Важным этапом промышленной автоматизации является обеспечение связи между датчиками, исполнительными механизмами, программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) и серверами. При этом выбор того или иного стандарта промышленных сетей обуславливается интерфейсами, которые поддерживают применяемые периферийные устройства, что зачастую приводит к необходимости дополнительных трат на сетевую инфраструктуру — прокладку отдельных кабельных линий, установку мостов, шлюзов и повторителей.

Стремление инженерных подразделений и руководителей предприятий к упрощению построения систем сбора данных, повышению их надёжности и оптимизации затрат делает привлекательным применение существующих сетей Ethernet. Ряд производителей промышленной электроники уже давно реализует в своих устройствах нужную поддержку. А в феврале этого года был принят новый стандарт 10BASE-T1L/S (IEEE 802.3cg-2019), оптимизированный для индустриального применения — с возможностью передачи сигнала и питания всего по одной паре проводов.

microchip.com

Реализовать его возможности в «железе» взялись некоторые производители микроэлектроники. Недавно Analog Devices уже представила свои микросхемы трансиверов ADIN1100 и ADIN1110, обеспечивающих полный набор функций физического уровня нового стандарта 10BASE-T1L. А теперь свои решения класса 10BASE-T1S появились и у компании Microchip — семейство трансиверов LAN867x. Первые представители семейства — это LAN8670, LAN8671 и LAN8672 в 32-, 24- и 36- контактных тонкопрофильных корпусах (VQFN) соответственно. Базовые характеристики LAN867x совпадают, а различие только в доступных интерфейсах связи с контроллером. LAN8670 имеет стандартные интерфейсы MII/RMII, LAN8671 — только RMII, а LAN8671 — только MII.

microchip.com

Эти микросхемы реализуют физический уровень (PHY) 10BASE-T1L и позволяют периферийным устройствам промышленного Интернета вещей (IIoT) использовать существующие сети для высокопроизводительного обмена данными в мультиточечном режиме на общей шине (multidrop) и в режиме точка-точка (point-to-point). В мультиточечном режиме они обеспечивают подключение до 8 физических узлов на расстоянии не менее 25 м. В режиме точка-точка поддерживается расстояние между сегментами не менее 15 м.

microchip.com

Все представленные микросхемы поддерживают полудуплексную связь через одну витую пару UTP и рассчитаны на расширенный диапазон температур (от -40 до +125 °С). Также эти микросхемы совместимы с индустриальными требованиями к электромагнитной совместимости (EMC) и электромагнитного излучения (EMI). А однополярное питание и простая аналоговая обвеска позволяют встраивать их в устройства компактных размеров.

microchip.com

Представленные микросхемы доступны для серийных заказов. Кроме того, компания Microchip предлагает отладочные наборы с выведенным интерфейсом RMII/MII для работы с контроллерами и плату с распаянным микроконтроллером и USB-разъёмом для подключения к компьютеру, позволяющую превратить любой USB-хост в узел 10BASE-T1S. В комплекте с ней идут драйверы для Linux и Windows. Также облегчить интеграцию с системами клиентов может фреймворк MPLAB Harnony 3.

Компания Zscaler, провайдер облачного сервиса по обеспечению информационной безопасности для предприятий, отмечает в своём отчёте IoT in the Enterprise: Empty Office Edition многократный рост интенсивности атак на устройства Интернета вещей (IoT) на фоне продолжающейся пандемии.

В течение двухнедельного периода в декабре прошлого года было зафиксировано приблизительно 300 тыс. попыток вторжения с применением вредоносного программного обеспечения для IoT-платформ. Это в восемь раз, или на 700 %, превосходит показатели, которые системы Zscaler фиксировали до начала пандемии.

Практически все IoT-зловреды относятся к семействам Gafgyt и Mirai. Приблизительно 60 % атак исходят из Китая. Далее в рейтинге стран-источников значатся Соединённые Штаты и Индия. Наиболее сильно от IoT-нападений страдают Ирландия (48 %), Соединённые Штаты (32 %) и Китай (14 %).

Наиболее часто атакуемыми целями злоумышленников в настоящее время являются всевозможные ТВ-приставки (29 %), умные телевизоры (20 %) и смарт-часы (15 %). Среди IoT-устройств, которые обычно игнорируются IT-департаментами, исследователи отметили автомобили, «умные» холодильники и карты памяти с Wi-Fi — все они выходят в Сеть и обращаются к облачным ресурсам.

