Webinar Conectividad sin cables - Presente y futuro de la comunicaciones inalámbricas - Digital Asset Management
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Webinar Conectividad sin cables
Presente y futuro de la comunicaciones inalámbricas
Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Las arquitecturas de IoT Industrial son la base para su éxito futuro
IoT Arquitectura
Arquitectura IoT
Modelado de Empresas
Aplicaciones
Plataformas
Conectividad Conectividad Digital
Objetos Inteligentes | “Cosas”
… y esto requiere de redes de comunicación potentes en la industria
Pag. 2 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Datos de rendimiento
Empresa Digital –
Soluciones digitales de extremo a extremo para la industria Mundo
Virtual
Mundo
Real
Realizar y optimizar
Automatización y software industrial para industrias de procesos y discretas
Comunicación Industrial
Seguridad Industrial
Ciclo de vida industrial
Pag. 3 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Las Redes Industriales tienen requisitos críticos
Red Empresarial Red Industrial
Centro de
Alta Disponibilidad
Centro de Datos Red IT OT DMZ MES
Empresarial
Internet/ Acceso Industrial SCADA Datos
NMS
Nube Remoto INS
Industrial
Servidor Robustez
Capa Capa Backbone
Central Industrial
Comunicación Vertical
Comunicación Vertical
Flexibilidad
Capa de Capa de
Distribución Agregación
Determinismo
Capa de Seguridad Industrial
Célula
Seguridad Funcional
Capa de Aplicaciones Móviles
Acceso
Comunicación horizontal
Pag 4 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Soluciones inalámbricas.
IWLAN vs Redes móviles
IWLAN Telecontrol y Teleservicio
Redes
móviles
Pag 5 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Soluciones inalámbricas.
¿Qué encontramos en una comunicación WLAN industrial?
IWLAN
Control Dispositivos
Comunicaciones
50 ms
Pag 6 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Componentes de red SIEMENS
El portfolio de red perfecto para redes de automatización
Industrial Wireless LAN Industrial Ethernet Switches
components The basis for integrated network solutions
Increased competitiveness Network management
in automation – integrated from the field all
due to greater mobility and the way to the management level
SINEC NMS
flexibility
SINEMA Remote Connect
Network Security
Passive Components Increases the security in systems
Industrial modems and routers against network attacks, thus also
Fast, mobile and secured remote reducing downtimes
access to industrial applications Industrial cabling technology
Quick on-site assembly with the
FastConnect cabling portfolio
Pag 7 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
Wireless – Conceptos básicos:
Estructura de red
WDS: Wireless
Distribution System
SSID = IWLAN SSID = IWLAN
Cell change
Channel 36 Channel 40
Servicio extendido a lo largo de dos células de cobertura
Pag 8 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
iFeatures para SCALANCE W700
SCALANCE W700 SCALANCE W700 incl. iFeatures
Mejora de
prestaciones con
KEY-PLUG
W780 = KEY-PLUG W780 iFeatures (6GK5 907-8PA00)
W740 = KEY-PLUG W740 iFeatures (6GK5 907-4PA00)
Pag 9 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
En IWLAN se dispone de una solución para cada aplicación (Alto grado de
madurez).
IPCF-MC DTAS
IPCF
iPRP
Rapid Roaming
Force Roaming on
IP Down
Inter AP Blocking Remote Capture
Spectrum Analyzer
Signal Recording
Determinsimo IPCF-MC
C-Plug
Pag 10 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesSoluciones inalámbricas.
¿Qué encontramos en una comunicación Telecontrol y Teleservicio?
Sistemas
Telecontrol y Teleservicio
SCADA de
supervisión y
control
Acceso remoto
a Estaciones y Redes
móviles
Plantas
Uso de redes
públicas de
operadores de
telecomunicación
Pag 11 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesComponentes de red SIEMENS
El portfolio de red perfecto para redes de automatización
Industrial Wireless LAN Industrial Ethernet Switches
components The basis for integrated network solutions
Increased competitiveness Network management
in automation – integrated from the field all
due to greater mobility and the way to the management level
SINEC NMS
flexibility
SINEMA Remote Connect
Network Security
Passive Components Increases the security in systems
Industrial modems and routers against network attacks, thus also
Fast, mobile and secured remote reducing downtimes
access to industrial applications Industrial cabling technology
Quick on-site assembly with the
FastConnect cabling portfolio
Pag 12 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales5G Industrial. Para la
industria conectada.
