Поводом для статьи стали посты в тг-каналах для производственников — менеджеры ищут замену или просто резервную связь в дополнение к промышленному Wi-Fi в условиях, когда отключают Wi-Fi (по требованиям безопасности). Все уже привыкли к отключению мобильного интернета при тревожных sms-ках от МЧС (привет компонентам АСУТП на GSM-модемах даже в частных сетях Private LTE), но теперь по той же причине на предприятиях отключают и сети Wi-Fi. Соответственно, в таком случае останавливаются все более- менее автоматизированные участки производства. 

Введение

В этой статье сделана попытка взглянуть на проблему шире — не только сказать о российских микроволновых технологиях как резервном канале связи для промышленных установок при отключениях Wi-Fi и GSM-канала, но и оценить их на устойчивость к влиянию таких «естественных» для производственных площадок факторов, как сильные электромагнитные помехи от сварки, электромоторов и другого оборудования. 

Сегодня многие промышленные предприятия используют беспроводные сети Wi-Fi в диапазонах 2.4 или чаще 5–6 ГГц, в том числе существуют промышленные решения-шлюзы, которые «эмулируют» шину PROFIBUS по радиоканалу. Это беспроводные мосты (Wireless Bridge), которые переводят сегмент PROFIBUS в Wi-Fi. Siemens, HMS Anybus, Phoenix Contact выпускают решения «PROFIBUS over Wireless».

Другим примером могут служить решения класса Industrial Wireless LAN (WLAN) IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) от Siemens или аналоги от других, в том числе китайских производителей. Такие системы удобны и доступны по стоимости, они хорошо интегрируются с АСУТП, технологическими установками и оборудованием автоматизации. Однако с точки зрения информационной безопасности у этого подхода есть уязвимости, связанные с физическими свойствами диапазона.

Стоит отметить, что промышленный Wi-Fi в диапазоне 5–6 ГГц имеет несколько преимуществ по сравнению с аналогичным оборудованием в более распространенном диапазоне 2,4 ГГц. Маломощные телекоммуникации, такие как Bluetooth, Zigbee, беспроводные телефоны, RFID и NFC чаще всего используют диапазон Wi-Fi 2.4 ГГц, усугубляя проблему интерференции сигналов.

  • Во-первых, Wi-Fi в диапазоне 5–6 ГГц обеспечивает значительно более высокую пропускную способность и поддерживает современные стандарты (Wi-Fi 5/6/6E), что критично для промышленной передачи данных.

  • Во-вторых, в этом диапазоне доступно больше каналов и они шире, что уменьшает вероятность взаимных помех. 

  • В-третьих, в 5–6 ГГц меньше бытовых устройств (Bluetooth, умные гаджеты и т.д.), создающих взаимные помехи, поэтому связь стабильнее. 

Тем не менее, как в диапазоне 2.4 ГГц, так и 5-6 ГГц, сигналы Wi-Fi относительно легко проходят сквозь стены, окна и перекрытия, что приводит к их распространению за пределы территории предприятия. А это уже службами безопасности предприятий может рассматриваться как недопустимая угроза. Ведь доступ к беспроводной сети может быть получен не только внутри цеха или склада, но и извне — из соседних помещений или даже с близлежащей парковки. 

При этом защита таких систем промышленного Wi-Fi чаще всего полагается на пароли доступа. Если пароль слабый и м.б. подобран с помощью метода перебора (brute force), злоумышленник получает доступ к сети. Это принципиальная точка уязвимости Wi-Fi, и она для таких систем более критична в отличие от современных методов шифрования WPA2-Enterprise (с шифрованием AES-CCMP) для протоколов передачи данных IEEE 802.11n или 802.11ax, где раскрытие данных значительно сложнее, чем подбор пароля.

На этом фоне актуальность приобретают технологии связи в миллиметровом диапазоне (mmWave), которые благодаря своей физике распространения сигналов существенно ограничивают возможность несанкционированного доступа извне пределов предприятия. Также mmWave не используется в спецприменениях ввиду относительно малого радиуса действия (например до 300-400 м у лучших устройств в диапазоне 60 ГГц, а чаще это 100-150м). 