Однако жертвами атак чаще всего становятся предприятия в области производства, торговли и здравоохранения. При этом наиболее «общительными» оказались именно корпоративные устройства в первых двух областях. Однако хуже всего то, что даже в области здравоохранения обмен данными защищается лишь в половине случаев, хотя, как отмечают авторы исследования, поддержка шифрования трафика есть во всех 553 идентифицированных устройствах.

В рамках мероприятия HPE Discover компания Aruba Networks, являющаяся частью HPE, представила новые модели коммутаторов серии CX, которые должны помочь в организации надёжных и производительных сетей даже в самых суровых условиях, а также обновление облачной платформы Aruba ESP.

Если обычные коммутаторы и серверы функционируют в достаточно комфортных условиях, то периферийные должны надёжно работать в не самых подходящих для сложной электроники средах — складских и заводских помещениях или даже на открытом воздухе. Новая серия коммутаторов Aruba CX 4100i как раз и предназначена для организации надёжных сетей в подобных условиях. Устройства относятся к категории коммутаторов второго уровня (Layer 2) и хорошо подходят для обслуживания точек доступа, IoT-устройств и пользовательских подключений.

Коммутаторы Aruba CX 4000i имеют класс защиты IP30: конечно, дождя или снега они не выдержат, но способны надёжно работать в диапазоне температур от -40 до +70 °С. Вентиляция не требуется — новинки имеют полностью пассивную систему охлаждения. В серии пока представлено две модели: 12-портовая для монтажа на рейку DIN с внешним БП с резервированием и 24-портовая, устанавливаемая в стандартную серверную стойку. Последняя имеет встроенный БП.

Магистральных портов 10GbE два у первой модели и четыре у второй, оба варианта рассчитаны на установку трансиверов SFP+. При этом по четыре порта 1GbE имеют поддержку PoE 802.3bt (до 60 Вт на порт), остальные поддерживают подключение PoE-устройств мощностью до 30 Вт на порт (802.3at). Поддерживаются списки доступа (ACL), QoS, статический роутинг и IPv6. Управляются коммутаторы посредством Aruba Central, а в качестве операционной системы используется ArubaOS-CX (AOS-CX) с поддержкой REST API. Стоят CX 4100i не так уж дорого для устройств промышленного класса — начиная с $4999.

Серия Aruba CX 6000 несколько проще: эти коммутаторы используют для подключения к сетевым узлам более высокого уровня порты со скоростью 1 Гбит/с, защиты от внешней среды у них нет, зато количество конечных портов у CX 6000 больше и может достигать 48. Это, а также доступная цена, делают CX 6000 подходящими решениями для организации сетей в не столь агрессивных средах, как у CX 4100i — офисах малого и среднего бизнеса, а также филиалах более крупных компаний.

С поддержкой PoE дела у серии CX 6000 обстоят не хуже, нежели у их более «суровых» сородичей: даже младшая 12-портовая модель способна запитать PoE-устройства суммарной мощностью 139 Вт, а 24 и 48-портовые модели повышают этот показатель до 370 Ватт. В отличие от серии аналогичных коммутаторов Aruba 2530, CX 6000 более гибки в управлении за счет использования всё той же ArubaOS-CX и REST API. Цены стартуют с отметки $1049.

Второй важный анонс касается обновлений единой облачной платформы управления Aruba Central. Во-первых, она обзавелась функций AIOps — интеллектуальных самодиагностики и самовосстановления сети без участия человека с помощью ИИ-алгоритмов. Во-вторых, появился новый сервис IoT Operations для контроля и управления всей IoT-инфраструктурой заказчика.

Сервис также получит собственный магазин приложений, позволяющий разворачивать различные решения от партнёров Aruba. Наконец, Aruba Central обзавелась новыми функциями аутентификации и применения политик, что позволит одновременно автоматизировать и обезопасить подключение конечных пользователей.