Unrestricted © Siemens 2021 siemens.com/industrial-5g
Sin restricción © Siemens SA 2020
13 Comunicaciones Industriales 2020La evolución de las redes móviles en la industria – desde la primera red
comecial hasta la red del futuro
1G 2G 3G 4G 5G
Lanzamiento: 1979 Lanzamiento : 1991 Lanzamiento : 2002 Lanzamiento : 2009 Lanzamiento : 2019
Estandards : Estandards : Estandards : Estandards : LTE Estandards: G5
NMT, AMPS & TACS GSM & CDMA UMTS & EV-DO Capacidades : Capacidades :
Capacidades: Capacidades : Capacidades : • Internet móvil alta velocidad • Redes privadas (frecuencias
Voz analógica • Voz digital • Ancho de banda móvil • Conmutación de paquetes IP lcoales) (l)IoT Ready
• Comunicación encriptada • Servicios de localización • Streaming multimedia HD • Comunicación masiva de
• Roaming limitado • Streaming multimedia • Roaming Global dispositivos
• SMS & MMS • Roaming global Extensiones : • Ultra baja latencia
Extensiones: Extensiones : • Ultra alta fiabilidad
Funcionalidades ampliadas a
• GPRS (2.5G) HSPA+ (3.5G) • Soporte bandas milimétricas
través de nuevas categorías y
• CDMA2000 (2.5G) releases Extensiones :
• EDGE (2.75G) Funcionalidades ampliadas a
través de nuevas categorías y
releases
- 0 + ++ +++
0.0024 Mbit/s Impacto industrial 0.064 Mbit/s Impacto industrial 42 Mbit/s Impacto industrial 1,000 Mbit/s Impacto industrial 10,000 Mbit/s Impacto industrial
Sin impacto en aplicaciones • Telecontrol • Monitorización por video • Servicio técnico móvil • Logística autónoma
industriales • SMS de estaciones remotas • Teleservicio y acceso remoto • Servicio via smart phone Máquinas autónomas
• Condition Monitoring remoto • Núcle de red inalámbrico • Teletrabajo asistido
• Núcle de red inalámbrico con
gran ancho de banda
• Edge Computing
• Equipamiento inalámbrico
Pag. 14 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesAplicaciones industrials potenciales con 5G Industrial
Equipamiento móvil Trabajao asistido Backhaul
Máquinas autónomas Logística autónoma Edge
Pag. 15 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesEl 5G Industrial cumple con los principales requisitos de conectividad
Enhanced Mobile Broadband
(eMBB)
• Elevadas tasas de transmisión para aplicaciones
• Amplío rango de espectro
• Gran área de aplicación
Ancho de
Perfil público banda Perfil industrial
(Operadores de red móvil) (Fábricas Indsutria 4.0)
Massive Machine-Type 5G Ultra-Reliable Low-Latency
Communications (mMTC) Número de Latencia/ Communications (URLLC)
• Conectividad Escalable dispositivos Fiabilidad • Comunicación ultra fiable para
• Amplía cobertura de área aplicaciones críticas
• Penetración en interiores • Baja latencia para aplicaciones en tiempo
real
• Apto para el control industrial
Pag. 16 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesClasificación de las aplicaciones 5G según requisitos de red
Ancho de
banda Realidad aumentada
Acceso remoto y
mantenimiento
Interfaz hombre máquina
Control de bucle cerrado (HMI)
(Process Automation)
Vehículos autoguiados
5G
(AGVs)
Control remoto
Robots móviles
Safety Industrial
Redes masivas de
sensores inalámbricos Control de bucle cerrado
(Factory Automation)
Número de Latencia/
dispositivos Fiabilidad
Pag. 17 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales¿Por qué es necesario esperar a testear el Release 16 en la industria?
Release 15 Release 16 Release 17
Disponible Diciembre 2018 Planeado*: Junio 2020 Planeado: Enero 2022
Velocidad de datos máxima / Capacidad de tráfico (20 Gbps) Completado Completado Completado
Eficiencia espectral (3x 4G) Completado Completado Completado
Eficiencia energética en la red (100x 4G) Completado Completado Completado
Alta densidad de conexiones (1.000.000 / Km2) Parcialmente Parcialmente Completado
Latencias (5G Industrial puede usar diferentes infraestructuras.