Если пройтись по терминам, то технологии связи в миллиметровом диапазоне (mmWave) используют частоты выше 30 ГГц, при этом особый интерес для промышленных и корпоративных систем представляют диапазоны 60 ГГц, 71–86 ГГц, 94 ГГц и выше. В гражданской сфере это высокоскоростные беспроводные каналы для корпоративных кампусов, внутри промышленных предприятий, у интернет-провайдеров и операторов связи. 

Диаграмма общего электромагнитного спектра (источник: NASA)
Диаграмма общего электромагнитного спектра (источник: NASA)

В отличие от Wi-Fi, связь в миллиметровом диапазоне (работает исключительно при условии прямой видимости (LOS) между точками размещения оборудования. Любые препятствия, даже такие как оконные стекла ослабляют сигнал mmWave до близкого к нулю уровня. Эта особенность mmWave коммуникаций является весомым плюсом с точки зрения повышения информационной безопасности (ИБ) и физической защиты периметра предприятия от несанкционированного доступа к данным в беспроводных коммуникациях. Например, если mmWave связь используется внутри здания цеха, то снаружи ее никак не детектировать.

Влияние помех от сварки на производительность промышленных Wi-Fi сетей: результаты исследования NIST

Исследовательская группа NIST (Национальный институт стандартов США) представила данные о влиянии электромагнитных помех от TIG-сварки на работу промышленных Wi-Fi (IEEE 802.11). Работы были опубликованы в докладе «On the Impact of TIG Welding Interference on Industrial Wi-Fi Networks» (ICPS 2024) и в техническом отчете NIST IR 8563 (2025) NISTNIST Публикации.

На фото: Сварочная станция и измерительная антенна 2,4 ГГц в лаборатории NIST
На фото: Сварочная станция и измерительная антенна 2,4 ГГц в лаборатории NIST

TIG (Tungsten Inert Gas) сварка, известная в РФ как аргоновая сварка — это метод электродуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа (обычно аргона). В отличие от более распространенных технологий (например, сварки черных металлов с плавящимся электродом), TIG обеспечивает более высокое качество и точность шва, возможность сваривать тонкие металлы и цветные сплавы. Однако такой процесс сопровождается генерацией интенсивных электромагнитных импульсов, которые становятся источником широкополосных радиопомех. Именно поэтому TIG-сварка была исследована как пример характерного и наиболее сильного возбудителя электромагнитных помех для промышленного Wi‑Fi.

  • Экспериментальные измерения проводились в лаборатории NIST, где сигнал от TIG-сварочного оборудования записывался в диапазоне ~2,4 ГГц — типичном для IEEE 802.11.

  • Полученные данные были описаны математической моделью — разделенная цепь Маркова, которая адекватно отражает временные характеристики и вероятности переходов сварочного сигнала.

  • Модель взаимодействия сварки с Wi-Fi сетью была синтезирована с помощью модели Bianchi для IEEE 802.11, что позволило аналитически предсказать падение пропускной способности сети под воздействием помех.

Ключевые результаты исследования в NIST:

  • Помеха от аргоновой сварки и характеризуется особенно интенсивными импульсами, которые активно захватывают радиоканал и блокируют передачу Wi-Fi пакетов.

  • В результате возникает значительное повышение задержки, уменьшение пропускной способности соединения и рост вероятности потери пакетов.

Выводы: Установки аргоновой сварки (и, вероятно, любой электродуговой сварки) являются мощным источником широкополосных помех, которые могут значительно ухудшать работу Wi-Fi сетей в промышленных условиях. Особенности протокола 802.11 (CSMA/CA) делают такие сети особенно уязвимыми: клиентские терминалы и базовые станции вынуждены ждать освобождения канала или повторно передавать пакеты, что снижает общую эффективность связи.

Примеры из практики: помеха от сварочной дуги может полностью прерывать связь — пользователи американского форума по темам машиностроения подтверждают: «Это все TIG машина… Wi-Fi просто умирал, когда запускалась дуга».
Источник: Practical Machinist.