Два новых чипа Analog Devices, ADIN1100 и ADIN1110, имеют поддержку Ethernet-стандарта 10BASE-T1L (IEEE 802.3cg-2019). Они обеспечивают полный набор функций физического уровня (PHY), позволяя устройствам обмениваться данными на скорости 10 Мбит/с всего по одной витой паре, максимальная длина которой может составлять 1,7 км.

Оба трансивера заключены в 40-выводные LFCSP-корпуса размером 6 × 6 мм и могут работать в промышленным диапазоне температур (-40…+105 °C). Возможно использование в искробезопасных решениях. Согласно спецификации, они поддерживают напряжение питания 1,8/3,3 В и потребляют от 39 мВт до 109 мВт (в зависимости от режима работы).

Имеется встроенный мониторинг питания, поддержки протокола точного времени IEEE 1588 PTP, а также средства сетевой диагностики. Микросхема ADIN1110 отличается поддержкой MAC-уровня, что облегчает её применение в различных периферийных устройствах в связке практически с любым микроконтроллером посредством шины SPI.

Компания ожидает, что представленные трансиверы найдут применение при реализации концепции Индустрии 4.0, поскольку позволят использовать стандартную сетевую инфраструктуру для построения IIoT-сетей, включающими практически любые узлы и технологические установки на предприятиях, даже в местах повышенной опасности, где до сих пор подключение датчиков и других оконечных устройств было ограничено.

Другая перспективная область применения — системы автоматизации зданий: отопление, вентиляция, управления лифтами, пожарная безопасность, видеонаблюдение и контроль доступа. Применение технологии 10BASE-T1L позволяют развернуть большое число узлов и датчиков с прямой IP-адресацией и централизованно управлять каждым из них, контролируя все необходимые параметры здания. Кроме того, это упрощает подключение периферийных устройств к облаку.

Стандарт 10BASE-T1L позволяет осуществлять передачу данных и питание устройств по одной витой паре, при условии, что нагрузка не будет превышать 500 мВт в искробезопасных решениях и 60 Вт в остальных случаях. Дополнительным плюсом является возможность использования стандартной сетевой инфраструктуры и программного обеспечения.

В настоящий ADIN1100 и ADIN1110 находятся на этапе пререлиза, что означает возможное продолжение их инженерной доработки, изменения технических характеристики и ограничение для заказа до тех пор, пока продукты не будет запущены в производство. Более подробную информацию о них можно получить на сайте производителя.

Компания Cisco расширила ассортимент сетевых устройств Catalyst, анонсировав новые маршрутизаторы, предназначенные для использования в промышленном секторе. Оборудование, как утверждается, обеспечивает высокую производительность, безопасность и гибкость.

Анонсированы, в частности, роутеры серий Catalyst IR1800 Rugged, Catalyst IR8100 Heavy Duty и Catalyst IR8300 Rugged. Все они поддерживают технологию мобильной связи пятого поколения (5G).

Здесь и ниже изображения Cisco

Устройства функционируют под управлением операционной системы Cisco IOS XE. В зависимости от модели реализованы различные технологии сетевого доступа, такие как SD-WAN, Wi-Fi 6, Private LTE, FirstNet и Wi-SUN.

За безопасность отвечает комплексная платформа Cisco Cyber Vision. Она позволяет получить полный обзор промышленной системы управления, включая динамическую инвентаризацию активов, мониторинг сетей управления и технологических данных в реальном времени, всеобъемлющий анализ угроз с целью выстраивания безопасных инфраструктур и реализации политик безопасности для контроля над рисками.

Устройства Catalyst IR8100 Heavy Duty выполнены в соответствии со стандартом IP67, благодаря чему могут монтироваться на открытых пространствах. Более подробную информацию о продуктах можно найти здесь.

Компания Qualcomm Technologies анонсировала сразу семь новых продуктов, ориентированных на применение в сфере Интернета вещей в коммерческом и промышленном секторах. Это изделия QCS8250, QCS6490/QCM6490, QCS4290/QCM4290 и QCS2290/QCM2290.

Решение Qualcomm QCS8250 относится к премиальному уровню. Оно обеспечивает поддержку Wi-Fi 6 и 5G. Платформа объединяет процессор Qualcomm Kryo 585, ИИ-модуль Qualcomm Artificial Intelligence (AI) Engine и движок обработки изображений ISP. Изделие поддерживает до семи камер одновременно с кодированием вплоть до разрешения 4K и частотой 120 кадров в секунду. А нейропроцессор (Neural Processing Unit, NPU) обеспечивает ИИ-функциональность для ресурсоемких IoT-приложений.

