Technologie łączności bezprzewodowej Wi-Fi

Wraz z rozwojem technologii bezprzewodowych rośnie ich znaczenie w przemyśle. Standard IEEE 802.11n umożliwia transmisję danych nawet do 600Mbps.

Urządzenia Wi-Fi pracujące w przemyśle posiadają wiele dodatkowych technologii pozwalających pracować w szczególnie niekorzystnych warunkach czy też zapewniają komunikację w przypadku gdy standardowe rozwiązania biurowe nie są wystarczające.

Technologie Wi-Fi

Standard Wi-Fi jest obecny wśród urządzeń komercyjnych już od dłuższego czasu. Ciężko wyobrazić sobie obecnie urządzenia biurowe nie posiadające jakiejkolwiek łączności bezprzewodowej. Standardem jest łączenie wielu różnych urządzeń jak komputery, drukarki czy aparaty fotograficzne za pomocą wbudowanych bezprzewodowych kart sieciowych. Obecnie Wi-Fi jest również coraz szerzej wykorzystywane w przemyśle czy transporcie. Moc sygnału określona przez standard jest co prawda niewielka (maksymalnie 1W w paśmie 5GHz) jednak dzięki zastosowaniu odpowiednich anten i konfiguracji możliwe jest tworzenie stabilnych połączeń bezprzewodowych na dystansie nawet do kilku kilometrów. Jednak to nie dystans transmisji pozostaje tutaj najważniejszy. Znacznie bardziej istotne są niezawodność i odporność na różnego rodzaju zakłócenia. W warunkach nieprzemysłowych podstawowym trybem pracy pozostaje architektura punktu dostępowego (Access Point) oraz połączonych z nim bezprzewodowo urządzeń pracujących w trybie klient (Client). Taka konfiguracja zapewnia nam przede wszystkim prostotę oraz kompatybilność pomiędzy różnymi producentami urządzeń. Jednak w warunkach nieprzemysłowych może ona być dalece niewystarczająca. Dlatego też producenci stosują wiele autorskich technologii.

Bezprzewodowy most (bridge)

Jednym z najbardziej popularnych trybów pracy jest konfiguracja tzw. mostu bezprzewodowego. Jest to połączenie typu punkt-punkt pozwalające na zastąpienie kabla miedzianego za pomocą dwóch odpowiednio zestawionych urządzeń Wi-Fi. Jedno z nich pracuje w trybie „master”, a drugie w trybie „slave”. Urządzenia są ze sobą sparowane w taki sposób, że nie da się już podłączyć do nich żadnego dodatkowego urządzenia Wi-Fi (czyli inaczej niż w standardowym połączeniu Access Point – Client). Dzięki temu połączenie takie jest mało wrażliwe na próby nieautoryzowanego dostępu. Największą zaletą jest jednak „przezroczystość” dla transmitowanych danych. Urządzenia podłączone do Mastera jak i Slave-a mogą się komunikować ze sobą dokładnie tak samo jakby były połączone bezpośrednio kablem. Taka konfiguracja sprawdza się szczególnie dobrze w instalacjach gdzie występuje np. komunikacja pomiędzy sterownikami rozproszonymi na większym obszarze. Architekturę tę można stosować również wszędzie tam gdzie istnieje konieczność wyeliminowania kabla skrętkowego, a jednocześnie chcemy zachować pełną funkcjonalność naszej sieci. Dobrym zastosowaniem jest również sytuacja gdy jedno z urządzeń musi pozostawać np. ruchome.

Turbo Roaming

Ta autorska technologia firmy Moxa pozwala na szybkie przełączanie się ruchomego urządzenia typu „Client” pomiędzy poszczególnymi punktami dostępowymi (Access Point-ami). Co bardzo ważne nie wymaga żadnej konfiguracji po stronie punktów dostępowych. Jedynie urządzenie pracujące jako Client musi posiadać odpowiednią konfigurację. Przełączanie do kolejnego Access Pointa odbywa się na podstawie porównania mocy sygnału. Zastosowanie tej technologii pozwala na znacznie dokładniejsze sterowanie obiektami w ruchu czy przesyłanie danych z kamer video umieszczonych na pojeździe do zdalnego rejestratora video. Turbo Roaming pozwala zachować płynny obraz przy przesyłaniu wideo z ruchomego pojazdu.

AeroLink

Jest to kolejna technologia mająca zapewnić większą niezawodność połączeń bezprzewodowych w środowisku przemysłowym. Zasada działania jest prosta i polega na utrzymywaniu zapasowego połączenia bezprzewodowego i jego natychmiastową aktywację w przypadku wystąpienia zakłóceń lub awarii na łączu podstawowym. Dzięki temu zachowana pozostaje komunikacja, a co za tym idzie pełna funkcjonalność takiego połączenia. Komunikacja wraca na łącze podstawowe gdy to połączenie stanie się znów aktywne. Poniższy rysunek pokazuje działanie komunikacji bezprzewodowej w sieci w przypadku gdy wszystkie połączenia działają prawidłowo.

Natomiast w momencie wystąpienia awarii bądź zakłóceń na łączy podstawowym komunikacja działa jak poniżej. Węzłem aktywnym staja się jeden z węzłów zapasowych.

Oprócz przybliżonych powyżej dodatkowych technologii typowych dla rozwiązań przemysłowych bardzo duże znaczenie ma samo wykonanie urządzeń. Standardem jest tutaj mocna, metalowa obudowa, redundantne zasilanie czy praca zarówno w ujemnych jak i podwyższonych temperaturach. Wśród wielu rozwiązań bezprzewodowych producentów przemysłowych znaleźć można też urządzenia w wykonaniu IP67 czy ze złączami M12 bądź światłowodowymi.