Bernhard Wiegel
Co zaprogramowane roboty w
halach fabrycznych mają wspólnego z pociągami bez kierowcy i systemami metra?
Wyjątkowo zaawansowany stopień automatyzacji.
Automatyzacja zmienia
życie w niespotykanym tempie. Na przykład w branży kolejowej innowacje
technologiczne przybierają formę futurystycznych propozycji, takich jak
samochody i pociągi bez kierowcy. A teraz te same innowacje trafiają do innych
zastosowań transportowych i hali fabrycznej.
Operatorzy systemów
polegają na silnych, niezawodnych połączeniach bezprzewodowych, aby skutecznie
obsługiwać sieć, która wspiera te rozwiązania i zapewniać bezpieczeństwo
pasażerom i pracownikom. Przerwy w komunikacji spowodowane powolnym lub
niewiarygodnym roamingiem w sytuacjach o znaczeniu krytycznym narażają każdą
firmę na ryzyko finansowe i utratę reputacji.
Szybki roaming znacznie
zmniejsza te zagrożenia. Dzięki długim zasięgom komunikacji i wysokim
prędkościom transmisji, technologia pozwala klientom mobilnym na nieprzerwaną
pracę w sieci bezprzewodowej, bezproblemowo wysyłając pakiety informacji między
bazami kontrolnymi, punktami dostępowymi i urządzeniami końcowymi. Pozwala to
na ciągłą łączność w pociągach i innych pojazdach, które działają w oparciu o
komunikację bezprzewodową. Bez szybkiego roamingu mobilność, niezawodność i
bezpieczeństwo wymagane przez systemy przemysłowe, zwłaszcza te, które działają
autonomicznie, nie byłyby możliwe.
Szybki roaming umożliwia łączność bezprzewodową
Wykorzystanie sieci
bezprzewodowej do rozszerzenia komunikacji w sieciach fabrycznych i
transportowych zapewnia zespołom proste procesy wdrożeniowe i niższe koszty
aplikacji, a ponadto:
· Ciągła łączność:
zastosowania przemysłowe nie mogą bezpiecznie działać bez całodobowej
komunikacji między sterownią, klientami mobilnymi i bezprzewodowymi punktami
dostępowymi. Szczególnie interesującym przykładem jest komunikacja w sieciach
kolejowych. Niezbędna jest niezawodna komunikacja między pociągiem, sterownią,
torami, a nawet wagonami. Niezależnie od tego, jak szybka jest podróż pociągiem
lub gdzie się on znajduje, zakłócenia łączności bezprzewodowej stwarzają
potencjalnie szkodliwe ryzyko dla operatorów, pasażerów i samego pociągu. Jeśli
pociąg nie odbierze pakietu na czas, komunikacja może być opóźniona, a
pomieszczenie kontrolne może nie mieć krytycznych informacji, które musi
przekazać pociągowi, aby dostosować jego prędkość tak, aby nie uderzył on
innego pociągu na torze, chociaż inne środki bezpieczeństwa będą na miejscu.
Szybki roaming oferuje wyższe przepustowości sieci kolejowych przy minimalnych
współczynnikach strat pakietów. Mówi nam to, że zwiększone prędkości roamingu
jeszcze bardziej zwiększają zasięg sieci, niemal gwarantując dostarczenie każdego
pakietu (przepustowości) bez żadnych zakłóceń między urządzeniami wysyłającymi
i odbierającymi.
· Silna kontrola bezpieczeństwa: we wszystkich zastosowaniach przemysłowych
komunikacja bezprzewodowa zachęca do silnych środków bezpieczeństwa. Podobnie
jak wysłanie listu bez zaklejonej koperty zwiększa prawdopodobieństwo narażenia
zawartości na kradzież i ujawnienia danych osobowych, pakiety podróżujące przez
sieci bez wysokich standardów bezpieczeństwa są podatne na techniczne słabości
i wycieki informacji. Standard IEEE 802.11i określa, w jaki sposób można
zabezpieczyć połączenie bezprzewodowe za pomocą ustalonych wytycznych sieci.
Dzięki dobrze zabezpieczonej, szybkiej mobilnej przemysłowej sieci Wi-Fi
pakiety mogą bezpiecznie podróżować przez rozszerzone zakresy komunikacyjne bez
opóźnień.
· Wzmocnione standardy niezawodności: hale produkcyjne, które niegdyś były obsadzane przez
napędzane przez człowieka stanowiska pracy, zwróciły się ku przyszłości
napędzanej przez roboty składające się z zautomatyzowanych pojazdów
prowadzących (AGV). Te pojazdy są wyspecjalizowanymi jednostkami
transportowymi, które opierają się na standardach o wysokiej niezawodności i
szybkich prędkościach roamingu, aby komunikować się za pośrednictwem
zamontowanych punktów dostępowych oraz czujników kontrolnych i klientów w całej
hali fabrycznej. Jako autonomiczne pojazdy, pojazdy AGV zależą od silnej i
niezawodnej sieci do nieprzerwanej komunikacji, ryzykując zatrzymanie w
działaniu, gdyby pakiet informacyjny został zakłócony lub niedostarczony. Aby
zapewnić najwyższy stopień niezawodności, sieć musi mieć wystarczający zasięg,
aby klient mobilny mógł przełączać się z jednego punktu dostępu do drugiego tak
szybko, jak to możliwe.
Technologie dla udanego szybkiego roamingu
Aby zoptymalizować
możliwości przemysłowych sieci Wi-Fi, stosuje się kilka technologii, które
zazwyczaj prowadzą do wyższych prędkości roamingu, przy jednoczesnym zachowaniu
dokładnego bezpieczeństwa sieci. Rozwiązanie zapewniające tylko jedno lub drugie
nie byłoby wystarczające.
