F&N 114

FEBBRAIO 2023 FIELDBUS & NETWORKS 48 L e tecnologie wireless di ultima generazione, ovvero il 5G per la comu- nicazione cellulare e il wi-fi 6 (Ieee 802.11ax) per la Wlan, aprono nuovi orizzonti anche per il wireless industriale, ampliandone le potenzialità applicative nella fabbrica intelligente. Si tratta di soluzioni abilitanti po- tenzialmente ‘rivoluzionarie’ per la produzione manifatturiera moderna. Finora il wireless nell’industria veniva principalmente impiegato solo per sin- gole applicazioni, in aggiunta alla rete cablata, per esempio per comunicare con dei sistemi mobili. Oggi invece si va verso una piena integrazione con i dispositivi fisici in campo e le piattaforme software. Questo potrebbe essere l’o- biettivo del wi-fi 6, che offre un livello di comunicazione molto diverso in termini di affidabilità, tempo reale e prestazioni rispetto ai predecessori, consentendo nuove soluzioni. Il 5G, invece, è progettato per abilitare l’intera dorsale di co- municazione di rete di una fabbrica, da implementare con una vasta gamma di applicazioni. A tal fine, vengono offerte funzioni complete per la gestione delle priorità, delle risorse, degli accessi per la sicurezza e via dicendo. I vantaggi rispetto alle tecnologie precedenti sono evidenti: più affidabilità, maggiore capacità di tempo reale, un maggior numero di dispositivi connetti- bili, un forte aumento del throughput dei dati, maggiore flessibilità, autonomia ed efficienza nella produzione del futuro. Ancora più decisivo è l’utilizzo di ca- nali di trasmissione liberi e non disturbati, il che è un chiaro vantaggio del 5G, che consente per la prima volta di gestire reti private nella propria gamma di frequenze protette. La Wlan deve continuare a utilizzare bande di frequenza pubbliche anche con wi-fi 6, tuttavia, con l’apertura della banda a 6 GHz in molti Paesi, in alcuni casi saranno disponibili fino a 1.200 MHz di larghezza di banda aggiuntiva, con un massimo di 59 nuovi canali di trasmissione, in gran parte ancora inutilizzati. Pertanto, sia il 5G sia il wi-fi 6 giocheranno un ruolo chiave nell’ulteriore digitalizzazione della fabbrica. I due nuovi standard di comunicazione di cui stiamo parlando sono basati su una varietà di nuove soluzioni tecnologiche ed entrambi, 5G e wi-fi 6, possono essere utilizzati in modo universale, in quanto ottimizzati per soddisfare flessi- bilmente le esigenze di singoli casi applicativi. I vantaggi di wi-fi 6 per l’industria Pochi anni fa la Wi-Fi Alliance, organizzazione che ha sviluppato e dato il nome allo standard wi-fi oggi in uso, ha introdotto una nuova generazione di nomenclature wi-fi pensate per semplificare la scelta della soluzione wireless più idonea quanto a capacità, compatibilità e velocità di connessione. Le fasti- diose sigle ‘Ieee 802.11ax’, ‘802.11ac’, ‘802.11n’… sono state sostituite con un sistema di denominazione di più facile utilizzo, così per esempio 802.11ax è diventato wi-fi 6. La sostituzione è retroattiva ed è pertanto applicata anche agli standard precedenti, per cui 802.11n e 802.11ac sono diventati rispettivamente wi-fi 4 e wi-fi 5 (si veda Figura 1). Un punto di forza del wi-fi 6 è quello di fornire prestazioni wireless fino a 4 volte migliori in aree dense o trafficate rispetto al wi-fi 5 (802.11ac), a vantaggio di tutti, poiché l’IoT si sta affermando nelle case come nelle aziende, con molti dispositivi che richiedono la connessione al wi-fi e un conseguente aumento delle interferenze wireless, in particolare nelle aree urbane. Wi-fi 6 sarà inoltre compatibile sia con le attuali frequenze standard, utilizzando 2,4 GHz e 5 GHz, sia con le future bande, 1 GHz e 6 GHz, una volta disponibili. Con più ampio spettro, il wi-fi 6 può dividere la larghezza di banda in sotto-canali più stretti, fornendo più vie di comunicazione tra client e access point e supportando mag- giori dispositivi collegati su una stessa rete. Inoltre, offre una velocità di trasfe- rimento dati maggiore del wi-fi 5 e utilizza una modulazione di ordine superiore 1024-QAM rispetto alla 256-QAM della precedente generazione. La modulazione di ordine superiore aumenta l’efficienza e la velocità della tra- smissione dati sull’intera rete. Questa tecnologia può offrire un miglioramento della velocità fino al 25%. Oltre a ciò, il wi-fi 6 presenta miglioramenti nella codifica del segnale, consentendo ai dispositivi di inviare più dati in un’unica Tutorial Stefano Maggi Comitato tecnico di Automazione Oggi - Fieldbus&Networks NUOVE TECNOLOGIE WIRELESS NELL’INDUSTRIA DALL’INDUSTRIAL 5G AL WI-FI 6, LA TECNOLOGIA DELLE APPLICAZIONI WIRELESS INDUSTRIALI AVANZA INSIEME ALLA NECESSITÀ DI UNA RETE PIÙ FLESSIBILE, AL FINE DI SODDISFARE LE ESIGENZE DELLE APPLICAZIONI IIOT CHE STANNO GUIDANDO LE INNOVAZIONI DELLA COMUNICAZIONE WIRELESS INDUSTRIALE Fonte Shutterstock 5G e wi-fi 6 aprono nuovi, interessanti orizzonti per il wireless applicato all’industria Fieldbus & Networks