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Rapid Roaming en la industria

Al utilizar redes inalámbricas en la industria, hay requerimientos que no son posibles de implementar con propiedad si se demanda una compatibilidad 100% total con el estándar IEEE 802.11. Estos requerimientos incluyen, por ejemplo, una conmutación extremadamente rápida cuando una estación pasa de una célula (o rango de influencia de un access point) a otra, lo que se denomina “Roaming” y esta necesidad se convierte en “Rapid Roaming” (RR).

Esta exigencia se encuentra con particular frecuencia en aplicaciones en las cuales una estación se desplaza a altas velocidades, como es el caso de carros robotizados y otros sistemas de control montados sobre equipamiento de transporte sin conductor, muy frecuentes en la minería moderna.

Si un sistema de control sobre transporte sin conductor se desplaza a 10 m/s y demanda sólo 500 ms para conmutar de una célula a otra, puede ocurrir que en un trayecto de 5 m esté sin acceso a ninguna célula, y, por ende, desconectado del sistema de control remoto, lo que indudablemente puede llevar a un malfuncionamiento de la tarea encomendada, incluso a un accidente.

Para garantizar un sistema eficiente de control en un carro de transporte robotizado a este nivel de velocidad, se requiere de una tecnología específica a esta necesidad, lo cual no implica que esté integrada a los estándares de comunicación clásicos. Esto mismo también aplica en las redes Profinet IO, cuando se las orienta al control de señales tiempo críticas y determinísticas, en forma ina-lámbrica. La estación controladora clausurará con un mensaje de error el comando a una estación si ésta no responde luego de tres intentos, lo que puede darse a causa de estar conmutando de célula; claramente esto no es admisible y se entiende la necesidad de la tecnología IWLAN RR (Industrial Wireless LAN Rapid Roaming).

Para integrar esta funcionalidad a la tecnología existente, debe prescindirse de estándares no actualizados ni específicos en pos de:

1. Proveer un grado extremo de seguridad en transmisión de señales, mucho mayor que el que se exige en transmisión de información.

2. Mantener la posibilidad de transmitir información estándar, aprovechando los chips existentes de todos los fabricantes actuales.


Rapid Roaming con estaciones móviles.


Industrial Wireless LAN RR

Esta tecnología es una extensión de la Wireless LAN Industrial, en un protocolo alternativo denominado iPCF (Industrial Point Coordinated Function) y cuyo procedimiento se basa en que un access point, mediante ciclos de polling muy cortos, asigna "ventanas" temporales de comunicación a sus clientes, logrando tiempos de respuesta estables, predecibles y donde el uso del ancho de banda es sumamente más eficiente que si se viese obligado a realizar el polling por diferentes canales; el precio es perder algunos servicios de comunicación que no son requeridos para estas aplicaciones.

Así, se puede proveer al usuario de comunicación inalámbrica real-time crítica cuando se requieren tiempos de transmisión del orden de 10 a 100 ms. Mediante chips de comunicación especiales (ERTEC, Enhanced Real Time Ethernet Controller) se logra garantizar además comunicación determinística y es ésta la tecnología que permite en forma apropiada transmitir sobre enlaces inalámbricos señales críticas en seguridad como marcha/paro, posicionamiento y sincronización de ejes.

Sin embargo, es importante recalcar la imposibilidad de realizar estas tareas en forma segura bajo los estándares comerciales 802.11 porque éstos prescinden de las funciones específicas que se requieren para garantizar la transmisión tiempo crítica, al estar orientados a la transmisión de información estándar.

Para satisfacer esto, existen equipos access points duales que permiten, por un lado, transmitir IWLAN estándar y por otra vía IWLAN RR, en una configuración denominada "shadow cell".


Rapid Roaming sobre cable coaxial.


Aplicaciones de Industrial Wireless LAN RR

En sistemas monorail, especialmente grúas, se utiliza cada vez más la plataforma Profinet IO en modalidad inalámbrica, dado que la incorporación de componentes con funcionalidad Rapid Roaming asegura un tráfico de datos cíclicamente seguro y determinístico, con tiempos de respuesta constantes, con lo que las exigencias típicas de estos equipos, como posicionamiento exacto, seguridad ante la activación de límites o de órdenes de marcha y stop y sincronización con otros equipos, se puede garantizar fehacientemente.

De esta manera, la tecnología wireless permite reemplazar los típicos sistemas para grúas y equipos en monorail, donde la información se transmitía a través de contactos deslizantes o cableados sometidos a flexiones exigentes que concluían prontamente con su vida útil.

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Vehículos autoguiados.

Industrial Wireless LAN RR se orienta especialmente a la solución de sistemas que se desplazan a altas velocidades y que se deben automatizar y controlar en forma remota. Esto sucede habitualmente en los sistemas robotizados y de traslado de mineral que hoy día se implementan sin conductor a bordo, y cuando éstos deben atravesar regiones extensas cubiertas por varios access points, debiendo conmutar de uno a otro en forma dinámica.

El determinismo con que la tecnología IWLAN RR maneja las tramas críticas de transmisión de señales permite que se reserve ancho de banda para la transmisión de otras tramas que si bien requieren sincronismo y determinismo no son tan críticas, como lo es el protocolo de voz sobre IP (VoIP), asignando apropiada y automáticamente la calidad de servicios que cada uno de éstos exige.

Por Andrés Gorenberg, Product
Manager Automatización A&D de Siemens Chile.
andres.gorenberg@siemens.cl
Abril 2006
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Comentarios acerca de este artículo
Ivan Segura SIPSA (26/02/2008)
Que diferencia presente este estandar industrial Rapid Roaming vs el 802.11r ( Fast Roaming)??
wendy no tengo (01/06/2006)
me gusta si pagina pero quiero que me ayuden con un problema que tengo quiero que me ayuden a seber como se hace un robot usando un carro control remoto y que el robot se utlize con el control y que traiga las cosas que le pido no memoria artificial sino que sea manejado por el control pero la verdad no se nada sobre eso y me gustaria hacer uno como experimento
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