Электроприводы, моторы и индукционные нагреватели как источники помех для Wi-Fi в промышленной среде

В условиях промышленного производства электроприводы, мощные моторы и индукционные нагреватели нередко становятся источниками интенсивных электромагнитных помех (EMI). Такие устройства генерируют широкополосные импульсы и устойчивые электромагнитные поля, которые проникают в радиочастотный спектр в широком диапазоне, включая используемый сетями Wi-Fi.

Особая уязвимость проявляется на фоне архитектуры промышленных цехов: металлические поверхности — будь то каркасы станков, балки или трубы — не просто отражают и распространяют эти помехи, но и создают зоны многолучевого распространения. В таких условиях полезный Wi-Fi-сигнал начинает конкурировать с множественными помехами, что часто приводит к ухудшению качества связи, задержкам и ошибкам при передаче данных.

  • Особенности протокола CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), применяемого в стандартах Wi-Fi (IEEE 802.11), усиливают негативное воздействие промышленных помех. В нормальных условиях протокол обеспечивает согласованное разделение эфира: перед передачей устройство «прослушивает» канал и ждет, пока он освободится. Однако в промышленной среде с сильными электромагнитными помехами алгоритм начинает ошибочно интерпретировать помехи как «занятый канал».

    В результате станции либо излишне долго ждут, либо многократно ретранслируют один и тот же пакет, что резко снижает фактическую пропускную способность и увеличивает задержки. Более того, при высокой интенсивности импульсных помех вероятность успешной передачи пакетов падает, и сеть зависает, т.е. может переходить в режим постоянных повторов. Таким образом, сама логика CSMA/CA, защищающая Wi-Fi от коллизий в нормальных условиях, в условиях промышленного EMI превращается в фактор, усиливающий деградацию связи.

Авторитетные исследования EMI подчеркивают проблему:

  1. В статье "The Impact of EMI on Wi-Fi" описаны общие симптомы радиопомех: прерывания соединения, снижение скорости и нестабильность связи, вызванные, в том числе, промышленными источниками EMI (electronicdesign.com). 

  2. В базовой статье на Википедии о принципах электромагнитной совместимости (EMC) отмечается, что искрящие и индуктивные нагрузки — такие как моторы, трансформаторы и нагреватели — являются мощными источниками помех, особенно при токе выше 2 А (источник: Википедия).

Учитывая это, следует учитывать, что промышленные помехи являются не просто фоновым шумом, а реальной угрозой стабильности Wi-Fi-сети. 

Выводы: промышленные помехи представляют реальную, часто недооцененную угрозу для Wi-Fi-сетей. Это особенно актуально в контексте крупных цехов, металлургических и портовых объектов. Для обеспечения устойчивой и безопасной коммуникации необходимо учитывать эти факторы при проектировании сетей, включая выбор диапазона, планирование RF и использование дополнительных защитных технологий (экранирование, резервирование, альтернативные каналы и т.п.).

Аргументы в пользу устойчивости mmWave к промышленным помехам и несанкционированному доступу

 Диаграмма используемых частей миллиметровых волн на общей линейке частот
Диаграмма используемых частей миллиметровых волн на общей линейке частот

Существует распространенное мнение, что каналы связи mmWave «физически значительно защищены» от несанкционированного доступа и промышленных помех. Аргументы по этой точке зрения строятся на узкой направленности диаграммы антенн и относительно невысокой дальности распространения сигнала.

  • Узконаправленные антенны и «лучевой» характер связи.
    На mmWave-частотах используются компактные антенны с высоким коэффициентом направленности. Сигнал формируется в виде узкого луча, ширина которого, как правило, не более чем 0,5° с минимальными боковыми лепестками (например антенны российского производства ДОК). Это означает, что подключиться к каналу «со стороны» крайне сложно.

  • Ограниченная дальность распространения.
    Сильное затухание в атмосфере и высокая поглощаемость сигналов на частоте около 60 Ггц препятствуют распространению радиоволн за пределы прямой видимости. Даже незначительные преграды — стекло, кроны деревьев — существенно снижают уровень сигнала. Поэтому возможность несанкционированного приема за пределами территории предприятия крайне мала.

