工場IoTのためのワイアレスネットワーク動向
このカタログについて
| ドキュメント名 | 工場ワイヤレスネットワーク最新動向 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | ハンドブック |
| ファイルサイズ | 15Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | シスコシステムズ合同会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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工場ワイヤレスの最新動向
シスコシステムズ合同会社
エンタープライズネットワーキング事業
2021年 6月
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• 無線の統合化
• 無線LAN高速化
Agenda • 無線LAN安定化
• 位置情報活用
• センサー統合
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デジタル工場インフラ（有線/無線）技術の適用範囲
! 運 • 高帯域幅に対する可変型、導入が容易
" 用 Cellular 3G, 4G, 5G • モバイルSPに依存する変動月額コスト
# -
$ $
.
キャリアサービス型 • 長距離、低消費電力、低帯域幅
NB-IoT, LoRa • モバイルSPに依存する変動カバレッジと月額コスト
5GHz帯 • 長距離、低遅延、高信頼性ワイヤレスバックボーン
自営ワイヤレスMesh/バックボーン • 移動体（AGV等）への適用 ライセンス要、登録制 AGV
• 近距離、高帯域（Wi-Fi）、省電力、情報通信やセンサー活用
Wi-Fi/BLE/928MHz
• アンライセンスバンドのため信頼性確保が課題
初
内 期
製 投 • 制御/情報/動画通信統合可能、高帯域幅、長距離有線（Fiber / wired Ethernet）
資 • 安定運用/高セキュリティ 初期導入コスト大
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← 管理 →
← 費用 →
Local 5G?
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生産現場を支える統合ワイヤレスネットワーク
従来は目的毎に異なる物理ネットワークを導入 今後は、単一ネットワークに統合し、かつ、仮想ネット
ワーク化によりセキュリティを維持
36ch
無線工具
40ch
無線工具
ハンディ端末 ハンディ端末
OA利用
44ch AGV
OA利用 IOT
48ch
AGV
ひとつの堅牢なインフラに統合することで管理性向上とコストダウンを両立
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デジタル化技術活用を生み出す工場インフラ変革
現状の工場ネットワークインフラ 今後の工場ネットワークインフラ設計
用途別に物理ネットワークを敷設 １つの物理ネットワーク上に用途別にネットワーク仮想化
生産設備ネットワーク
保全通信ネットワーク
OAネットワーク
OAネットワーク
品質データネットワーク
稼働監視ネットワーク
品質データ回線
保全通信回線
生産指示ネットワーク
カメラ通信ネットワーク
Security
カメラ通信回線 生産指示回線
AGV
稼働監視回線
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Wi-Fi + PAN（近距離通信）のワイヤレスインフラ統合
WAN/Internet
有線／無線（CURWB）／5G(Local5G)
Cisco Catalyst/Merakiワイヤレス
2022年に123億デバイス
(Cisco VNI)
Wi-Fi/BLE/Zigbee/Wireless Hart/ISA100/サブギガ(928MHz帯)
低コスト／省電力通信
OA業務 タブレット ハンディ端末 カメラ AGV IOTセンサー タグ
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Cisco無線ネットワークソリューション全体像
END-ENDで障害可視化。
もうLANだけが悪いとは言
わせません！ 良いね！
DNA Center どこで働いているか！
ThousandEyes （＋DNA Spaces）
今のところどの
データセンター
拠点も快適です！
または、クラウド 無線環境の自動最適 ISE ネットワーク
化なら、お任せあれ！ 入口 どこからアクセスして
無線LANコントローラ きているか！
業界最高峰の
高性能AP C9130/C9120
有線／無線(Fluidmesh)アクセス
防爆エリアで
防水/防塵AP 防爆AP高耐久性のAPで の作業もネッ
本社／事務棟 工場内でのDXを トワーク活用
促進
Web会議だらけでトラフィック急増！ 防爆エリア工場／屋外
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4.9GHz帯 + 無線LANでフルワイヤレスネットワーク構築
4.9GHz帯
最大300Mbps
最長3～10km
無線LAN（2.4GHz/5.6GHz帯）
製品：AIR-AP1562D-Q-K9
IEEE802.11ac(Wi-Fi5)対応
最大1.3Gbps
最長50～100m
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CURWB(旧Fluidmesh) 拠点間長距離通信
Cisco Ultra Reliable Wireless Backhaul
• 4.9GHz帯を使った長距離無線通信 PONTE 50 (親機) PONTE 50 (子機)
• Point-to-PointやMesh/Mixedなど組
ワイヤレスリンク
み合わせは様々 LAN 2ポート LAN 1ポート
• 簡単な初期設定・導入
• 4.9GHzなので干渉も少なく安定性が 24 V PoECCTV インジェクター
高い カメラ
• MIMOが利用可能なので高速通信可
能
• 最大300Mbps ネットワークコア 電源(110~220 Vac)
• 距離や指向性に応じた多種多様な リモートロケーション
アンテナの取り揃え
• ビル間通信
• 離島間通信
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CURWB Moving(移動体通信）
• 移動体向けに高速ロスレスローミングを実現するFluidity MPLS
という独自技術
Fluidity Wireless Seamless Handoff • 350 Km/hで移動する物体でも300 Mbpsの通信を実現 Fluidity Coverage During Roams
• 0msのハンドオフタイム Infrastructure
Gateway (Fixed) Fluidity Vehicle
• Fluidmesh独自のゲートウェイが親機側(MPLS側)に必要 (Mobile)
OR
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5G, 屋外 Wi-Fi, CURWB の比較
