Déployer rapidement le Wi-Fi 6/6E grâce à une gamme de modules flexibles

La croissance rapide de l'IA et d'autres applications gourmandes en données améliore considérablement les opérations industrielles, mais elle met également à rude épreuve les réseaux sans fil.

Le problème est souvent lié aux limites des anciens réseaux Wi-Fi, qui n'ont pas été conçus pour répondre aux exigences industrielles modernes. L'encombrement est l'un des problèmes les plus importants : dans de nombreuses installations, des dizaines, voire des centaines de dispositifs IIoT (Internet industriel des objets) se disputent la bande passante, submergeant ainsi les réseaux existants.

Le rendement est également un problème. Les anciennes technologies Wi-Fi ne disposent pas des fonctionnalités de gestion de l'alimentation nécessaires pour les capteurs et les systèmes mobiles alimentés par batterie.

La sécurité constitue une autre limite. Les cyberattaques ciblent de plus en plus les réseaux industriels, et le cryptage WPA2 offert par les anciens réseaux peut ne pas fournir de protection suffisante.

Ces défis entraînent un besoin urgent de nouvelles solutions basées sur des normes sans fil modernes comme le Wi-Fi 6/6E (802.11ax).

Comment le Wi-Fi 6/6E répond aux besoins des réseaux industriels

L'une des principales améliorations du Wi-Fi 6 est l'accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA), qui permet à plusieurs dispositifs de partager le même canal, ce qui augmente considérablement la capacité du réseau. Le Wi-Fi 6E étend ces avantages en ajoutant une bande de 6 gigahertz (GHz) aux bandes existantes de 2,4 GHz et de 5 GHz, ce qui réduit considérablement les interférences dans les environnements industriels encombrés.

Pour les systèmes alimentés par batterie, le temps de réactivation de la cible (TWT) est un autre avantage majeur. Le TWT permet aux dispositifs de négocier des horaires de réactivation et de transfert de données. Cela permet de réduire les temps d'inactivité et de prolonger considérablement la durée de vie des batteries tout en maintenant une connectivité fiable.

Enfin, une mise à niveau vers la norme WPA3 Enterprise renforce considérablement la sécurité. Cette technologie offre un cryptage plus puissant, une protection contre les attaques par force brute, ainsi que des méthodes d'authentification améliorées.

Pour les concepteurs, la question est de savoir comment déployer toutes ces nouvelles capacités rapidement et efficacement.

Les modules Wi-Fi 6/6E simplifient la connectivité industrielle

La gamme Sona de modules de connectivité Wi-Fi 6/6E d'Ezurio peut apporter une réponse. Chaque module répond à des besoins spécifiques en matière de performances et d'intégration, mais tous partagent une base commune : la prise en charge des technologies Wi-Fi 6 et Bluetooth 5.4, une fiabilité de qualité industrielle et une facilité de déploiement.

La gamme inclut cinq séries de produits : Sona IF573 (Wi-Fi 6E), Sona IF513 (Wi-Fi 6E), Sona TI351 (Wi-Fi 6), Sona NX611 (Wi-Fi 6) et Sona MT320 (Wi-Fi 6). Chacune est construite autour d'un jeu de puces différent. Cette approche à plusieurs fournisseurs donne aux développeurs la flexibilité de choisir une puce adaptée à l'architecture de leur système tout en réduisant le risque de dépendance à un fournisseur.

Les modules sont disponibles en facteurs de forme M.2 enfichables et à montage en surface (CMS), ce qui permet de les intégrer dans diverses configurations système et de respecter les contraintes d'espace. Les options d'antennes incluent des connecteurs MHF4, des brochages RF ou des antennes monopuces intégrées. Des options d'antennes pré-certifiées sont disponibles pour aider à simplifier l'approbation réglementaire.

Tous les modules sont pris en charge par la pile de connectivité d'Ezurio, qui inclut la prise en charge du noyau Linux depuis la version 6.1 et celle d'Android depuis la version 12. Cela permet aux concepteurs d'ajouter des fonctionnalités sans fil modernes aux systèmes existants sans avoir à modifier le logiciel.