¿Cual de ellas es la mejor para vuestra aplicación?
Red pública Red semi-pública Red privada
• Gestionada por el operador de red • Gestionada por el operador de red • Gestionada por el cliente final
móvil móvil (propiedad de la planta industrial)
• Los datos de producción salen • Los datos de producción salen • Óptima privacidad de los datos,
fuera de la red del cliente industrial parcialmente de la red local del los datos se quedan “on premise”
• Grandes áreas de cobertura cliente industrial • Máxima fiabilidad
• Apropiada para mantenimiento • Grandes áreas de cobertura • Comportamiento en tiempo real
remoto y monitorización • Mayor ancho de banda optimizado
• Apropiada para mantenimiento • Sin interferencias de otras
remoto y monitorización redes/dispositivos
• Menor coste
Pag. 19 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesLa redes wireless industriales necesitan de una banda de frecuencia privada!
Ventajas de una red wireless propia en OT:
• Autogestión que garantiza la flexibilidad en producción
• Expertos IT con conocimientos OT en campo
→ 24/7 para soporte y mantenimiento de la red
• QoS mediante una red dedicada para aplicaciones industriales
→ soporte de una comunicación ultra fiable de baja latencia
(URLLC)
Máxima privacidad y seguridad de los datos:
• Los datos se manteniendo “on-premise”
• Protección de know-how, datos de producción y patentes
Interoperabilidad entre redes públicas y privadas sin interferencias
Pag. 20 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesEspectro específico para el 5G industrial
3,40 – 3,70 GHz 5,125 – 5,875 GHz 24,25 – 27,50 GHz
Licensed Non-licensed Licensed
• 5G public • WLAN • 5G public
• 5G local • LTE-U • 5G local
GHz
2,40 – 2,48 GHz 3,70 – 3,80 GHz Possible private 5G
Non-licensed Licensed band in Germany
Private 5G band (discussion started)
• WLAN
in Germany
• Bluetooth
• ZigBee
Pag. 21 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesPrimera PoC en el Siemens Automotive Center (Nuremberg) Pag. 22 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales
SCALANCE MUM856-1
Conexión a redes móviles 4G y 5G
siemens.com/industrial-5g
Ventajas
Conexión 5G y soporte 3G y 4G
Conexión a redes públicas y privadas
SINEMA RC
Ciberseguridad integrada
100% industrial
Pag. 23 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesSoluciones inalámbricas.
¿Qué encontramos en una comunicación Telecontrol y Teleservicio?
Sistemas
Telecontrol y Teleservicio
SCADA de
supervisión y
control
Acceso remoto
a Estaciones y Redes
móviles
Plantas
Uso de redes
públicas de
operadores de
telecomunicación
Pag 24 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones Industriales¿Qué requisitos debemos cumplir hasta que podamos decir que hay un 5G
realmente preparado para la industria?
Release 16 Disponibilidad de Equipos Frecuencias locales/industriales
?
+ Soporte de protocolos industriales
• PROFINET
• OPC UA
• Localización
5G Industrial!
Pag. 25 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesWifi 6 Presente y futuro de la comunicaciones inalámbricas Sin restricción © Siemens SA 2021 siemens.com/iwlan
Evolución del estándar IEEE 802.11
El estándar Wi-Fi evoluciona adaptándose a los nuevos requisitos
IEEE 802.11-1997 IEEE 802.11a IEEE 802.11g IEEE 802.11n IEEE 802.11ac IEEE 802.11ax
Lanzamiento: 1997 Lanzamiento : 2001 Lanzamiento : 2003 Lanzamiento : 2009 Lanzamiento : 2012 Lanzamiento : 2020
Tasa transmisión: Tasa transmisión: Tasa transmisión: Tasa Transmisión: Tasa transmisión: Tasa transmisión:
Hasta 2 Mbps Hasta 54 Mbps Hasta 54 Mbps Hasta 600 Mbps Hasta 6933 Mbps Hasta 9608 Mbps
Frecuencia: Frecuencia: Frecuencia: Frecuencia: Frecuencia: Frecuencia:
2.4 GHz 5 GHz 2.4 GHz 2.4 & 5 GHz 5 GHz 2.4 GHz & 5 GHz
Wi-Fi 6E: 6 GHz
Wi-Fi 4 Wi-Fi 5 Wi-Fi 6
Principales Principales Principales Principales Principales
características: características: características: características: características:
• FHSS (Frequency • OFDM • OFDM • MIMO (Multiple- • Channel bonding Principales
Hopping Spread (Orthogonal (Orthogonal Input/Multiple- up to 160 MHz características:
Spectrum) Frequency Frequency Output) • …
• DSSS (Direct Division Division
Sequence Spread Multiplexing) Multiplexing) 802.11 Timelines
Spectrum)
Pag. 27 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesCaracterísticas del estándar IEEE 802.11ax Primer estándar WLAN con
enfoque principal en la eficiencia
Acceso Múltiple por División Mejora en el ahorro de energía
+
de Frecuencia Target wake time (TWT)
Ortogonal (OFDMA)
+
Reutilización espacial +
Downlink (DL) and + Capacidad de ignorar otras
uplink (UL) multi-user (MU) Comunicaciones en el mismo
MIMO canal.
