Wi-Fi Mesh e a Internet das Coisas

Wi-Fi Mesh

Atualmente existem diversas publicações sobre o crescimento da Internet das Coisas (IoT) e a Internet das Coisas Industrial (IIoT). A IIoT é um fator determinante na próxima geração da Revolução Industrial. Há muitas promessas sendo feitas na área da chamada Indústria 4.0. Resumindo, promete um casamento perfeito entre as revoluções industriais anteriores e a revolução da informação. A Indústria 4.0 traz as vantagens que a Internet trouxe para o mundo da Tecnologia da Informação (TI) e para o domínio da Tecnologia Operacional (OT). Simplificando, um mundo em que produtos personalizados são entregues aos consumidores com custos de produção em massa. Claro, trazer o poder da Internet não é tão simples. Todas as coisas ruins associadas à Internet, como botnets, ransomware, malware de mineração de criptomoedas, ataques de negação de serviço, também vêm atrelados aos aspectos positivos.

 

Não há dúvida de que há muitos problemas a serem trabalhados para alcançar as promessas desta última iteração da Revolução Industrial. Equipamentos de manufatura aditiva, robótica com inteligência artificial (AI), digital twins e a IIoT estão entre as tecnologias ainda emergentes que estão nos levando a um mundo de personalização de produtos sob demanda a custos de produção em massa. Então, quais são os obstáculos e o que está sendo feito para eliminá-los?

 

Um elemento fundamental desta revolução é a comunicação sem emendas. Por meio de comunicações perfeitas, os dados podem fluir facilmente de e para clientes, sistemas de negócios e equipamentos de fabricação. Embora a Internet de hoje tenha ajudado a fechar a lacuna entre clientes, fornecedores e sistemas internos de negócios no front-end, muitas organizações estão lutando para fazer avanços semelhantes nos bastidores. Com a enorme quantidade de pontos de extremidade de IoT em potencial, a rede com fio simplesmente não é viável do ponto de vista de custo ou infraestrutura. A rede sem fio, especialmente para instalações com grandes dimensões quadradas, como fábricas, tem sido um método eficiente, embora nem sempre confiável, para interligar essas instalações de produção.

 

Rede mesh sem fio é uma solução com destaque para os problemas encontrados em redes de grandes áreas, pelo menos em teoria. Historicamente, a realidade de muitas implementações de rede de malha multihop é que elas sofrem de alta latência e baixo throughput. Especialmente quando o número de nós na rede aumenta. A quantidade de memória RAM na placa é um fator-chave para determinar o tamanho da rede mesh que pode ser dimensionada. Cada dispositivo possui uma espécie de mapa da rede de malha, às vezes referida como uma tabela de roteamento. Mais dispositivos na rede significam que mais relações entre os dispositivos precisam ser rastreadas e, portanto, a limitação de memória.

 

No entanto, ao longo da última década, a tecnologia de rede mesh continuou a amadurecer. Na verdade, pode ser uma surpresa que o IEEE tenha incorporado uma emenda de mesh sem fio (802.11s) em seu 802.11 - a.k.a. Wi-Fi - especificação wireless em 2012. Além disso, produtos como o roteador Wi-Fi do Google usam 802.11s para fornecer recursos de malha. Mais tarde, este ano, o desenvolvedor de plataformas integradas, o Particle.io, estará pronto para fornecer uma família de plataformas de desenvolvimento de rede mesh ao mercado.

 

Uma rede mesh normalmente é composta de três tipos de dispositivos:

  1. Endpoints: esses dispositivos enviam ou recebem dados de um repetidor. Eles não estão envolvidos no transporte de mensagens entre outros dispositivos na rede mesh. Máquinas e sensores são exemplos de pontos finais.
  2. Repetidores: Esses dispositivos se comunicam dinamicamente com vários endpoints, repetidores e gateways. Eles também podem ser terminais se tiverem sensores ou atuadores. Eles são responsáveis principalmente por mover os dados com eficiência pela rede mesh.
  3. Gateways: Gateways são dispositivos que servem como backhaul entre a rede mesh e redes externas da internet. O backhaul pode usar qualquer número de métodos de comunicação, incluindo Wi-Fi ou qualquer número de padrões de dados de celular.

 

Em implementações IoT sem rede mesh, nas quais dispositivos IoT exigem um retorno de chamada para um servidor da Web para passar dados entre dispositivos se a conexão de backhaul à Internet estiver inativa, nenhum dispositivo poderá falar um com o outro. Mas com uma rede mesh, os dispositivos podem continuar a operar sem a conectividade com a Internet. Isso ajuda a tornar as redes mesh uma opção mais segura e confiável para aplicativos que priorizam a disponibilidade de localização geográfica, como fábricas ou outras instalações industriais.

 

Artigo escrito originalmente por Michael Parks para Mouser Electronics: Wi-Fi Mesh and the Internet of Things.

 

Traduzido por Equipe Embarcados.

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