Dlaczego przepustowość nie jest głównym KPI
W wielu wdrożeniach Wi-Fi jakość sieci oceniana jest głównie na podstawie testów przepustowości oraz maksymalnych wartości Mbps.
Choć przepustowość jest ważnym parametrem, przemysłowe środowiska bezprzewodowe bardzo często znacznie bardziej zależą od stabilności komunikacji, przewidywalnych opóźnień, stabilnego roamingu oraz efektywności airtime.
W rzeczywistych środowiskach przemysłowych maksymalna szybkość benchmarków bardzo często ma znacznie mniejsze znaczenie niż stabilne i przewidywalne działanie sieci.
Marketing konsumenckiego Wi-Fi skupia się na prędkości
Konsumenckie urządzenia Wi-Fi promowane są zwykle poprzez teoretyczne szybkości PHY oraz maksymalne wartości przepustowości.
Powoduje to powszechne przekonanie, że wyższa szybkość automatycznie oznacza lepszą jakość Wi-Fi.
W środowiskach przemysłowych niezawodność operacyjna jest jednak bardzo często znacznie ważniejsza niż maksymalna wydajność benchmarków.
Skanery magazynowe, systemy AGV, terminale VoIP oraz urządzenia telemetryczne zwykle przesyłają stosunkowo niewielkie ilości danych, ale wymagają bardzo stabilnej komunikacji.
Systemy przemysłowe wymagają przewidywalnych czasów transmisji
Wiele systemów przemysłowych jest bardzo wrażliwych na:
- skoki opóźnień,
- utratę pakietów,
- retransmisje,
- przerwy roamingowe,
- niestabilne wykorzystanie airtime.
Nawet przy wysokiej przepustowości niestabilne czasy transmisji mogą nadal powodować realne problemy operacyjne.
Sieć zapewniająca stabilne opóźnienia na poziomie 20 ms może być znacznie bardziej użyteczna dla zastosowań przemysłowych niż sieć skacząca pomiędzy 5 ms a 150 ms.
Wysoka przepustowość nie gwarantuje stabilności
Wiele sieci bezprzewodowych osiąga bardzo wysokie wyniki speed testów w idealnych warunkach laboratoryjnych.
Rzeczywiste środowiska przemysłowe tworzą jednak znacznie trudniejsze warunki RF z powodu:
- metalowych regałów,
- odbicia sygnałów,
- poruszających się maszyn,
- zakłóceń,
- zmieniającego się rozmieszczenia towarów,
- dużej liczby klientów.
W takich warunkach utrzymanie stabilnej komunikacji staje się zwykle znacznie trudniejsze niż osiągnięcie wysokiej krótkoterminowej przepustowości.
Retransmisje zmniejszają rzeczywistą wydajność
Wysokie wartości PHY mogą współistnieć ze słabą rzeczywistą wydajnością, jeśli poziom retransmisji jest wysoki.
Retransmisje pakietów zużywają dodatkowy airtime oraz zwiększają:
- opóźnienia,
- jitter,
- przeciążenie airtime,
- niestabilność roamingu.
W efekcie rzeczywista wydajność operacyjna może znacząco się pogarszać nawet wtedy, gdy speed testy nadal wyglądają poprawnie.
Efektywność airtime jest często ważniejsza
Przemysłowe sieci Wi-Fi bardzo często ograniczane są bardziej przez efektywność airtime niż przez teoretyczną przepustowość.
Ruch beaconów, narzut zarządzający, retransmisje oraz wolne urządzenia klienckie mogą zajmować dużą część dostępnego airtime.
Efektywne zarządzanie airtime bardzo często daje większe korzyści operacyjne niż samo zwiększanie szybkości PHY lub szerokości kanałów.
Stabilny roaming jest kluczowy dla urządzeń mobilnych
Przemysłowe urządzenia mobilne, takie jak skanery kodów kreskowych, wózki widłowe, systemy AGV oraz terminale ręczne, stale przemieszczają się pomiędzy obszarami pokrycia punktów dostępowych.
Dla takich systemów stabilny roaming bardzo często jest znacznie ważniejszy niż maksymalna przepustowość.
Nawet krótkie przerwy komunikacyjne podczas roamingu mogą negatywnie wpływać na:
- pracę magazynów,
- systemy inwentaryzacji,
- komunikację VoIP,
- telemetrię czasu rzeczywistego,
- systemy automatyki.
Stabilność RF jest ważniejsza niż sam poziom sygnału
Wiele wdrożeń skupia się głównie na osiągnięciu wysokiego poziomu RSSI w każdym miejscu obiektu.
Tymczasem stabilne warunki RF wymagają znacznie więcej niż samego silnego sygnału.
Wydajność Industrial Wi-Fi bardzo silnie zależy od:
- stabilności SNR,
- kontrolowanego overlap,
- niskiego poziomu zakłóceń,
- przewidywalnych granic roamingu,
- efektywnych systemów antenowych.
Nieprawidłowy projekt RF może powodować niestabilną komunikację nawet wtedy, gdy poziom sygnału wydaje się bardzo dobry.
Industrial Wi-Fi stawia na niezawodność operacyjną
Skuteczne projektowanie przemysłowych sieci bezprzewodowych zwykle priorytetowo traktuje:
- stabilną komunikację,
- przewidywalne opóźnienia,
- efektywne wykorzystanie airtime,
- kontrolowany roaming,
- minimalną liczbę retransmisji,
- wysoką ciągłość operacyjną.
W wielu środowiskach przemysłowych stabilność działania jest znacznie bardziej wartościowa niż maksymalne wyniki benchmarków przepustowości.
Jakość infrastruktury wpływa na rzeczywistą wydajność
Wydajność bezprzewodowa bardzo silnie zależy również od jakości infrastruktury przewodowej.
Przeciążenia przełączników, niestabilne uplinki, źle zaplanowane PoE lub przeciążone backbone mogą negatywnie wpływać na komunikację bezprzewodową nawet wtedy, gdy pokrycie RF wygląda poprawnie.
Industrial Wi-Fi powinno być więc zawsze analizowane jako kompletny ekosystem infrastruktury, a nie wyłącznie poziom sygnału bezprzewodowego.
Podsumowanie
Przepustowość jest tylko jednym z wielu czynników określających jakość Industrial Wi-Fi.
Stabilne opóźnienia, przewidywalny roaming, efektywne wykorzystanie airtime, niski poziom retransmisji oraz niezawodna infrastruktura bardzo często mają znacznie większe znaczenie operacyjne niż maksymalne wartości Mbps.
Skuteczne projektowanie Industrial Wi-Fi skupia się przede wszystkim na stabilności komunikacji oraz wieloletniej niezawodności operacyjnej, a nie na maksymalnych wynikach benchmarków prędkości.