  • Линейно-лучевой характер распространения сигнала.
    В отличие от Wi-Fi и систем в диапазонах от 2.4 до 6 ГГц, где сигнал легко проходит сквозь стены и может быть доступен снаружи предприятия, в миллиметровом диапазоне сигнал блокируется стенами и даже окнами. Это естественным образом ограничивает возможность несанкционированного доступа к беспроводным данным извне цехов и других строений на территории предприятия.

Исследование «Empirical Performance Evaluation of 5G Millimeter-Wave for Industrial Use Cases» (2025)

Авторы провели серию полевых испытаний 5G mmWave-связи в действующей промышленной зоне на территории исследовательского центра Fraunhofer IPT в Ахене, Германия. Целью было оценить реальные характеристики каналов мм-волновой связи в условиях производственного цеха с большим количеством металлических поверхностей, отражений и потенциальных помех. Это свежее исследование интересно тем, что проведено в действующем цеху, а не в лабораторных условиях.

Использованные частоты:

  • 26 ГГц (FR2, нижний миллиметровый диапазон, актуальный для европейских 5G-развертываний).

  • 28 ГГц (часто применяемый в международных тестах диапазон для 5G mmWave).

Ключевые результаты:

  • Связь на mmWave частотах 26–28 ГГц показала высокую пропускную способность и стабильность при сценариях LOS (прямая видимость) и даже при NLOS (отраженные лучи).

  • Несмотря на сложные условия (тесное расположение металлических конструкций, станки, оборудование), задержка оставалась низкой, а показатели пропускной способности соответствовали теоретическим ожиданиям.

  • Авторы отметили, что промышленные помехи не оказали существенного влияния на работу mmWave-каналов. Ограничивающим фактором оказались не индустриальные EMI-источники, а геометрия помещений и условия многолучевости.

  • Испытания подтвердили практическую применимость mmWave для широкополосной промышленной связи, включая сценарии управления оборудованием и передачи данных АСУТП в условиях реального производства.

Схема цеха и фото с отмеченными местами расположения тестового устройства в прямой и непрямой видимости с mmWave терминалами, где.символ "x" обозначает положение микроволнового терминала в разных местах.
Схема цеха и фото с отмеченными местами расположения тестового устройства в прямой и непрямой видимости с mmWave терминалами, где.символ "x" обозначает положение микроволнового терминала в разных местах.

Выводы: кейс в Германии продемонстрировал, что 5G mmWave на частотах 26–28 ГГц устойчивы к индустриальным помехам и способны обеспечивать надежную и высокоскоростную связь в производственных зонах. Это делает технологию перспективной для внедрения в цифровые фабрики, промышленные IoT-сети и системы «умного производства». 

Для общей канвы данной статьи стоит отметить что частоты 26-28 ГГц являются нижней границей миллиметровых волн, где еще прослеживаются возможности связи вне линии прямой видимости, хотя бы и за счет переотражения сигналов. Для более высоких частот, начиная с 60 ГГц, возможность использования переотражений сигнала для организации беспроводной сети исчезает. 

Далее рассмотрим исследование по помехозащищенности связи для ультравысоких частот >100 ГГц, где коммерческое оборудование связи пока находится в виде опытных образцов. 

Исследование “Устойчивость к помехам и интерференции в диапазонах выше 100 ГГц” (2019)

В работе “A Study of Interference Distributions in Millimeter Wave Cellular Networks” представлен обзор современного состояния и вызовов технологий беспроводной связи и радиолокационных сенсоров в диапазонах выше 100 ГГц, включая D-диапазон (110–170 ГГц) и суб-терагерцовые частоты (252–322 ГГц, стандарт IEEE 802.15.3d). 

В настоящее время (на 2025 г.) коммерческие системы связи доступны для 120 ГГц только как опытные образцы, а на более высоких частотах пока только исследуются.
К слову российская компания ДОК выпускает исследовательское оборудование на частоты до 400 ГГц.

Авторы из Университета Нью-Йорка подчеркивают, что переход к субтерагерцовым частотам открывает новые возможности для сверхскоростной беспроводной передачи данных (сотни Гбит/с), интеграции функций связи и радиолокации в одном устройстве (Joint Communication and Sensing, JC&S) и повышения уровня информационной безопасности каналов связи.

