztownych urządzeń. Niestety, korzystanie z VFD nie zawsze jest tak proste, jak po prostu podłączenie urządzenia do sieci.
Aby dowiedzieć się więcej o zaletach kabla VFD, pobierz nasz bezpłatny raport "The Case for VFD Cable to Achieve System Reliability and Safety".

Podłączenie kabla VFD nie jest tym samym co podłączenie standardowego kabla. Istnieje wiele mylnych informacji i nieporozumień związanych z tym faktem i, świadomie lub nieświadomie, często użytkownicy idą na "skróty" w procesie instalacji. A to może spowodować poważne problemy w Twojej działalności. Oto kilka ws…

Pytania dotyczące wdrażania Industrial IoT? IIC ma odpowiedzi.

Jeff Lund
Industrial Internet Consortium (IIC) to globalna organizacja działająca na rzecz przyspieszenia pomyślnego wdrażania narzędzi Industrial Internet of Things (IIoT) w organizacjach wszelkiego rodzaju. Została założona w marcu 2014 r. na podstawie porozumienia między AT&T, Cisco, General Electric, IBM i Intel i obecnie ma ponad 260 członków zlokalizowanych w 30 krajach, a setki innych, nie będących członkami, korzysta z jego zasobów.
Według organizacji, jej misja polega na "dostarczaniu godnego zaufania IIoT, w którym systemy i urządzenia na świecie są bezpiecznie połączone i kontrolowane, aby zapewnić transformacyjne wyniki". Inny opis stwierdza, że ​​"IIC to otwarta, neutralna ‘piaskownica’, w której przemysł, środowisko akademickie i rząd spotykają się, by współpracować, wprowadzać innowacje i stwarzać odpowiednie warunki." Oba opisy są moim zdaniem bardzo trafne. Korzyści, które zapewnia IIC, są ogromne - organizacja zauważa, że ​​chociaż Internet przem…