自1997年IEEE802.11"Wi-Fi"標準問(wèn)世以來(lái),如今大多數現代工業(yè)企業(yè)都有一些(如果不是大多數)通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運行的業(yè)務(wù)。實(shí)際上,這些是工業(yè)4.0生產(chǎn)和物流模式的通信基礎,以及它們所采用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念和技術(shù)。

與家庭、辦公室和公共空間的Wi-Fi不同,IWLAN應用程序的性能要求更高,可能包括低延遲、確定性、超可靠、高度安全和(或)適應復雜的射頻環(huán)境。畢竟,生產(chǎn)產(chǎn)出、對機器或設備的損害,甚至環(huán)境、健康和安全(EHS)問(wèn)題都可能受到威脅。如果一個(gè)應用程序涉及漫游車(chē)輛或機器人(參見(jiàn)本問(wèn)題中的相關(guān)文章),那么Iwlan的復雜性要大得多。

所有這些都是一個(gè)很高的要求,這就是為什么IWLAN需要對應用程序的需求有一個(gè)清晰的理解,然后仔細的射頻工程來(lái)滿(mǎn)足這些要求。

使用國際水資源網(wǎng)的四個(gè)最佳做法

雖然有關(guān)于適當部署IWLAN所需的射頻工程的完整書(shū)籍,但這四個(gè)最佳做法可以為工業(yè)企業(yè)提供一個(gè)廣泛的框架,確保它們在一段時(shí)間內最大限度地利用IWLAN的投資。

1.工業(yè)無(wú)線(xiàn)電地盤(pán)測量

工業(yè)環(huán)境通常具有不同的射頻干擾源、反射源和吸收源,可造成不同程度的衰減和不規則的無(wú)線(xiàn)電波模式。其中包括:附近的辦公室廣域網(wǎng)、毗鄰的IWLAN和rfid系統;金屬機械、管道、衣架和門(mén);厚的混凝土墻、液體甚至人。這就是為什么徹底的現場(chǎng)調查對于成功部署和操作IWLAN至關(guān)重要。

現場(chǎng)調查的目標是通過(guò)最佳的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)(APS)、正確的信道選擇和在A(yíng)PS和客戶(hù)端設備之間可能的最佳信號噪聲比(SRRS),確保目標設施和應用的充分的信號覆蓋。

要進(jìn)行現場(chǎng)調查,你需要設備的平面圖、應用程序的數據速率要求、測量信噪比和檢測其他射頻源的工具,如無(wú)線(xiàn)站點(diǎn)調查軟件和射頻頻譜分析儀。如果沒(méi)有這些工具,則可提供具有專(zhuān)業(yè)軟件和廣泛的現場(chǎng)調查經(jīng)驗的專(zhuān)家,以協(xié)助在這一階段的IWLN設計。

其次是對設施進(jìn)行目視檢查,以驗證樓層平面圖,因為原來(lái)的結構可能已作了重大修改,并注意到庫存或設備機架、機器和庫存等可能獨立存在的任何衰減來(lái)源。頻譜分析也應使用適當的工具。

此時(shí),可以確定、裝備和測試初步的AP位置。高架的地方,如建筑柱(室內)或柱(室外)、梁和天花板是理想的。具有多天線(xiàn)和全向天線(xiàn)的AP設備可以提供最佳的射頻覆蓋,最好與POE(電力超以太網(wǎng))布線(xiàn)連接。

最初,在配置APS和客戶(hù)端設備時(shí),只要讓它們彼此"交談"即可。應將它們放置起來(lái),使其無(wú)線(xiàn)電波能夠形成覆蓋單元,使其略微重疊,以確保沒(méi)有信號間隙或信道重疊。

在建立無(wú)線(xiàn)電連接之后,可以啟用更高級別的功能,例如安全性和漫游功能,每次一個(gè),這樣,每個(gè)功能都可以在需要時(shí)解決問(wèn)題,因為它們是添加的。調整連接也是如此,如調整傳輸功率或漫游策略。別忘了記錄一切。