Зависимость коэффициента атмосферного поглощения от частоты, пики поглощения приходятся на 60, 120, 183 и 325 ГГц
Зависимость коэффициента атмосферного поглощения от частоты, пики поглощения приходятся на 60, 120, 183 и 325 ГГц

В диапазонах 60–350 ГГц проявляется сильное атмосферное поглощение, вызванное в первую очередь кислородом (пики около 60 и 120 ГГц) и водяным паром (183 и 325 ГГц). Сигнал быстро затухает на больших расстояниях и при попадании на препятствия, что ограничивает дальность связи. В промышленной среде каналы связи на частоты с затуханием 120 и 183 ГГц будут иметь преимущество: такие каналы связи становятся естественно защищенными от постороннего вмешательства и перехвата.

Влияние интерференции а частотах выше 100 ГГц:

  • В отличие от диапазона 26-28 ГГц, где работа сети ограничивается в первую очередь интерференцией от соседних устройств, системы на частотах выше 100 ГГц функционируют в noise-limited режиме. Это означает, что качество связи определяется собственными шумами приемника и атмосферными потерями, а не внешними промышленными помехами. Таким образом, такие системы обладают высокой устойчивостью к ЭМИ от электроприводов, сварочного оборудования или двигателей.

Перспективы частотах выше 100 ГГц для связи в промышленности:

Благодаря высокой направленности антенн и ограниченной дальности, системы связи в диапазоне 100–350 ГГц будут обеспечивают:

  • естественную помехозащищенность,

  • естественную защиту от несанкционированного перехвата (очень высокие частоты, отсутствие оборудования для перехвата на гражданском рынке),

  • возможность совмещать функции связи и радар-сенсора в одной системе.

Это делает частоты выше 100 ГГц перспективным инструментом для цифровых фабрик, транспорта и объектов критической инфраструктуры.

Далее рассмотрим исследование, проведенное в России для популярного диапазона 71-86 ГГц по оценке помехозащищенности беспроводных систем связи от сильных электромагнитных помех.

Кейс: российские испытания мм-волновой связи 60 ГГц для замены промышленного Wi-Fi на металлургическом производстве

Для этого раздела использован материал из CNews. В металлургических цехах распространена практика использовать беспроводные каналы для связи с подвижными объектами, например мостовыми кранами. Такой канал необходим для передачи телеметрии и управления, поскольку использование кабельных соединений технически затруднено. На одном из предприятии (название защищено NDA) связь была реализована на Wi-Fi в диапазоне 5 ГГц. Однако возникла проблема: из-за требований безопасности беспроводные сети Wi-Fi приходилось периодически отключать, и оборудование оказывалось фактически неработоспособным.

Завод рассматривал различные варианты замены, и оказалось, что диапазон 60 ГГц идеально подходит для таких применений. Особенность миллиметровых волн — высокая направленность и плохая проникающая способность — здесь играет на руку: сигнал не выходит за пределы цеха, а значит, повышается информационная безопасность и исключается возможность вмешательства извне.

Тем не менее, для интеграции с промышленной автоматикой оказалось, что подходит не любое оборудование 60 ГГц. Причина в том, что большинство решений работает на уровне IP-протоколов, тогда как промышленная сеть на заводе использует PROFIBUS. Проблема совместимости здесь принципиальна: транспортная среда может быть одинаковой (медь, оптика, радио), но на уровне логики PROFIBUS и IP — это разные протоколы. Как только в системе появляется маршрутизатор или устройство уровня L3, которое оперирует пакетами, возникает несовместимость.

Одним из рассматриваемых и успешно протестированных решений стало применение микроволнового радиомоста Мобибридж. Это полнодуплексное оборудование работает в диапазоне 60 ГГц на уровне L1 (физического уровня) и является полностью прозрачной транспортной средой. Для устройств PROFIBUS или Ethernet Мобибридж выглядит как обычный кабель: сигнал  передается по радиоканалу вместо того, чтобы проходить по меди или оптике.

