Wielka trójka bezprzewodowej transmisji danych

© PixaBay

Udostępnij:

Obecnie w branży przemysłowej stosuje się trzy podstawowe rodzaje sieci bezprzewodowych: Wi-Fi, Bluetooth oraz ZigBee. Wybór tej, która najlepiej zaspokoi potrzeby danego przedsiębiorstwa nie jest jednak łatwy. Każda ma bowiem wady i zalety, które sprawiają, że lepiej sprawdzi się w jednych warunkach, a w innych okaże się całkowicie nieprzydatna.

Firmy gromadzą coraz większe ilości danych, a jedną z najistotniejszych kwestii w trakcie zarządzania nimi jest sposób ich przesyłania. Kluczem do sukcesu jest tutaj odpowiedni dobór technologii bezprzewodowej. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom przedsiębiorstwa z branży przemysłowej mogą bowiem optymalizować procesy zarządzania produkcją i dystrybucją, a tym samym zwiększać swoją produktywność. To z kolei przyczynia się do lepszej współpracy między firmami i w dalszej kolejności niesie konkretne korzyści dla konsumenta oraz samego przedsiębiorcy.



30 lat historii
Aby dobrze zrozumieć zmiany zachodzące w dziedzinie bezprzewodowego przesyłu danych wewnątrz przedsiębiorstwa, należy zdać sobie sprawę, że tak naprawdę sieci tego rodzaju nie są niczym nowym. Znane są już od ponad 30 lat, tylko że u swoich początków pracowały z częstotliwością nie większą niż 1 GHz i korzystały z prostych technik modulacji, takich jak kodowanie z przesunięciem amplitudy (ASK) lub kodowanie z przesunięciem częstotliwości (FSK). Pierwsze urządzenia tworzące na tego rodzaju sieci nie były zbyt bezpieczne, a przede wszystkim miały za małą szybkość transmisji danych, co w przypadku wyspecjalizowanych i dużych przedsiębiorstw było nie do zaakceptowania.

Jednak wraz z rozwojem technologii już w latach 90. udało się opracować kilka nowych standardów, które znacznie wydajniej przesyłały dane bezprzewodowo drogą radiową. Uwolnione zostały także nowe częstotliwości, jak np. 2,4 GHz i 5 GHz. Obecnie łącza radiowe to tani i bezpieczny sposób sterowania urządzeniami – zarówno w ograniczonej przestrzeni przedsiębiorstwa, jak i zdalnie nawet na duże odległości.

W tym miejscu warto bliżej przyjrzeć się trzem standardom bezprzewodowej transmisji danych: Wi-Fi, Bluetooth oraz ZigBee, stanowiącym jeden z kluczowych elementów tzw. Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things – IoT). Mimo wymienionych wyżej korzyści, nie każdy z nich bowiem w równym stopniu sprawdzi się w warunkach funkcjonowania danego przedsiębiorstwa. Dlaczego?



Mały pobór mocy, ale sieć skomplikowana
Zacznijmy od standardu ZigBee – technologii stosunkowo mało znanej, ale niosącej konkretne korzyści. Działa ona w oparciu o specyfikację IEEE 802.15.4, dzięki czemu potrzebuje mało mocy, a jednocześnie obsługuje sporą liczbę protokołów. Jej zaletą jest też możliwość pokrycia znacznego obszaru, a także krótkie czasy włączania i wyłączania urządzeń. Eksperci cenią ZigBee także za obsługę pasm poniżej 1 GHz, ale narzekają na skomplikowaną sieć kratową i maksymalną szybkość transmisji tylko do 250 Kb/s, co może stanowić spore ograniczenie dla wielu firm.