2.工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的生命周期管理

適當的設計、工程和配置一個(gè)IWLAN可能是一個(gè)相當大的任務(wù)。它通常需要外部的射頻工程專(zhuān)門(mén)知識,如果沒(méi)有在內部。雖然有可能用"自己動(dòng)手"、"自學(xué)自學(xué)"的方法建立一個(gè)正確的信息系統,但這樣做會(huì )消耗工業(yè)企業(yè)其他地方可能需要的大量熟練的信息技術(shù)/操作技術(shù)(IT/T)資源,而且比聘請專(zhuān)家短期參與需要更多的時(shí)間和精力。

無(wú)論如何,一旦一個(gè)IWLAN按計劃運行,"忘記"無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )操作的傾向可能是一個(gè)錯誤。就像任何生產(chǎn)機器一樣,IWLAN成為了一個(gè)有價(jià)值的工廠(chǎng)資產(chǎn),需要在其生命周期內加以管理。

回顧一下網(wǎng)站調查也是一個(gè)好主意。為什么?因為隨著(zhù)時(shí)間的推移,一個(gè)設施的樓層布局會(huì )發(fā)生重大變化。例如,如果安裝了新的機器或金屬機架,甚至是墻壁或隔板,它就會(huì )改變生產(chǎn)環(huán)境的射頻特性,無(wú)論是小的還是大的。如果數量很大,Iwlan就會(huì )完全停止工作。如果只是一點(diǎn)點(diǎn)的話(huà),IWLAN的性能可能會(huì )不盡如人意地提高通訊故障的風(fēng)險,從而導致停機或其他成本。

作為定期實(shí)地調查的一部分,還應進(jìn)行最新的頻譜分析。新的內部系統,甚至鄰近的建筑將啟用Wi-Fi。這些在原始光譜分析中沒(méi)有出現的新系統,可能會(huì )侵入或增加無(wú)線(xiàn)頻譜的密度,損害現有的無(wú)線(xiàn)解決方案。值得記住的是,頻譜分析只是一個(gè)時(shí)間上的快照,因此應該進(jìn)行例行監控。如果新頻譜分析顯示影響現有無(wú)線(xiàn)系統的重大變化,則應作出調整(對新系統或現有系統),以便所有系統都能共存并以最佳方式運行。

除了地板布局的變化,可用的IWLAN和無(wú)線(xiàn)技術(shù)將不可避免地隨著(zhù)時(shí)間的推移而演變,就像IEEE802.11已經(jīng)發(fā)展,現在5G無(wú)線(xiàn)技術(shù)正在出現一樣。使用舊的Wi-Fi技術(shù)的工廠(chǎng)可能會(huì )增加機會(huì )成本,因為新的無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以提供更多的能力,而且成本往往更低。

3.工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )安全

工業(yè)企業(yè)--尤其是關(guān)鍵的基礎設施,如發(fā)電廠(chǎng)、石油和天然氣運營(yíng)、交通等--是網(wǎng)絡(luò )威脅的主要目標。想想敲詐軟件吧。它可以加密操作機器或進(jìn)程所需的代碼或數據,并要求支付去加密。越來(lái)越多的是,它的實(shí)施者將目標對準了大規模的工業(yè)經(jīng)營(yíng),因為支付額可能比個(gè)人或中小型企業(yè)大得多。

好消息是IWLAN硬件帶有內置的安全功能,比如防火墻、加密和設備認證。附加硬件可以提供虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )(VPN)功能。在某些組件中,需要在部署中配置這些特性,這一步驟可能會(huì )被忽略,并使Iwlan容易受到入侵。

關(guān)于國際水資源網(wǎng)絡(luò )安全的其他建議包括:

