Trådløs kommunikation og industrielle systemer

Datakommunikation i industrielle systemer vægter ofte pålidelighed højere end fx båndbredde - specielt når der er tale om styresignaler og overvågning af kritiske komponenter. Her er det vigtigt, at man kan have tiltro til de data, som en operatør bliver præsenteret for, så beslutninger tages ud fra et faktuelt grundlag baseret på korrekte og opdaterede oplysninger.

Dette er en af årsagerne til, at trådløs teknologi endnu ikke har gjort et stort indtog i industrielle systemer. Trådløs kommunikation har ikke været i stand til at levere den nødvendige pålidelighed, som kræves, for at systemer i industrien kan køres tilfredsstillende.

Tråd eller trådløs?

Så der er fordele og ulemper ved både trådede og trådløse installationer. Det kommer helt an på use-case og kravspecifikationen, hvad man skal vælge. Det er derfor ikke muligt at pege på den ene og sige, at den altid er bedre end den anden.

Det er essentielt at være fuldstændig klar over, hvad der er vigtigt for lige netop din case. Det er dyrt at skifte teknologi når først, den er udrullet.

Kombinér gerne begge verdener

Trådede systemer har sine fordele, og trådløse har sine fordele, men der eksisterer use-cases, hvor 'best of both worlds' er den eneste løsning. Der findes trådløse teknologier, som garanterer bedre pålidelighed end kabler, hvilket hidtil har været en fortaler for trådede systemer.

Et eksempel er Smartmesh IP. Dette er, som navnet antyder, en teknologi der baserer sig på en mesh topologi, hvor der kan være flere parallelle kommunikationsveje. Dette giver den fordel, at hvis en kommunikationsvej falder ud, kan andre benyttes, så kommunikationen ikke hindres. Ligeledes benyttes der mekanismer til at sikre, at de radiobånd, som en enhed i netværket benytter, er tilgængelige ved at se, om der er andet i området, som benytter et givent radiobånd. Er dette tilfældet, skifter enheden dynamisk til et andet bånd.

En anden ting, der gør denne teknologi interessant, er dens evne til selv at opbygge og omstrukturere netværket. Dette betyder, at enheder kan forlade et netværk og vende tilbage på et senere tidspunkt, hvor denne så kan afsende data, hvilket medfører, at den også kan benyttes på mobile emner så som køretøjer eller transportabelt materiel.

Muligheden for mobilitet er interessant, da det gør det muligt at lave 'asset tracking'. Altså at spore - ofte i realtid - hvor udstyr befinder sig, og om det er i brug. Det kan give vigtige input til at optimere brugen af udstyr, så materiel, der repræsenterer større investeringer, bliver benyttet så meget som muligt.

Miljøet påvirker systemets performance

En ting er teknologien og udvælgelsen af den - noget andet lige så vigtigt at tage stilling til er brugen og opsætningen. Det miljø, et trådløst netværk er opsat i, har en indvirkning på performance af netværket, men hvordan og hvor meget? Hvilke miljøparametre kan give hvilke performance-udfald?

Normalt bliver produktet fx IP-testet, inden det udrulles, hvis det skal installeres udendørs, men det fortæller kun noget om, at produktet fysisk kan holde til at sidde udendørs.Det fortæller ikke, hvilken indvirkning udendørs-miljøet har på performance af systemet og den trådløse teknologi.

Under begrebet miljø ligger også installationen, dvs. hvilke materialer der er brugt, og hvordan antenner er installeret i forhold til eventuelle antenne-performance degraderende materialer, såsom kulstofholdige materialer.

Miljøet er også vigtigt at tænke på, hvis man vælger en teknologi, der benytter ISM-bånd. Disse bånd kræver ikke licens og er derfor åbne for alle - dog med nogle restriktioner. Det kan betyde, at der er meget trafik i det radiobånd, man skal bruge, hvilket bevirker, at det ikke er altid, man kan få sendt sine data, eller at disse vil drukne i al den øvrige kommunikation, som man ikke nødvendigvis kan kontrollere.

Hvordan ser fremtiden ud med 5G?

Hvis man kigger på fremtiden, er det helt store emne 5G. Teknologien lover stor båndbredde, men også understøttelse af langt flere enheder end den nuværende 4G-teknologi, samt lave responstider og høj pålidelighed. Sidstnævnte er i den grad en nødvendighed, når vi ser på use cases såsom selvkørende biler og styring af produktionsanlæg.

En ting man bør have med i overvejelserne, når man ser på, hvilke trådløse teknologier man vil basere et nyt netværk på, er, hvem der skal håndtere infrastrukturen. I tilfældet 5G vil det være teleudbyderne.

Man skal altså ikke selv opbygge en infrastruktur, men kan få den leveret - og der skal selvfølgelig betales for det. Her er det relevant at overveje, om dette er en risiko, som er værd at tage, da hele ens kommunikation er afhængig af, at den udbyder, man benytter, fortsætter med at levere den service, man er afhængig af.

Det er selvfølgelig muligt at flytte over til en anden udbyder, men det kan tage tid, hvilket man bør have med i sine overvejelser og desuden lægge en plan for det, hvis det en dag skulle blive nødvendigt. I denne sammenhæng kan det være kritisk, at enheder, der er forbundet, kan skiftes til en anden operatør uden, at man fysisk skal ud til hver enkelt enhed og skifte et SIM-kort. Det er på ingen måde en umulighed, såfremt man fx. benytter eSIM, som allerede findes.

Teknologien er moden, men husk risikovurderingen

Trådløse teknologier er ved at være på et niveau, hvor de for alvor kan benyttes i industrien og i mere kritiske infrastrukturer. Med muligheden for at monitorere svært tilgængelige systemer i realtid vil det åbne op for nye forretningsmuligheder, som en del start-ups har været i gang med i nogle år.

5G kan potentielt give helt nye muligheder inden for disse segmenter, hvor mulighederne for effektivisering og optimering af industrielle anlæg øges i takt med, at pålideligheden stiger. Man skal selvfølgelig passe på med at kaste sig hovedløst ud i store infrastrukturændringer og huske at lave en fornuftig risikovurdering, inden man klipper alle kabler og går fuldt trådløs, men samtidig bør man overveje hvilke muligheder, der kan åbnes op for, og hvordan det kan påvirke ens forretning.

Artiklen har været bragt i Elektronik & Data.