Bardzo szybkie przesyłanie danych
Alternatywą dla ZigBee – przynajmniej w kwestii szybkości przesyłania danych – jest popularne Wi-Fi. Standard ten pozwala na uzyskanie największej prędkości przesyłu spośród wszystkich typów bezprzewodowych sieci transmisyjnych (nawet do 600 Mb/s w przypadku urządzeń wspierających standard 802.11n). Jest to obecnie najbardziej rozpowszechniony rodzaj komunikacji sieciowej TCP/IP – zarówno w przedsiębiorstwach, jak i w użytku prywatnym. Wi-Fi stanowi także korzystną alternatywę dla kablowej wersji TCP/IP, również pod względem bezpieczeństwa danych. Minusem jest natomiast duże zużycie energii niezbędnej do obsługi mocy obliczeniowej i efektywnego zarządzania wspomnianym wcześniej protokołem 802.11n. Wśród innych wad Wi- -Fi wymieniany jest także krótki zasięg transmisji nośnej przy dużych prędkościach (5 GHz). Rozwiązanie to okazuje się przydatne przede wszystkim przy obsłudze różnych kanałów (2,4 GHz oraz 5 GHz).

Złoty środek z jedną wadą
Ostatnim standardem, któremu warto się przyjrzeć, jest technologia Bluetooth, często wymieniana jako dobra alternatywa dla Wi-Fi. Bluetooth sprawdza się bowiem w warunkach, w których drugi z wymienionych standardów sobie nie radzi. Jego ogromną zaletą jest też niski pobór mocy, szeroki zakres zastosowań oraz świetne parametry w miejscach o dużym zagęszczeniu nadajników. Co ważne, nie wymaga dużej wiedzy specjalistycznej do konfiguracji urządzeń ani planowania zakresów częstotliwości. To z kolei przynosi konkretne oszczędności w zakresie kosztów związanych z analizą, planowaniem i wdrożeniem systemu w firmie. Ponadto Bluetooth działa w oparciu o tzw. algorytm „frequency hopping”, dzięki czemu obecność aktywnych kanałów Wi-Fi nie ma wpływu na jakość jego pracy, a także adresuje potrzeby sieci Personal Area Network (PAN), czyli sieci otaczającej użytkownika lub urządzenie w małej odległości. Tym samym, dzięki możliwości szybkiego łączenia urządzeń i prostemu interfejsowi, Bluetooth jako jedyny umożliwia niezakłóconą pracę wielu nadajników działających obok siebie. Jego wadą w porównaniu z Wi-Fi jest natomiast niska Prędkość transmisji do 2 MB/s.

Decyzja o wyborze nie jest prosta
Dla firm działających w branży przemysłowej wybór odpowiedniego systemu transmisji bezprzewodowej nie należy do łatwych. Pierwszą kwestią, którą należy rozważyć, są wymogi stawiane sieci. Z Wi-Fi będą zadowoleni ci przedsiębiorcy, dla których najistotniejsza jest możliwość szybkiego przesyłania dużej liczby danych, uniwersalność zastosowań oraz kompatybilność z wieloma protokołami. ZigBee będzie z kolei niezastąpione w aplikacjach, w których kluczowe znaczenie ma mały pobór mocy, np. w zasilanych bateryjnie czujnikach. Barierę może stanowić tu jednak bardzo mała prędkość transmisji danych. W takich przypadkach lepiej sprawdzi się Bluetooth, dysponujący większą szybkością przy relatywnie niskim poborze mocy.

Ostateczny wybór sposobu przesyłu danych jest zawsze zależny od indywidualnych potrzeb i spektrum zastosowań danej sieci. Warto go jednak rozważyć, biorąc pod uwagę trzy wymienione wyżej standardy, gdyż – jak wskazują eksperci – transmisja bezprzewodowa będzie stale zyskiwała na popularności, stopniowo wypierając sieci przewodowe wymagające stosowania skomplikowanych systemów połączeń kablowych.

 

Bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych
Jednym z problemów pierwszych sieci bezprzewodowych była kwestia ich odpowiedniego zabezpieczenia przed niepożądanym dostępem. Wraz z postępem w dziedzinie bezprzewodowej transmisji danych pojawiły się jednak skuteczne sposoby rozwiązania tego problemu. Początkowo podstawową metodą zabezpieczenia sieci było wyłączenie rozgłaszania SSID (identyfikatora sieci). Ze względu na małą skuteczność szybko z niej jednak zrezygnowano, wprowadzając w zamian filtrowanie urządzeń posiadających autoryzowany adres MAC. Jeszcze lepszym sposobem na zabezpieczenie sieci jest jej szyfrowanie przez WPA (następcę mniej skutecznego standardu WEP).

Udostępnij:

Drukuj



Robert Ocetkiewicz




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również