1. Szybki roaming z najwyższym bezpieczeństwem WiFi: mobilni klienci
poruszają się w zasięgu transmisji z kilku różnych punktów dostępowych, co
oznacza niezawodność łącza komunikacyjnego i dostępna przepustowość muszą być
zagwarantowane przez cały czas. Szybki roaming działa w celu optymalizacji
komunikacji i przepustowości poprzez automatyczne umożliwienie klientom
łączenia się z punktami dostępowymi z największym sygnałem, często osiągając
przerwy mniejsze niż 50 ms. Gdy klient mobilny jest w ruchu i chce zmienić
swoje bieżące połączenie z innym punktem dostępu, klient uruchamia procedurę,
aby wprowadzić szybkie przejście podstawowego zestawu usług (BSS) zgodnie z
definicją w standardzie IEEE 802.11. Bezpieczne przejście może nastąpić tylko
wtedy, gdy klient łączy się i uwierzytelnia docelowy punkt dostępu, podając
poprawny klucz dla zaszyfrowanych pakietów danych. Aby konsekwentnie chronić i
zapewniać szybki roaming, sieć może również przyjąć dowolną z czterech
poniższych technik: Pre-Master Key Caching (PMK), wstępne uwierzytelnianie,
buforowanie klucza oportunistycznego (OKC) i standard IEEE 802.11r. Techniki te
są stosowane w przypadku technologii szybkiego roamingu w celu optymalizacji
roamingu sieciowego przy jednoczesnym zapewnieniu stałego bezpieczeństwa.
2. Szybki roaming dzięki skróceniu czasu skanowania: gdy operator
kolejowy chce wiedzieć, czy jakiś tor jest dostępny na najbliższej stacji,
zwykle wysyła migotanie lub alarm, aby sprawdzić, czy miejsce jest już zajęte,
czy nie. Pociąg wysyłający sygnały bezprzewodowe będzie również stosować tę
samą procedurę do skanowania kanału lub częstotliwości w celu określenia, czy
nadchodzący torowy punkt dostępowy jest zajęty, czy też nie, starając się
uniknąć za wszelką cenę przerw w pakietach. Aktywną metodą lokalizowania
dostępnych częstotliwości dostępnych punktów dostępowych są powtarzalne,
szybkie skanowanie kanałów bezprzewodowych sieci lokalnych (WLAN). Jeśli punkt
dostępu odpowiada na zapytanie "Kto tam?" krótkim "Ja!", klient
może aktywnie i skutecznie zanotować potencjalne punkty docelowe roamingu i ich
otoczenie.
Jeśli wykorzystywane są
również kanały wymagające wykrywania radarowego, na przykład w trybie
zewnętrznym w zakresie 5 GHz, stanowi to kolejne wyzwanie. W przypadku tych
kanałów klienci nie mogą aktywnie wyszukiwać punktów dostępu wysyłając żądania
sondowania ("Kto tam?"), ale muszą najpierw określić, czy kanał ma
użytkownika głównego, na przykład stację radarową.
Ponieważ to ustalenie musi
zostać powtórzone i wymaga jednominutowego biernego słuchania, nie jest to
opcja do szybkiego roamingu na zewnątrz. Dlatego klient jest zobowiązany do
sekwencyjnego słuchania wszystkich istniejących kanałów, dopóki punkty
dostępowe nie ujawnią się. Dzięki punktom dostępowym i klientom specjalnie
zoptymalizowanym do szybkiego roamingu, można konfigurować czasy okresowych
ogłoszeń i czasy oczekiwania. W ten sposób można ułatwić bardzo szybki roaming,
szczególnie w trybie zewnętrznym w mniej zatłoczonym paśmie 5 GHz.
Chociaż powyższe
technologie zostały stworzone do synchronizacji, powinny być uważane za metody
optymalizacji przemysłowego WiFi, a nie jako zastępstwo standardowych środków
bezpieczeństwa sieci. Wykorzystanie tych technologii zapewnia spełnienie
wymagań przepustowości oraz zwiększa niezawodność i zasięg komunikacji,
jednocześnie zmniejszając opóźnienia i przerwy w pakiecie. Wszystkie te
korzyści powodują płynne przekazywanie informacji między urządzeniami
końcowymi, zapewniając operatorom kolejowym i pasażerom stałą i niezawodną
łączność.
Szybki roaming jest tutaj - jeśli go nie masz, musisz
szybko to zmienić!
Szybki roaming jest bez
wątpienia kluczowy dla sukcesu zastosowań w transporcie przemysłowym i
produkcji. Ponieważ automatyzacja w dalszym ciągu przekształca sprzęt i ustawienia
przemysłowe, szybki roaming będzie się rozwijał pod względem nawigacyjnym i
operacyjnym.
Zespoły muszą zastanowić
się, w jaki sposób ta technologia zmniejszy ryzyko finansowe, utratę reputacji
i bezpieczeństwa oraz doprowadzi do rozwoju ich sieci. Dzięki szybkim funkcjom
roamingowym zespoły będą miały know-how, dzięki któremu ich bezprzewodowe sieci
przemysłowe będą mogły odnieść sukces dziś i w przyszłości.
Chcesz przeczytać więcej na ten temat? Ten raport
Belden wyjaśnia, które szybkie technologie mobilne mogą zapewnić, że Twoje
wymagania sieciowe są konsekwentnie spełniane: „IEEE 802.11 - Technologie szybkiego roamingu” (w języku angielskim).
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