ITALIA 4.0_2021

45 ITALIA 4.0 2021 macchinari non sono semplicemente progettati per generare dati dia- gnostici con la risoluzione, la velocità e la conformità agli standard aperti che caratterizzano i sistemi odierni. Sicurezza e di affidabilità della rete Le aziende che investono nel miglioramento della propria connetti- vità industriale stanno scoprendo sia i vantaggi in termini di sicurez- za che l’entità delle sfide per migliorare queste pratiche. L’Industrial Internet of Things (IIoT) rappresenta la massima priorità di investi- mento tecnologico per le aziende a bassa maturità. Nella maggior parte dei settori, i produttori hanno adottato un approccio misto alla connettività, combinando collegamenti cablati e wireless. La maggior parte delle aziende di media e alta maturità ha bisogno di investire prima nella connettività sia cablata (Industrial Ethernet) che wireless (5G). Il 5G promette di fornire una connettività diffu- sa e di generare un forte impatto sull’Internet of Everything. Molti produttori stanno abbracciando il 5G per migliorare l’affidabilità della loro rete e trarre vantaggio da nuovi e più sofisticati impie- ghi dell’IIoT (Industrial Internet of Thing). Poiché i leader aziendali e tecnologici lavorano fianco a fianco per definire le applicazioni emergenti più utili per la propria attività, molti dovranno cercare il supporto dei partner per definire la propria roadmap. Perché utilizzare Ethernet nelle applicazioni industriali? I sistemi industriali stanno adottando sempre più spesso la connet- tività Ethernet, per poter risolvere le principali sfide di comunica- zione dei produttori in ambito Industria 4.0 e smart factory. Le sfide comprendono sincronizzazione, integrazione dati, interoperabilità di sistema e connettività edge. La convergenza IT/OT permette il controllo e il monitoraggio di tutti i settori di una fabbrica attra- verso un’unica rete a banda passante elevata, sicura e continua, in grado di supportare tutte le comunicazioni ‘time critical’. Un siste- ma di calcolo scalabile e un’infrastruttura di comunicazione robu- sta significano linfa vitale per una fabbrica connessa. Le reti attuali devono convivere con carichi di traffico dati in continua crescita e problematiche di interoperabilità, queste ultime dovute all’uso di miriadi di protocolli che, per instradare il traffico dati all’interno di una fabbrica, richiedono gateway complessi e ad alto consumo ener- getico. L’Ethernet industriale in ambito aziendale risolve i problemi di interoperabilità tramite un’unica rete, fornendo prestazioni de- terministiche ottimali e ininterrotte fino agli estremi della rete. Sto- ricamente, c’è sempre stato un problema dovuto all’assenza di livel- li fisici (PHY) Ethernet progettati espressamente con la robustezza necessaria agli ambienti industriali. Per troppo tempo, i progettisti di dispositivi per comunicazione industriale hanno dovuto ricorrere a compromessi rivolgendosi a PHY Ethernet standard, di tipo con- sumer, sviluppati per il grande pubblico. Nell’era di Industria 4.0, dove il numero di edge node è in aumento e il determinismo è una caratteristica vitale per il raggiungimento dello status di fabbrica connessa, i PHY Ethernet più evoluti, di livello industriale rappresen- tano un fattore essenziale. Il livello fisico dell’Industrial Ethernet Un PHY Ethernet Industriale (o più semplicemente ‘fisico’ Ethernet) è un dispositivo transceiver che opera sul livello fisico, per ricevere e trasmettere i cosiddetti frame Ethernet basati sul modello di rete OSI. In questo modello, Ethernet ricopre il Livello 1 (livello fisico o physical layer) e parte del Livello 2 (livello di collegamento dati o data link layer) e ciò è definito dallo standard IEEE802.3. Il livello fisico specifica le topologie di rete, il tipo di segnali elettrici, la ve- locità e i mezzi fisici di comunicazione. Esso implementa la porzio- ne a livello fisico Ethernet degli standard 1000BASE-T (1000Mbps), 100BASE-TX (100 Mbps su rame) e 10BASE-T (10 Mb). Il data link layer specifica il modo in cui le comunicazioni debbano avvenire sui mezzi fisici, così come la struttura dei frame dei messaggi trasmessi e ricevuti. Semplificando, ciò definisce il modo in cui i bit escono dal filo elettrico e come vengono organizzati in maniera tale da riuscire a estrarre i dati dal flusso di bit. Per Ethernet ciò è definito ‘Media Access Control’ (MAC), solitamente integrato in un processore host o in uno switch Ethernet. Le soluzioni di spicco della nuova tecnologia PHY per Ethernet industriale comprendono i già citati Adin1100 e Adin1110, robusti e a basso consumo 10BASE_T1-L MAC PHY, l’A- din1200, da 10 Mbps/100 Mbps e l’Adin1300 con latenza consumo più ridotti sul mercato, adatto all’impiego in ambienti critici. ADI Chronous, soluzioni per Ethernet Industriale e (a destra) il PHY di livello fisico Adin1300, adatto a impieghi in ambienti critici.