Wi-Fi 6/6E 如何助力实现工业 4.0

无线宽带联盟(WBA) 发布了一份名为“工业物联网的Wi-Fi 6/6E:在物联网世界中实现 Wi-Fi 确定性”的白皮书,探讨了 Wi-Fi 的最新功能如何满足各种现有和新兴工业物联网应用的独特而苛刻的要求。这些应用包括制造/工业 4.0 和物流,涉及自主移动机器人 (AMR)、自动地面车辆 (AGV)、预测性维护和增强/虚拟/混合现实 (AR/VR/MR)等等。

例如,制造商越来越多地使用 IIoT 传感器来检测振动、温度和润滑剂粘度,以便在新出现的设备问题导致大量昂贵的停机之前发现它们。其他工业物联网传感器提供有关生产输出、库存水平和资产位置的实时洞察。无线已成为将这些传感器联网的首选方式,因为它比铜缆或光纤部署起来更快、更便宜。

随着越来越多的设备受到监控,布线变得令人望而却步。工业正朝着包含无线技术的方向发展,以降低获取更多关于其流程的信息的成本。该白皮书引用了石油和天然气行业最近的一个案例,该案例迁移到无线安装导致安装成本降低了 75%。

该白皮书由思科、德国电信和英特尔领导的 WBA 的 Wi-Fi 6/6E for IIOT 工作组编写,概述了适用于传感器和其他工业物联网应用的 Wi-Fi 6 和 6E 功能。例如,Wi-Fi 6 中基于触发的上行链路正交频域多址 (OFDMA) 启用的调度访问提供了减少或消除争用和绑定延迟(例如 99%)的能力。这导致适用于所有实时和 IIOT 应用程序的确定性水平提高。

Wi-Fi 6 提供了许多确定性的 QoS 功能,例如作为工业 4.0 应用的时间敏感网络 (TSN) 的关键组件的流量优先级。另一个示例是多链路操作 (MLO),该功能有助于为不能容忍任何数据包丢失的应用程序提供高可靠性。

IEEE 802.11-2016 中规定的精细定时测量 (FTM) 协议既可实现时间同步,又可实现精确的室内范围和位置/定位确定。这可用于自主移动机器人 (AMR) 和自动导引车 (AGV) 应用,例如路线规划、异常处理和安全相关方面,包括基于接近度的碰撞避免。此功能不需要额外的 Wi-Fi 基础设施,因此制造商可以立即实施,例如作为其工业 4.0 迁移的一部分。

Wi-Fi 6 中添加的目标唤醒时间 (TWT) 功能可提供更高效的节能和调度增强功能。此功能非常适合仅需要不经常传输的电池供电的 IIoT 节点,例如仅在电机温度超过某个阈值时才上传数据的传感器。

Wi-Fi 6E 支持高达 1.2 GHz 的频谱,非常适合需要多 Gb/s 吞吐量和确定性的用例,例如工业 AR/VR/MR 和传感器融合。

这份 52 页的报告还包括工厂、仓库、物流和其他用例的射频/网络部署指南。例如,它提供了利用 802.11ax/Wi-Fi 6 调度功能来优化流量模式和管理关键 QoS 要求的建议。另一个例子是使用高增益定向天线来提高信道重用率,并在仓库中常见的金属机架和其他信号衰减功能周围工作。

当前项目

超过36家供应商、服务提供商和其他组织参与了白皮书的编写,其中描述了他们当前的许多项目。示例包括:

思科、英特尔和合作伙伴正在研究涉及 AMR 和 AGV 的用例,其中关键要求包括 <10-20ms 延迟、<50km/h 速度和 0.99.9999% 的可靠性思科和 Mettis Aerospace 正在开发传感器应用,其中要求包括非常高的可靠性、低功耗和高设备密度视频-AMR 融合用例(例如避免碰撞)的进一步工作正在进行,其中技术要求包括 <20 毫秒延迟和 <1 毫秒抖动。思科正在开发安全控制应用程序,这些应用程序需要 <1 毫秒的延迟,例如在传感器检测到人员离开操作位置后自动停止机器思科、Mettis Aerospace 和英特尔正在开发分辨率高达 80K 和 90fps 的 AR/VR 应用,其吞吐量要求可高达 100 Mb/s。思科正在研究汽车用例,例如高密度存储区的物流,其中 <60dBm 的干扰是可靠运行的关键。

可通过如下链接:https://wballiance.com/wi-fi-6-6e-for-industrial-iot-下载白皮书。

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2022-06-30
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Wi-Fi 6E 支持高达 1.2 GHz 的频谱,非常适合需要多 Gb/s 吞吐量和确定性的用例,例如工业 AR/VR/MR 和传感器融合。

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