Telecomunicacions en l’àmbit

de la Indústria 4.0

Dr. Pere Tuset-Peiró peretuset@uoc.edu

IoT Solutions World Congress

18 d’Octubre de 2018

De la màquina de vapor als sistemas ciber-físics

Què és un sistma ciber-físic?

Bits

Electrons

Photons Atoms

Exemples de sistemes ciber-físics

Reptes dels sistemes ciber-físics 1) Pas dels sistemes centralitzats als sistemes distribuits (Informàtica)

Reptes dels sistemes ciber-físics 2) Incorporació dels principis de modelatge de sistemes (Informàtica)

Reptes dels sistemes ciber-físics 3) Us de models i simulació pel disseny i el desplegament (Informàtica)

Reptes dels sistemes ciber-físics 4) Xarxes de comunicació determinista (Telecomunicacions)

Reptes dels sistemes ciber-físics 5) Protocols de comunicació estàndard (Telecomunicacions)

Telecomunicacions en l’àmbit de la Indústria 4.0 Xarxes de comunicació determinista

Tecnologies de comunicació (TSN)

• A standards-based Ethernet (IEEE 802) network for industrial

sense and control applications

– Time synchronization of multiple systems to 1us (IEEE 802.1AS)

– Traffic scheduling and frame preemption for determinism (IEEE 802.1Qbv)

– Path reservation for seamless redundancy (IEEE 802.1CB)

– Standard system configuration (IEEE 802.1Qcc)

• Next generation standards for wireless communications

with support for different application profiles:

– Enhanced Mobile Broadband (eMBB) • 1 Tb/km2 capacity, 1 ms latency

– Massive Machine Type Communications (MMTC) • 15 years battery life, 100 kbps bandwidth, 1 Mdevices/km2 density

– Ultra Reliable Low-Latency Communications (URLLC) • 99,999% reliability, 10 Gbps bandwidth, 1 ms latency

Tecnologies de comunicació (5G)

2018

2019

2019

2020

• A standards-based low-power wireless network that

performs like a wired network

– Determinism

– Manageability

– Ease of use

Tecnologies de comunicació (6TiSCH)

Determinism

• <1ppm packet loss

• <10ppm latency miss ratio

• <100uA average current

Manageability

• Flow isolation

• Scheduling

• Resource management

Ease of use

• Off-the-shelf hardware

• No installation

• No programming

Devices are time-synchronized

Communication follows a schedule

Schedule gives tunable trade-off between

• packets/second

• latency

• robustness

…and energy

consumption

Telecomunicacions en l’àmbit de la Indústria 4.0 Protocols de comunicació estàndard

Protocols de comunicació (CoAP)

• Standard (IETF RFC7252) application protocol for

constrained devices & lossy networks based on HTTP

– Uses a request-response & client-server model

– Can work over TCP or UDP

– Uses URIs to identify contents

Protocols de comunicació (MQTT)

• Standard (ISO 20922) telemetry protocol with a publish-

subscribe messaging communication pattern

– Works on top of TCP and it does not provide an information model

– MQTT-SN (Sensor Networks) developed for constrained devices

Protocols de comunicació (OPC/UA)

• Standard (IEC 62541) machine-to-machine protocol

specifically developed for industrial automation

– Multi-vendor support with focus on data collection and control

– Supports point-to-point or publish-subscribe communication models

– Support binary (efficient) or textual (transversal) representation

– Provides an information and security model

UOC.universitat

@UOCuniversidad

UOCuniversitat

Gràcies per la vostra atenció.

Preguntes?