| name | industrial-wireless-5g |
| description | Concevoir des réseaux sans fil industriels incluant 5G privée, Wi-Fi 6E et WirelessHART. |
| version | 1.0.0 |
| author | EVA |
| license | Privée EVA St-Étienne |
| platforms | ["linux","macos","windows"] |
| metadata | {"EVA":{"tags":["5g-private","wi-fi-6e","wirelesshart","isa-100","5g-lan","tsn-wireless","industrial-wireless","private-network","iot-lpwan","lorawan","lte-m"],"related_skills":["industrial-networks-ot","industrial-network-design","sparkplug-b","industrial-edge"]}} |
Réseaux Sans Fil Industriels et 5G Privée
Vue d'ensemble
Cette compétence couvre les technologies sans fil modernes pour l'industrie :
- 5G privée (3GPP R16/R17) — Faible latence (uRLLC), slicing, MEC
- Wi-Fi 6E / 7 — Haute capacité, roaming rapide, 6 GHz
- WirelessHART / ISA-100 — Réseaux mesh capteurs process
- LPWAN — LoRaWAN, NB-IoT, LTE-M pour IoT longue distance
Quand l'utiliser
À utiliser lorsque l'utilisateur demande :
- De concevoir un réseau 5G privé pour AGV/AMR ou mobile panels
- De dimensionner un réseau Wi-Fi 6E pour une ligne de production
- De déployer WirelessHART pour des capteurs sans fil
- De configurer un MEC (Multi-access Edge Computing)
- De faire un audit de couverture RF industrielle
1. 5G Privée (3GPP R16/R17)
1.1 Architecture
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│ 5GC (5G Core) │
│ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ UPF (User │ │ AMF/SMF │ │ PCF/AUSF │ │
│ │ Plane Fn) │ │ Control │ │ Auth/POLICY │ │
│ └─────┬──────┘ └────────────┘ └──────────────┘ │
│ │ ┌────────────┐ │
│ │ │ MEC Edge │ │
│ │ │ (Applications) │ │
│ │ └────────────┘ │
└────────┼────────────────────┬─────────────────────┘
│ N3 interface │
┌────┴────┐ ┌────┴────┐
│ gNB │ │ gNB │
│ CU/DU │ │ CU/DU │
└────┬────┘ └────┬────┘
┌─────┼─────────────────────┼──────┐
│ ┌───┴───┐ ┌────┴────┐ │
│ │ AGV │ │ Mobile │ │
│ │ (UE) │ │ Panel │ │
│ └───────┘ └─────────┘ │
│ Factory Floor │
└──────────────────────────────────┘
1.2 Network Slicing
| Slice | URLLC | eMBB | mMTC |
|---|
| Application | Motion ctrl, safety | Vidéo, AR/VR | Capteurs, tracking |
| Latence | < 1 ms | 10-20 ms | 50-100 ms |
| Débit | 100 Mbps | 10 Gbps | 100 kbps |
| Densité | 10^5/km² | 10^4/km² | 10^6/km² |
| S-NSSAI (SST) | SST=2 (URLLC) | SST=1 (eMBB) | SST=3 (mIoT) |
1.3 5G-LAN (TSN over 5G)
La 5G peut étendre les réseaux TSN (Time-Sensitive Networking) au sans fil :
- IEEE 802.1AS (gPTP) synchronisation horaire < 1 µs
- IEEE 802.1Qbv (Time-Aware Shaper) au niveau 5G
- 5G TSN Translators (TT) pour pont TSN physique ↔ sans fil
- Stream Identification et QoS Flow granularité 5G
2. Wi-Fi 6E / 7 pour l'Industrie
| Caractéristique | Wi-Fi 6 (ax) | Wi-Fi 6E (ax) | Wi-Fi 7 (be) |
|---|
| Bande | 2.4/5 GHz | Ajout 6 GHz | 2.4/5/6 GHz |
| Canaux | 20/40/80 MHz | 160 MHz | 320 MHz |
| OFDMA | Oui | Oui | Oui |
| MU-MIMO | DL | DL+UL | DL+UL + Multi-RU |
| Roaming rapide (802.11r/k/v) | Oui | Oui | Oui + 802.11be EMLSR |
| Latence typique | 5-10 ms | 2-5 ms | < 1 ms |
3. WirelessHART / ISA-100
- Topologie mesh — Chaque appareil est routeur
- Channel Hopping — Sauts de fréquence (2.4 GHz, 16 canaux)
- TDMA — Time Division Multiple Access, slots garantis
- TSMP — Time Synchronized Mesh Protocol
- Coexistence — Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee
- Sécurité — AES-128, keys rotation, join key
4. Références