Qualcomm QCS6490 и QCM6490 на базе Kryo 670 ориентированы на IIoT и предлагают расширенные возможности подключения, благодаря поддержке 5G (mmWave/Sub-6) и Wi-Fi 6E. Qualcomm QCS4290 и QCM4290 предлагают высокую производительность для устройств среднего уровня. Они включают ядра Kryo 260 вкупе, ИИ-модулем Qualcomm AI Engine третьего поколения, а также обладают поддержкой LTE Cat13 и Wi-Fi 6. Наконец, платформы начального уровня Qualcomm QCS2290 и QCM2290 с ядрами Cortex A53 и поддержкой LTE отличаются низким энергопотреблением.

Продукт компании, получивший название Wirepass Private 5G, будет работать в нелицензируемом диапазоне частот 1,9 ГГц и позволит любому предприятию управлять сетью своих устройств без участия операторов связи. Заказчикам не потребуется сотовая инфраструктура, оборудование посредников или сервисы по подписке. В результате стоимость развертывания IIoT составит лишь десятую часть от существующих сегодня коммерческих предложений.

В основу технологии Wirepass заложен стандарт DECT-2020 NR, принятым Европейским институтом стандартов электросвязи (ETSI) в 2020 г. для обеспечения массового межмашинного взаимодействия (mMTC) в разнообразных приложениях беспроводного Интернета вещей. Он поддерживает сверхнадёжную связь с малой задержкой (URLLC) и динамический выбор канала, благодаря чему упрощается частотное планирование.

twager.net: DECT-2020, новый глобальный стандарт подключения к Интернету вещей

В конце прошлого месяца Финский центр технических исследований VTT, используя специально разработанную платформу моделирования, изучил производительность и масштабируемость mMTC-сетей на базе DECT-2020 NR. Имитационные тесты показали, что он обладает хорошими характеристиками энергопотребления и покрытия, и может быть развернут с различной плотностью узлов. В октябре 2021г Международный союз электросвязи (ITU) собирается включить его в спецификацию 5G.

В настоящее время лидирующие позиции среди беспроводных решений для IoT на основе сотовой связи занимает технология NB-IoT, а среди решений, работающих без сотовой связи, лидерами являются Sigfox и LoRa. Отличительными особенностями технологии Wirepas Private 5G станет самоорганизующаяся децентрализованная топология сети, работающая с использованием программных протоколов компании в режиме plug-and-play для заказчиков.

По словам генерального директора компании, Теппо Хемия (Teppo Hemiä), «независимость и автономия в настройке и эксплуатации такой сети — ключевое отличие. Не будет отдельной инфраструктуры, посредников и высокой абонентской платы. По сути, управление сетью делегируется самим устройствам».

laptrinx.com: LPWA matchup LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, LTE-M

Сеть Wirepass Private 5G является самоорганизующейся, а каждое устройство в ней сможет иметь такие же возможности, как и обычная базовая станция. Ожидается, что децентрализованный подход в сочетании с выбором безлицензионного частотного диапазона 1,9 ГГц, создадут хорошие перспективы для массовых внедрений в таких областях, как системы управления зданиями, логистика и умные города.

Компания считает, что первыми приложениями её технологии станут интеллектуальный учёт и управление зданиями — системы аварийного освещения, детекторы дыма, а также отслеживание активов. Начало полевых испытаний системы запланировано на 2021 г., но пока что идёт процесс создания экосистемы партнёров, таких как поставщики микросхем и датчиков. Для работы над проектом Wirepas привлек более €35 млн, от преимущественно европейских венчурных групп, и набрал команду в 50 человек.

Концерн «Автоматика», входящий в государственную корпорацию «Ростех», анонсировал семейство сетевых устройств ZENATOR TI, спроектированных для использования специально в сегменте промышленного Интернета вещей (IIoT). В серию вошло оборудование для коммутации, маршрутизации и комплексной защиты от сетевых угроз.

Устройства выполнены на аппаратной платформе отечественного производства и соответствуют требованиям, предъявляемым к телекоммуникационному оборудованию российского происхождения (ТОРП). Это означает, что они могут применяться в составе критических инфраструктур.