• 限制物理和虛擬訪(fǎng)問(wèn)。服務(wù)器、路由器、APS(如果沒(méi)有提升或無(wú)法達到)和客戶(hù)機設備應被關(guān)入籠子并鎖定,以防止被篡改。連接到IWLN的每個(gè)設備都有一個(gè)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址,其訪(fǎng)問(wèn)可以而且應該受到限制。
• 把伊瓦蘭的槍藏起來(lái)。所有的Wi-Fi路由器都有一個(gè)通常被廣播的服務(wù)集標識符(ssid),但是這個(gè)廣播可能會(huì )被禁用,這使得黑客很難找到網(wǎng)絡(luò )。
• 使用認證和可用的最強加密。Wi-Fi保護接入(WPA)和WPA2認證應該使用預先共享的密鑰或半徑服務(wù)器?？蛻?hù)端應該被要求使用一個(gè)密鑰短語(yǔ)進(jìn)行身份驗證,并且還需要指定一個(gè)加密方法,這比公開(kāi)身份驗證或者像WEP這樣的弱方法更安全。強加密密碼,如TKIP或AES也應使用。
• 分割和分離與它的廣域網(wǎng)。對于一個(gè)工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō),把它分割成子網(wǎng)是很好的,所以如果黑客進(jìn)入了它的一部分,其余的就不會(huì )被開(kāi)發(fā)了。另外,將網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與信息技術(shù)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)分開(kāi),可以防止后者對前者的入侵。

4.信息技術(shù)/外部業(yè)務(wù)協(xié)作。

為了在工業(yè)4.0時(shí)代蓬勃發(fā)展,工業(yè)企業(yè)需要在OT和IT團隊之間進(jìn)行深入、跨職能和積極主動(dòng)的協(xié)作,將各自的專(zhuān)門(mén)知識和經(jīng)驗結合起來(lái),使當今的生產(chǎn)和物流環(huán)境完全數字化。伊萬(wàn)斯是一個(gè)完美的例子。IT/OT團隊需要了解所有網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的獨特術(shù)語(yǔ)和設計要求,特別是在網(wǎng)絡(luò )作為完全數字化工業(yè)企業(yè)的戰略支柱的背景下。

多年前,OT的控制和SCAD系統網(wǎng)絡(luò )通常與企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò )分離。但是,隨著(zhù)新興的行業(yè)4.0和ioot模型,這一差距已經(jīng)縮小,特別是在Iwlan已經(jīng)部署的情況下。遺憾的是,在許多情況下,考慮到彼此不同的背景和視角,將OT和IT網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)會(huì )在OT和IT團隊之間造成理解上的差距。

例如,在線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )實(shí)際上與外部入侵隔絕,這可能使在線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )工程師不關(guān)心網(wǎng)絡(luò )安全,但現在他們必須關(guān)心網(wǎng)絡(luò )安全。另一方面,IT專(zhuān)業(yè)人員可能并不擔心他們的企業(yè)廣域網(wǎng)(最初用于提供一般Wi-Fi覆蓋)可能過(guò)度飽和了無(wú)線(xiàn)頻譜和可用頻道。這不利地影響了操作的可靠性和正常運行時(shí)間的IWLAN。

有助于彌合對信息技術(shù)/信息技術(shù)的理解差距的是,舉辦一個(gè)初步的、便利的講習班,將兩個(gè)群體聚集在一起,分享各自的背景和對各自具體責任的關(guān)切。這項活動(dòng)可包括白板演習,以確定加強協(xié)作的具體機會(huì ),例如對工業(yè)網(wǎng)絡(luò )和運營(yíng)的聯(lián)合無(wú)線(xiàn)頻譜監督,并制定相關(guān)的行動(dòng)計劃。這一領(lǐng)域的最佳做法是,至少每半年舉行一次信息技術(shù)/業(yè)務(wù)小組會(huì )議,如果不是每季度舉行一次。

提高現有工業(yè)廣域網(wǎng)的可靠性

你手下的人是不是該這么做?如今,IWLAN是大多數企業(yè)通信的重要組成部分。然而,許多人可能使用過(guò)時(shí)的IEEE802.11技術(shù),以"斷斷續續"的方式運作?；蛘?它們的安全特性今天可能不太理想,正在造成應該查明和關(guān)閉的漏洞。另外,你的OT和IT團隊是否在一起工作,以確保你的IWLAN是被適當分割的資產(chǎn),并且運行在最頂級的狀態(tài)?

如果這些條件中的任何一種描述了您的IWLN環(huán)境,那么也許是時(shí)候更新您現有的站點(diǎn)調查或進(jìn)行一次新的調查了。將生命周期管理實(shí)踐應用到IWLAN中是很重要的,就像使用昂貴的、不可或缺的機器一樣。