Solutions Wi-Fi 6/6E pour une large gamme d'applications industrielles

Pour illustrer l'étendue des options de la gamme Sona, prenons un cas d'utilisation typique : les passerelles IIoT, qui rassemblent des données provenant de nombreux points d'extrémité, notamment des sources à large bande passante. Les modules Sona IF573 d'Ezurio, basés sur une puce d'Infineon Technologies, sont bien adaptés à ce rôle. Leur débit de 1200 Mb/s, leur configuration multi-utilisateurs à entrées et sorties multiples (MU-MIMO) 2 × 2 et la prise en charge du Wi-Fi 6E triple bande 2,4/5/6 GHz permettent aux passerelles industrielles de maintenir plusieurs connexions haute vitesse. Le module 453-00119 (Figure 1) est un exemple typique. Il utilise un boîtier M.2 2230 clé E et intègre trois connecteurs MHF4.

Figure 1 : Le module 453-00119 permet d'atteindre des performances élevées dans les passerelles industrielles. (Source de l'image : Ezurio)

Intéressons-nous à présent aux réseaux de capteurs à grande échelle. Même si chaque dispositif ne transmet que de petites quantités de données, la charge combinée du réseau peut être importante. Le module Sona IF513 d'Ezurio, également basé sur une puce d'Infineon, offre une solution pratique pour ces déploiements à grande échelle. Il présente un débit de données de 143 Mb/s et sa configuration à entrée et sortie unique (SISO) 1 × 1 offre un moyen moins complexe d'accéder à la bande 6 GHz, qui n'est pas encombrée. Le module 453-00185R (Figure 2) est un dispositif représentatif. Il utilise le facteur de forme M.2 1216 à montage en surface et comporte une broche de piste RF pour un routage flexible de l'antenne.

Figure 2 : Le module 453-00185R offre un accès à la bande 6 GHz et dispose d'une broche de piste RF pour un routage flexible de l'antenne. (Source de l'image : Ezurio)

La surveillance des équipements alimentés par batterie est une autre application courante, et le module Sona TI351 d'Ezurio, basé sur une puce de Texas Instruments, est adapté à ce cas d'utilisation. Il présente une configuration SISO 1 × 1, un débit de données de 86 Mb/s et prend TWT en charge. Le module 453-00200C (Figure 3) est un dispositif typique de cette série. Il utilise le facteur de forme M.2 1216 à montage en surface et comporte une antenne monopuce.

Figure 3 : Le module 453-00200C privilégie le rendement énergétique et est doté d'une antenne monopuce. (Source de l'image : Ezurio)

En ce qui concerne les véhicules à guidage automatique (AGV), il faut des solutions compactes capables d'offrir une excellente connectivité pour la télémétrie en temps réel. C'est là que la série Sona NX611 d'Ezurio se démarque. Basé sur une puce de NXP Semiconductors, ce module utilise une configuration SISO 1 × 1 et fournit jusqu'à 600 Mb/s avec des options SIP comme le 453-00155R (Figure 4), conçu pour réduire l'empreinte physique.

Figure 4 : Le module 453-00155R fournit jusqu'à 600 Mb/s et utilise un facteur de forme SIP. (Source de l'image : Ezurio)

Pour finir, examinons les interfaces homme-machine (IHM). Le Sona MT320 d'Ezurio convient parfaitement à ces applications. Il est basé sur une puce de MediaTek et prend en charge le kit de développement logiciel Genio de MediaTek pour simplifier l'intégration à des processeurs gourmands en contenu graphique. Il utilise une configuration MU-MIMO 2 × 2 et présente un débit de données de 1200 Mb/s. Le module 453-00176R (Figure 5) constitue une implémentation typique. Il utilise le facteur de forme M.2 1420 à montage en surface et propose des connecteurs MHF4 pour les antennes MU-MIMO 2 × 2.

Figure 5 : Le module 453-00176R est optimisé pour une utilisation avec les processeurs MediaTek. (Source de l'image : Ezurio)

Conclusion

Les systèmes industriels étant de plus en plus axés sur les données, le Wi-Fi 6/6E s'avère être une solution de connectivité primordiale. La gamme Sona de modules sans fil d'Ezurio offre des options flexibles pour intégrer des capacités Wi-Fi avancées dans ces systèmes. Avec de multiples options de puces, divers facteurs de forme, des antennes pré-certifiées et une prise en charge logicielle complète, les concepteurs peuvent choisir un module qui répond à leurs exigences spécifiques.