Здесь и ниже изображения ZENATOR

Оборудование может эксплуатироваться в широком температурном диапазоне — от минус 45 до плюс 60 градусов Цельсия. Говорится о безвентиляторном исполнении и возможности подключения к двум независимым источникам питания.

Промышленные маршрутизаторы и коммутаторы ZENATOR TI обладают поддержкой различных модулей беспроводной связи — Wi-Fi, WiMAX, 3G, 4G, 5G. Допускается подключение до восьми оконечных устройств на скорости передачи данных 1 Гбит/с. Поддерживаются статическая и динамическая маршрутизация, дублирование трафика на отдельный интерфейс, QoS, механизм предотвращения перегрузок ECN и пр.

Что касается межсетевых экранов, то для них заявлены: анализ приложений; поддержка OpenVPN; фильтрация трафика на основе политик; поддержка аутентификации с использованием внешнего RADIUS-сервера; возможность взаимодействия с MS Active Directory и пр.

Компания Qualcomm Technologies анонсировала свой первый модем с поддержкой сотовой связи пятого поколения (5G), спроектированный специально для использования в сегменте промышленного Интернета вещей (IIoT). Новинка получила название Qualcomm 315 5G IoT.

Изделие представляет собой комплексное модемно-антенное решение, характеризующееся гигабитной производительностью, малой потребляемой мощностью и тепловой эффективностью. Модем поддерживает глобальные диапазоны 5G NR (полоса ниже 6 ГГц) SA с возможностью при необходимости переключения в LTE.

Qualcomm

«Это решение облегчит создание устройств с увеличенным сроком службы и будет способствовать расширению применения 5G в Интернете вещей, упростив заказчикам бесшовную интеграцию устройств, в которых используются технологии связи предыдущих поколений», — заявляет Qualcomm.

Новинка обладает совместимостью на уровне контактов с существующими LTE-модулями. Благодаря этому можно модернизировать имеющиеся решения без аппаратной доработки, что минимизирует сроки и финансовые затраты при обеспечении плавного перехода от 4G к 5G.

Компания ожидает, что модем найдёт применение в самых разных отраслях: розничная торговля, производство и автоматизация, точное земледелие, строительство, горное дело, организация публичных мероприятий и др. На коммерческий рынок решение выйдет во второй половине текущего года.

Компания Siemens представила систему IIoT Sitrans SCM IQ для интеллектуального мониторинга на предприятии. Новое решение объединяет беспроводную сеть датчиков, облачную платформу и алгоритмы машинного обучения для того, чтобы выявлять сбои оборудования и предупреждать о них на ранних этапах. По оценкам компании, производительность предприятий после внедрения системы повышается на 10%.

В состав Sitrans SCM IQ входят беспроводные (Bluetooth) мультисенсорные датчики MS200 с IP68-защитой и промышленный шлюз CC220, а также мобильное приложение SCM IQ App, интегрированные с облачной платформой и операционной системой для IIoT MindSphere. Такое решение позволяет собирать и обрабатывать информацию о функционировании практически любого механического оборудования или узла предприятия.

Алгоритмы машинного обучения распознают потенциальные сбои в их работе по отклонениям в профилях регистрируемых данных. Состояние объектов отображается графически, благодаря чему оператор может заметить неполадки на ранних этапах. В приложении предусмотрены функции документирования, разграничения доступа и уведомления о потенциальных сбоях по электронной почте или SMS. Клиентское оборудование можно подключать к платформе по технологии plug-and-play, а для получения аналитической информации о работе достаточно настроить источники и указать собираемые параметры.

Полномасштабное применение технологий IoT в производственном секторе является частью стратегии по цифровой трансформации и переходу к «Индустрии 4.0». Согласно недавнему отчёту IBM, за месяц один производственный объект может генерировать более 2200 Тбайт неструктурированных данных. Их хранение, обработка и анализ являются нетривиальной задачей. Не многие предприятия имеют опыт и ресурсы для реализации таких проектов с чистого листа. В результате сотрудничества Siemens с IBM и Red Hat заказчики смогут использовать MindSphere как в облаке, так и на собственных серверах по подписке.