Ключевое преимущество заключается в том, что в Мобибридж нет собственного протокола и маршрутизации, а значит, отсутствуют несовместимости на логическом уровне. Это по сути аналог SFP-модуля, только вместо оптоволоконного кабеля используется радиоканал на частоте 60 ГГц. Такой подход позволяет реализовать прозрачное соединение и seamlessly встроить беспроводной участок в существующую архитектуру PROFIBUS без изменений в настройках сети или контроллеров.

Фактически, Мобибридж переводит сегмент PROFIBUS или Ethernet в радиорелейный канал, что открывает возможность гибко интегрировать беспроводные соединения в существующую инфраструктуру. Помимо PROFIBUS, Мобибридж может использоваться для любых промышленных шин данных, включая EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, CAN/CANopen, FOUNDATION Fieldbus, а также специализированных протоколов в транспорте и АСУТП. 

Таким образом, переход на технологию Мобибридж 60 ГГц позволяет обеспечить бесперебойную работу крана в условиях повышенных требований к информационной безопасности. Опыт показал, что миллиметровые радиоканалы, выполненные в формате «прозрачного кабеля», могут быть оптимальным решением для промышленных объектов, где требуется сочетание надежности и совместимости с промышленными шинами данных.

Дополнительный плюс диапазона 60 ГГц — он полностью безлицензионный, не требует регистрации линий связи в Роскомнадзоре (Решение ГКРЧ РФ № 17-40-03). 

Кейс: российские испытание влияния контактной сети ж/д и электромоторов локомотивов на миллиметровые коммуникации (71–86 ГГц)

Испытания малогабаритных радиорелейных станций РРС-10G, работающих в диапазоне 71–76 и 81–86 ГГц, проводились совместно компанией ДОК и АО РЖД на участке “Нижние Котлы – Коломенское” Московской железной дороги.

Диаграмма испытаний цепочки радиомостов PPC-10G-Rail c антеннами 30 см на опорах контактной сети
Диаграмма испытаний цепочки радиомостов PPC-10G-Rail c антеннами 30 см на опорах контактной сети
  • Оборудование размещалось на опорах контактной сети с обеспечением прямой видимости между антеннами, что позволило оценить устойчивость радиоканала в условиях реального движения поездов и работы тяговой инфраструктуры.

  • Одним из ключевых параметров исследования было определение влияния электромагнитных полей контактной сети и электромоторов локомотивов на вероятность ошибки на бит (BER). В процессе испытаний проводилась параллельная регистрация тяговых и обратных токов, что дало возможность сопоставить их динамику с качеством передачи данных.

Результаты показали, что даже вблизи токонесущих элементов контактной сети и при прохождении подвижного состава показатель BER стабильно оставался в пределах допустимых значений (≤1×10⁻⁶). Более того, при отдельных замерах BER достигал значений порядка 10⁻⁷ – 10⁻¹⁰, что соответствует уровню магистральных оптических каналов. 

Пример уровня  сигнала на входе приемника (RSL -dBm), от точки 2 до точки 3 в течение 1 часа
Пример уровня  сигнала на входе приемника (RSL -dBm), от точки 2 до точки 3 в течение 1 часа
Фото мм-волновой станции на опоре контактной сети в точке “База №4”
Фото мм-волновой станции на опоре контактной сети в точке “База №4”

Наиболее заметные ухудшения качества канала наблюдались не из-за индустриальных помех, а при попадании состава непосредственно в зону распространения радиолуча, что вызывало кратковременное снижение пропускной способности с 10 до 7–8 Гбит/с за счет увеличения ошибок и перехода системы на более защищенные режимы кодирования.

График пропускной способности при экранировании сигнала поездом (от 10 Гбит/c до 7 Гбит/c).
График пропускной способности при экранировании сигнала поездом (от 10 Гбит/c до 7 Гбит/c).

Таким образом, анализ испытаний показал, что влияние промышленных электромагнитных помех от контактной сети и локомотивов на миллиметровые радиоканалы в диапазоне 71–86 ГГц практически не проявляется. 

Главным ограничивающим фактором остаются эффекты экранирования сигнала физическими объектами (поездами), а не индустриальные помехи. Эти результаты подтверждают целесообразность применения миллиметровых радиорелейных систем на железнодорожном транспорте для организации высокоскоростных магистральных и резервных каналов связи.

