4G/5Gネットワークを介して、現場データを本社にどのように送信しますか？
光ファイバーセンシング（例：FBGセンシング）システムにおいて、4\text{G}/5\text{G} 無線セルラーネットワークを介して現場でデモジュレートされたデータを本社データセンターにリアルタイムで転送することは、典型的な産業用IoT（IIoT）リモート監視アーキテクチャに属します。
エンジニアリング実装は、通常、物理的およびネットワークアーキテクチャのレベルで以下の設計を含みます：
一、 システム全体の伝送アーキテクチャ
光ファイバーセンシングリモートデータ伝送システムは、以下の4つのコアレイヤーで構成されます：
- センシングレイヤー：現場に展開される光ファイバーグレーティングセンサーで、温度、ひずみ、圧力などの物理量を感知します。
- デモジュレーション＆コンピューティングレイヤー：光ファイバーグレーティングデモジュレーター（Interrogator）で、広帯域光源の発光、反射スペクトルの受信、波長変化のデモジュレーションを担当し、ローカルで対応する物理量を計算します。
- 伝送エッジレイヤー：デモジュレーターのイーサネットポート（RJ45）を介して、産業用グレードの 4\text{G}/5\text{G} ルーターまたはDTU（データ伝送ユニット）に接続します。
- サーバーサイド／本社センター：本社に展開されるサーバー、データセンター、またはクラウドプラットフォームで、データの受信、保存、分析、および視覚化を行います。
二、 ネットワーク構築とデータ伝送の具体的な実装方法
現場の無線ネットワーク環境は通常、固定パブリックIPアドレスを持たないため、通常は以下の3つのエンジニアリングネットワーク構築と伝送戦略が採用されます：
1. アクティブプッシュモード（Client-to-Serverアーキテクチャ）
- 動作メカニズム：現場のデモジュレーターまたはデータ収集ソフトウェアがTCPクライアントまたはMQTTクライアントとして、固定パブリックIPまたはドメイン名（DNS）を持つ本社サーバーにTCP/IP接続を積極的に確立します。
- データプロトコル：
- 生ソケット伝送：デモジュレートされた波長および物理量データパッケージを、TCPまたはUDPソケットを介して直接ストリーミングでプッシュします。
- 産業標準プロトコル：Modbus TCPまたはMQTTプロトコルを採用してデータを公開し、本社既存のSCADAシステムまたはIoTプラットフォームとの直接統合を容易にします。
2. VPN仮想ローカルエリアネットワーク（暗号化トンネル）
- 動作メカニズム：現場の 4\text{G}/5\text{G} ルーターと本社ゲートウェイ／ファイアウォール間に、IPsec、OpenVPN、またはWireGuardトンネルを確立します。
- 技術的利点：現場のデモジュレーターと本社サーバーは、論理的に同じローカルエリアネットワーク（VLAN）内に配置されます。本社は、内部ネットワークIPを介してデモジュレーターの内蔵Web管理インターフェイスに直接アクセスしたり、データを取得したりできます。また、伝送プロセスは高強度で暗号化されるため、セキュリティが非常に高いです。
3. 通信事業者APN産業専用ネットワーク
- 動作メカニズム：通信事業者が提供する専用SIMカードを使用して、専用APN（Access Point Name）を構築します。現場のデバイスと本社内部ネットワークが直接接続され、ポイントツーポイントの固定内部ネットワークIP通信を実現し、データがパブリックネットワークに露出するのを防ぎます。
三、 帯域制御とデータ戦略
4\text{G}/5\text{G} 無線伝送では、無線チャネルの変動やトラフィックコストの制御に対応するため、デモジュレーションハードウェアは通常、以下の技術サポートを提供します：
- サンプリングレートの自己調整：高周波（例：100 Hz）でのサンプリングは、ローカルでの高ダイナミック分析に使用できますが、リモート伝送時には、デモジュレーションソフトウェアを介してサンプリングレートを（例：1 Hzから10 Hzに）下げることで、セルラートラフィックを節約できます。
- 切断時の再開とエッジストレージ：無線ネットワークが一時的に中断した場合、デモジュレートされたデータはまずローカルストレージメディアに保存され、ネットワークが復旧した後に補完的にアップロードされるため、データの完全性が保証されます。
四、 関連機器とプロトコル統合サポート
実際のエンジニアリングプロジェクトでは、 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator は、産業統合とリモート監視のために特別に設計されています：
- システムアーキテクチャとプロトコル：デフォルトでB/Sアーキテクチャソフトウェアを採用し、C/Sアーキテクチャソフトウェアもサポートします。イーサネットインターフェイスを内蔵しており、TCP、UDP、Modbusなどの標準ネットワークプロトコルを介して、本社データセンターとのシームレスな統合をサポートします。
- サンプリング周波数最適化：データサンプリング周波数は、1 Hzから100 Hzの範囲で自己調整可能であり、ユーザーは 4\text{G}/5\text{G} 無線帯域幅の幅に応じて、データアップロード周波数を柔軟に設定できます。