CURWB Wi-Fi (屋外製品) Local 5G
主要用途 LAN 間接続 端末アクセス 端末アクセス
使用周波数帯 4.9 GHz 2.4 GHz, 5.6 GHz 4.6 GHz, 28 GHz
最大飛距離 (目安) 長 (10 km) 短 (100 m) 中 (1 km)
専用帯域か 専用 他用途と共用 他用途と共用
従事者免許 三陸特 不要 三陸特
局免許 要登録 不要 要免許
最大信号速度 866 Mbps*（日本では300Mbps） 1.3 Gbps 10 Gbps
最大 EIRP 5 W 200 mW 63 W**
ローミング所要時間 0 ミリ秒 (ロスレス) 約 300*** ミリ秒 Dual radio 時ほぼゼロ
通信遅延 平均 10 ミリ秒未満可 平均 10 数ミリ秒以上 1 ミリ秒未満 (URLLC)
DFS**** 不要 必要 不要
*各国の制度により実際に使用できる変調は異なります。
**基地局最大空中線電力 25 dBm, 空中線絶対利得 23 dBi https://www.soumu.go.jp/main_content/000627578.pdf
© 2021 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public ***鍵キャッシュ時 100 ミリ秒
****DFS: レーダー受信時に直ちにチャネルを明け渡す動作の実装義務。通信断につながる。
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• Wi-Fi 6
無線LAN高速化 • 高密度ソリューション（Dual
5GHz）
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第6世代の無線LAN – Wi-Fi 6の登場
111an/以g 降 2019〜 • 10年ぶりの大変革
MIMO • 多様な業務利用(有線の置
フリーWi-Fi普及 き換え！)
Wi-Fiが主役 Wi-Fi 6 • VRなどのリアルタイム通信
2013 １1ax • IOT
業務用ハンディ端末活用 • デジタルマーケティング
会議室等での簡易利用 Wi-Fi 5
2009 １1ac 9.6Gbps
第6世代Wi-Fi
Wi-Fi 4
2004
2003 １1n 3.5Gbps
高帯域、低遅延、高密度
1999 Wi-Fi 3 （5GHzのみ） IOT Ready
Wi-Fi 2 １1a
Wi-Fi 1 １1g 600Mbps（複数のアンテナによる安定、高速化（MIMO）が利用可能に）
© 2１021 bCisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public
54Mbps 54Mbps（5GHzが利用可能に）11Mbps
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Wi-Fi 6の世界
従来のWi-Fi通信方式 Wi-Fi 6 → OFDMAによる低遅延
遅延
リアルタイム通信
BSS-Coloringにより、周囲の野良 MU-MIMO
APとの干渉をある程度緩和 複数端末で同時通信を実現
© 2021 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public 多くの端末が快適にWi-Fi利用
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多数を端末を収容できる高性能AP + Dual5GHzソリューション
80クライアント接続時のAP性能検証 Dual 5GHzで収容数2倍！
Single 5GHz Dual 5GHz
36ch 36ch 64ch
遅いなぁ 快適！
Single 5GHｚの実験動画 Dual 5GHｚの実験動画
Dual 5GHzはレガシークライアントでも効果あり！
Source ： Miercomレポート Dual 5GHzをPoE+ x 1ポートで稼働できるのはCiscoのみ！
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• 干渉管理
無線LANの安定化技術 • 送信電力自動制御
• パケット自動キャプチャ
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Wi-Fiを安全かつ安定的に利用するには
セキュリティ対策 干渉対策
1ch 1ch
偽のAPでパスワー 今日の
ドゲット！ ご飯何？
WEP、秒で解読！ Wi-Fi!
電波の到達範囲 項⽬ 対策
おい！ 十分、 • WPA2/WPA3の採⽤
聞いてん 聞こえて セキュリティ • 認証サーバーの利⽤
のか？ るよ～
⼲渉対策 • 5GHz帯の積極活⽤• チャネル⾃動制御の活⽤
電波の到達範囲 • 双⽅向通信の確保• 送信電⼒⾃動制御の活⽤
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実際にあった電波障害対応事例
某コンビニエンスストアでの干渉状況モニタリング 展示会での（Interop 2014）での干渉源
電波品質スコア 多数のContinuous Transmitter電子レンジ 干渉源の影響をマッピング (恐らく各ブースで使われている
無線マイク)
色が濃いほど影響度が大きい
しきい値 無線LANサービス
完全停止！
Jammer
(電波妨害装置)
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干渉源の検知率
干渉源を正確に検知できるかどうか？
他社A 他社B
シスコ独自の 97
RF ASIC で検知 100 干渉源の 干渉源の
干渉源 干渉源の検知可否
特定 検知可否
検知可否
特定 特定
63 90 ビデオカメラ ✔
(2.4GHz)
20
35 ビデオカメラ ✔
(5GHz)
✔
• 電子レンジ19種類の干渉デバイスを高精度に検知 ✔
• 干渉デバイスの影響度（重大度）を数値化！ コードレスフォン ✔
妨害電波装置 ✔
Source ： Miercomレポート
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電波の自動最適化機能
DCA TPC CHDM
(APの追加時など) 隣接APで パワー調整が無いと不必要に AP障害時には隣接APが検出
同じチャネルによる干渉が発生 セルが広がる
最適なチャネルを割り当てることで 隣接APが出力を上げて
干渉を減少 出力を下げてセルとスループットを最適化 カバレッジホールを軽減
• カバレッジホール内のクライアントを検
• 各APのチャネルを動的に決定 • TPCはAP間のパス・ロス (減衰度) を 知
• DCA cost に基づいて“air quality” を ベースに動作 • 端末への送信状況からカバレッジを判
判定し最適なチャネルを決定 • TPC ではAPの出力を下げて最適化 断し出力を上げて最適化
DCA: Dynamic Channel Assignment
© 2021 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Public TPC: Transmit Power Control
CHDM: Coverage Hole Detection and Mitigation