Заключение: зарубежные исследования и тесты компании ДОК доказывают помехоустойчивость миллиметровых систем связи в промышленности

Накоплен большой опыт эксплуатации мм-волновых систем связи различными российскими и зарубежными организациями в сложных промышленных условиях — на железных дорогах, в морских портах, аэропортах, машиностроительных и металлургических цехах, на объектах с подъемно-транспортным и электроплавильным оборудованием. Этот опыт позволяет объективно сравнивать различные технологии передачи данных по уровню устойчивости к помехам и уровню информационной безопасности.

Отдельно можно отметить, что конкурирующая технология в лице атмосферных оптических линий связи (АОЛС, free-space optics) изначально кажутся привлекательной: узкий луч лазера как ив случае радиоканала на субтерагерцовых часотах обеспечивает высокий уровень конфиденциальности, а скорость передачи сопоставима с волоконно-оптическими системами. Однако в реальной промышленной среде у таких решений есть существенные ограничения. Дальность линий атмосферной оптики относительно невелика (обычно 500м, и не более 1 км), а при неблагоприятных условиях (туман, задымление, запыленность) связь практически полностью пропадает. Кроме того, для подвижных объектов, таких как промышленные роботизированные системы, мостовые краны, для АОЛС требуется сложная механическая система наведения и слежения, что значительно увеличивает стоимость эксплуатации и снижает надежность системы.

Мм-волновые радиоканалы лишены этих недостатков. Современные системы используют фазированные антенные решетки с электронным управлением лучом, что позволяет обходиться без сложной механики. Узконаправленные антенны ограниченно подходят для подвижных объектов, но при низких скоростях и предсказуемых траекториях (краны, погрузчики, портальные механизмы, промышленные роботы) они показывают стабильную работу. Практика эксплуатации в промышленных условиях подтверждает: такие системы надежно функционируют в пределах рабочих зон.

В отличие от Wi-Fi, миллиметроволновые системы связи работают в спектре, где уровень промышленных помех минимален. Они не мешают соседнему оборудованию и сами практически не страдают от индустриальных источников помех. Нарушить такой канал можно лишь физически — перекрыв прямую видимость между передатчиком и приемником, что учитывается при проектировании сети.

Экономический аспект также важен для информационной безопасности. Оборудование Wi-Fi в диапазоне 5–6 ГГц массово доступно на рынке и стоит недорого, в том числе на маркетплейсах. Напротив, системы связи в миллиметровом диапазоне поставляются только в секторе B2B и обычно дороже в 10 и более раз. Сигнал на мм-волнах очень сложно распознать, ведя поиск по боковым лепесткам антенн. Это создает естественный барьер для злоумышленников, которые могли бы попытаться перехватить сигнал.

Для наружных линий связи на 60 ГГц, 71-86 ГГц, 94 ГГц и выше дополнительным преимуществом является сама физика распространения. Узкая диаграмма направленности антенн и сильное поглощение сигналов препятствиями делают крайне затруднительным обнаружение и несанкционированный перехват трафика. Даже при обеспечении связи на дистанции в несколько километров несанкционированно попасть в «пятно засветки» (речь о десятках метров в диаметре) без крайне дорого специализированного оборудования очень сложно. 

Хотя любой радиосигнал можно перехватить или подавить при неограниченном финансовом бюджете на такую задачу, с точки зрения соотношения «стоимость перехвата/ценность данных» мм‑волновые коммуникации являются вне конкуренции на данном этапе развития коммуникационных технологий. При этом есть огромный технологический задел впереди — для передачи наиболее ценных данных можно уходить в еще более высокие и технологически менее доступные частоты, 120-140 ГГц, 180 ГГц и выше.

Комментарии (13)


  1. gaussssss
    09.09.2025 07:33

    Я бы вот в жизни не подумал что можно полагаться на вайфай в работе станка. Это стационарная штука, которая обычно привязана к куче проводных коммуникаций, и даже банально передвинуть ее сложная задача и тут мы экономим один провод и соединяем по wifi?


