Urządzenia i moduły do komunikacji bezprzewodowej

Znaczenie i potencjał aplikacyjny technologii bezprzewodowych ciągle się zwiększają. Rozwój technologiczny elektroniki, cyfryzacja procesów w automatyce, w tym wszystkiego, co wiąże się z ideą Przemysłu 4.0, sprzyja wykorzystaniu technologii bezprzewodowych i urządzeń mobilnych. Przykładem mogą być AMR, alarmy, śledzenie w transporcie, IoT, sieci sensoryczne, rozproszone systemy pomiarowe, przemysł i elektronika konsumencka. Wiele zastosowań komunikacji bezprzewodowej tworzy sumarycznie ogromny popyt i nakręca rozwój technologiczny w tym zakresie. Na rynku wiele się dzieje w zakresie technologii, po stronie oferty handlowej, ale również rynku dystrybucji. Z uwagi na to powracamy w ramach raportu "Elektronika" do komunikacji bezprzewodowej, starając się uchwycić wszystkie ważne trendy techniczne i zmiany w biznesie.

Jeszcze kilka lat temu, chcąc zaimplementować obsługę sieci bezprzewodowej w urządzeniu elektronicznym, konstruktor miał dosyć łatwy wybór. Do komunikacji na duże odległości wybierał modem sieci komórkowej, do łączenia się z siecią lokalną sięgał po Wi-Fi, a na potrzeby sieci osobistej używał Bluetooth. Oczywiście zawsze istniała możliwość realizacji jakiejś indywidualnej metody bezprzewodowego transferu danych – jak np. w modułach radiowych, ale mimo tego była to decyzja względnie prosta.

Czasy się jednak zmieniły, a oczekiwania klientów w zakresie bezprzewodowości i nowe koncepcje jak IoT lub Przemysł 4.0 sprawiły, że powstały nowe standardy oraz zupełnie nowe wersje już istniejących. Obecnie konstruktor ma do wyboru nie tylko kilka generacji sieci Wi-Fi komórkowych oraz Bluetooth, różniących się nie tylko przepustowością, ale i poborem mocy, z których nie wszystkie są ze sobą kompatybilne. Do dyspozycji są też inne rozwiązania otwarte, takie jak 6LoWPAN oraz własnościowe protokoły, takie jak MiWi, LoRa, przemysłowe np. Wireless Mbus. Do tego RFID coraz częściej zastępowane jest implementacjami NFC, które także umożliwiają dwukierunkową komunikację bezprzewodową. Razem tworzy to ogromne możliwości i wybrać optymalne rozwiązanie do projektu jest coraz trudniej.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku komunikacji bezprzewodowej

Listę najważniejszych trendów rynku komunikacji bezprzewodowej pozytywnie wspierających rozwój otwiera duże znaczenie komunikacji bezprzewodowej, a więc oczekiwania klientów, aby wszystko było połączone. Kryje się za tym wartość dodana, funkcjonalność i zwykła wygoda. Dla urządzeń mobilnych, których jest przecież coraz więcej, brak przewodów to w praktyce sens istnienia. Pozytywnie wspierają rozwój także nowe standardy. Mimo że jest ich coraz więcej, często się zmieniają i kolejne wersje nierzadko mają czas życia rzędu kilku lat, przełamują one wiele barier za pomocą wymyślnych modulacji, protokołu lub też dopasowania do specyficznych wymagań.

LPWAN – do przodu, niemniej powoli

Sieci LPWAN to rozwiązania działające w pasmach ISM, gdzie kosztem przepustowości zapewniony został znacznie większy w porównaniu do innych standardów zasięg komunikacji. W warunkach krajowych oznacza LoRaWAN, bo konkurencyjny Sigfox dalej nie jest dostępny. Istnieje wprawdzie spółka Sigfox Polska, jest nawet jakaś wizerunkowa strona internetowa jej towarzysząca, ale mimo wielu zapowiedzi, lat poszukiwań operatora, który wyłożyłby fundusze na budowę infrastruktury sieci, niewiele się zmienia. Ten brak operatora na naszym rynku jest w pewnym stopniu symptomatyczny i wskazuje, że rozwój w tym obszarze nie jest wcale taki szybki, jakby mogło się to wydawać w stosunku do tego, jakie były zapowiedzi kilka lat temu, aby poniesione nakłady na budowę sieci, obsługę klienta i utrzymanie takiego dostawcy usług się opłaciły. Pojawienie się rozwiązań LPWAN należy traktować jako inwestycję firm w potencjalny rynek, dlatego brak operatora Sigfox oraz to, że sieć LoRaWAN ma tylko ok. 110 stacji przekaźnikowych, ogranicza się do większych miast, gdzie zapaleńcy plus kilka firm utrzymują infrastrukturę dostępową przekonują, że brakuje masowych zastosowań. Nikt nie będzie budował systemów infrastrukturalnych, a następnie ich utrzymywał dla kilku zapaleńców lub małych projektów. LoRa i Sigfox oraz całe IoT są jedynie medium, pewną formą wymiany danych, którą trzeba wypełnić tym, co ma być zasadniczą treścią projektu, a więc pomysłem na biznes. Bezsprzecznie wiele w tym obszarze się dzieje, ale dyskusyjne jest, czy są to projekty w wystarczająco dużej skali, aby stworzyć masę krytyczną dla szybkiego rozwoju tego sektora rynku. W naszych ankietach pojawiły się też opinie, że polskie firmy czekają na pełne wdrożenie sieci typu LPWAN LTE kat. M/NB-IoT, bo w ten sposób uzyskają podobne możliwości, ale nie będą musiały inwestować w infrastrukturę.

Warto jeszcze zwrócić uwagę na to, że komunikacja bezprzewodowa nie jest podzielona po stronie technologicznej na wyraźnie rozdzielone obszary. Komunikację w rozproszonej sieci telemetrycznej można zrealizować na wiele sposobów i za pomocą różnych technologii. Nawet gdy pojawiają się jakieś fizyczne bariery z zasięgiem można próbować je pokonywać za pomocą zmiany protokołów, dodania stacji przekaźnikowych lub węzłów innego typu. Czyli duży zasięg przy małej przepustowości można zrobić też inaczej niż z siecią LPWAN.

Istotne nowości w obszarze komunikacji bezprzewodowej

Za najbardziej istotne nowości w obszarze komunikacji bezprzewodowej pytani w ankietach specjaliści wskazali moduły do sieci komórkowych 4G tzw. niskich kategorii, a więc zapewniające mały pobór mocy kosztem wydajności. Rozwiązania te kierowane są do aplikacji IoT i zapewniają one w przybliżeniu podobne cechy jak sieci LPWAN, ale nie ma tu konieczności budowy infrastruktury transmisyjnej. Miniaturyzacja i niski pobór mocy są zawsze dla rynku interesującym trendem, natomiast popularność i znaczenie rynkowe modułów combo wynika z tego, że wiele aplikacji ma takie właściwości, że są one korzystniejszą alternatywą. Przykładem może być rejestrator transportowy, który odczytuje położenie pojazdu i wysyła go do bazy za pośrednictwem sieci komórkowej.