Comunicación "específica de la
antena" por dispositivo
Robustez mejorada para
funcionamiento en exteriores y de
1024-QAM + largo alcance
Mayor ancho de banda
+
gracias a la modulación
Pag. 28 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesCaracterística principal: operación multiusuario con OFDMA
Mejora de la distribución y latencia de la comunicación
Los estándares IEEE 802.11 tan sólo permiten a un dispositivo hablar
en un momento dado dentro de un canal inalámbrico.
IEEE 802.11ax divide un canal en hasta 9 "subcanales“ que se
pueden utilizar en paralelo.
El punto de acceso puede hablar por subcanal a un cliente WLAN.
En el enlace ascendente, varios clientes pueden hablar al mismo
tiempo. Lo que hace que la comunicación sea más eficiente
reduciendo las latencias.
Pag. 29 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesLatencia y roaming en IEEE 802.11ax
¿Qué no se contempla en el estándar? iFeatures de Siemens para mejorar el estándar
• Algoritmo de planificación en la comunicación con • Mejoras en el “Roaming” rápido.
clientes.
• Latencia reducida con ciclos de comunicación determinista.
• El “Roaming” rápido no está optimizado pudiendo tardar
hasta segundos. • Gestión de la comunicación con los clientes.
→ ¡No hay tiempos de latencia fiables ni predecibles en el →¡Latencia fiable y predecible en el caso peor, para una aplicación
caso peor para una aplicación industrial! industrial!
Las iFeatures son necesarias para soluciones de automatización fiables y en tiempo real
Pag. 30 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesEn esencia se dispone de una solución para cada aplicación (Alto grado de
madurez).
IPCF IPCF-MC DTAS
iPRP
Rapid Roaming
Force Roaming on
Inter AP Blocking Remote Capture IP Down
Signal Recording Spectrum Analyzer
Determinsimo C-Plug IPCF-MC
Pag 31 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesIndustrial 5G Industrial & WLAN !
¡La solución inalámbrica industrial adecuada para cada una de sus aplicaciones!
IEEE 802.11n iFeatures (Wi-Fi 4) IEEE 802.11ax iFeatures (Wi-Fi 6) 5G Privado para la industria
Comunicación cíclica y en
tiempo real wireless
Parada de emergencia en
aplicaciones safety
Privacidad de datos
Espectro Sin licencia Sin licencia Con licencia
Escalable en tamaños pequeño a Escalable en tamaños pequeño a Solución completa hasta nivel
Esalabilidad de la arquitectura
mediano grande campus
Pag. 33 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesMuchas gracias
por vuestra
atención
Pag 34 Unrestricted | © Siemens 2021 | Comunicaciones IndustrialesContacto
Published by Siemens, S.A. Published by Siemens, S.A.
Juan Carlos Pozas Bustos Eugenio Moreno
Digital Conectivity and Cibersecurity Product Manager Digital Conectivity and Cibersecurity Product Manager
Siemens, S.A. / Spain / / DI PA DCP Siemens, S.A. / Spain / DI PA DCP
Ronda de Europa, 5 Ronda de Europa, 5
28760 Tres Cantos, Madrid 28760 Tres Cantos, Madrid
España España
Phone +34 646 831 592 Phone +34 689 147 631
E-mail juancarlos.pozas@siemens.com E-mail eugenio.moreno@siemens.com
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