    1. ihc988
      09.09.2025 07:33

      Вся АСУТП под ПЛК контроллеры типа Siemens часто полагается на их промышленный Wi-Fi при соединении между подвижными платформами. By design как говорится.


    1. Saminsky
      09.09.2025 07:33

      Мы видим запросы, связанные с подвижными объектами типа кранов. Запросы есть из цехов и из портов. Также есть запросы, связанные с внутрискладскими роботизированными системами. В больших предприятиях иногда есть «пробросы» через крупные цеха и между зданиями. В ряде случаев Wi-Fi был значительно дешевле и быстрее в построении, чем кабельная система. После того как «ножками» походишь по реальным кузнечным или литейным цехам, поймешь, что проложить надежный кабель — далеко не тривиальная задача.


      1. gaussssss
        09.09.2025 07:33

        В ряде случаев Wi-Fi был значительно дешевле и быстрее в построении, чем кабельная система

        Ну так речь о надёжности)

        Насчёт сложности прокладки кабелей - остальные коммуникации прокладывают же как-то? Электричество, воду, воздух, кому там чо надо. Да, это не просто витуху по полу кинуть, скорее всего она будет в "броне" и под полом. Я понимаю желание сделать проще и дешевле, но разве простой станка не влетит в сильно большую копеечку?


        1. kma21
          09.09.2025 07:33

          В таких ситуациях никто не говорит о невозможности. Все говорят о стоимости и времени (что по-сути тоже выливается в стоимость).
          Если очень сильно захотеть, можно цех снести, кабель проложить куда надо и заново построить цех.
          Я утрирую, но все знают, что когда людям надо, люди делают. И египетские пирамиды, и суецкий канал, и космические челноки, и нейронки, простихоспаде.

          Теперь не будут полагаться на wifi, будут придумывать новые решения. Это будет сильно дороже, но потом, возможно, станет дешевле.


  1. vazir
    09.09.2025 07:33

    Как насчет атмосферных помех - сильный дождь, снег, налипание на оборудование, etc, etc...


    1. ihc988
      09.09.2025 07:33

      Судя по тексту, речь шла о коммуникациях внутри цеха. Снег кстати радиопрозрачен когда летит, - это удивительно но факт.


      1. vazir
        09.09.2025 07:33

        Ну, там только в заголовке о внутри цеха речь шла, а дальше... намешано, да еще и намешано о направленных антеннах, что не будет работать при подвижном приемнике с углом пол-градуса. Для этого нужно mimo со сложной математикой и сложением аплитуд... И снег только очень условно радиопрозрачен. Так то я немало мостов на расстояния в районе 100км и даже больше на 2.4 и 5ггц делал - погода очень сильно влияет, вплоть до полного пропадания сигнала, снег и дождь бывают разные, На больших расстояниях учитывать надо Fresnel Zone (зона Френеля) и т.д. и т.п...


        1. ihc988
          09.09.2025 07:33

          не будет работать при подвижном приемнике с углом пол-градуса. Для этого нужно mimo со сложной математикой

          Русский Мобибридж суров как викинг - с антенной типа ФАР и beamforming. ФАР обеспечивает возможность изменять фазу и амплитуду сигналов, Beamforming динамически ведет луч за абонентом (например, за краном).


    1. Saminsky
      09.09.2025 07:33

      Как ни странно, дождь и снег в масштабах региональных норм нашей страны не влияет. У нас стоит больше тысячи линков с длинной до 10 км, и всё работает. Многие линки стоят больше 10 лет.


      1. vazir
        09.09.2025 07:33

        Согласитесь, все зависит от частоты, мощности передатчика, усиления антенны, высоты, окружения и материала окружения... ну и ландшафта - горы тысячники, море, степь, город... да и 10км это, как бы не расстояние то


  1. Kahelman
    09.09.2025 07:33

    Вариант прийти к админу и за «пузырь» ухать пароль типа admin/admin как вектор атаки не рассматривается?


    1. hackathons
      09.09.2025 07:33

      Админ на серьезном предприятии себе не враг, чтобы пароль продать. Служба СБ из под земли достанет. Ну а Wi-Fi отключают по требованиям МЧС. Там чиновники как и везде не вникают в детали уровня защищенности канала вайфая.