Společnost Siemens a WiFi 6

Sítě WiFi 6, spolu se sítěmi 5G, mění hranice bezdrátové mobilní komunikace v průmyslovém prostředí a firmám přinášejí nové možnosti využití. Společnost Siemens vyvíjí produkty pro sítě WiFi 6 a 5G, aby svým zákazníkům mohla poskytnout řešení nejrůznějších průmyslových požadavků na míru.

Standard WiFi 6 (WLAN IEEE 802.11ax) je prvním standardem, který se nezaměřuje pouze na šířku pásma, ale i na efektivitu využití frekvencí každého jednotlivého klientu. Navíc umožňuje připojení velkého počtu zařízení v síti.

Současný trend v oblasti automatizace směřuje k automatizačním protokolům, které vyžadují přenos komunikace v reálném čase, avšak souběžně běží v provozu s aplikacemi s velkými požadavky na objem přenášených dat. Pro provoz všech aplikací prostřednictvím bezdrátové komunikace bez výpadků je zapotřebí rozšířit mechanismy již existujících standardů.

Nový způsob přenosu dat

WiFi 6 využívá širokopásmovou modulaci s mechanismem OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access). Tento způsob modulace je již zaveden v mobilní komunikaci, ale v oblasti WLAN je nový. OFDMA dělí komunikační kanál do mnoha subkanálů, tzv. zdrojových jednotek (Resource Units). Tyto subkanály mohou být variabilně seskupeny a použity různými zařízeními. To umožňuje simultánní přenos dat a může snížit latenci a zkrátit dobu komunikačního cyklu, a tedy dobu odezvy řídicího systému.

Efektivní přidělování přenosu dat

Další nová funkce WiFi 6 dovoluje kaž­dému zařízení stanovit definovaný cílový interval pro přenos dat, tzv. funkci TWT (Target Wake Time), která jednotlivé síťové klienty oslovuje pouze podle potřeby komunikace. Klienty v síti proto spotřebovávají méně energie, což může prodloužit dobu provozu a cykly údržby pro zařízení napájená baterií. Výhodou ve složitých systémech je skutečnost, že zařízení ve spícím režimu nepřenášejí data, a tak nevyužívají komunikační kanál.

Optimální využití kanálů

Nová funkce podle mezinárodního standardu Spatial Reuse with Basic Service Set (BSS) Coloring se snaží opakovaně používat kanály, které jsou si prostorově blíže. K tomu je přiřazena barva a pro každý kanál BSS je definován práh jeho dynamického uvolnění. Ve výsledku mohou zařízení spolehlivě komunikovat, přestože je ve skutečnosti kanál obsazen zařízeními jiné barvy, ale vysílají s nižším výkonem. To eliminuje čekací doby na volný kanál, a kanály lze tudíž efektivněji opakovaně využít.

(Siemens, s. r. o.)

Obr. 1. V digitalizované továrně je velký počet zařízení, která spolu komunikují prostřednictvím bezdrátových sítí