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Industrial WLAN

Industrial WLAN

Wireless LAN – der Standard für drahtloses Ethernet. Nutzen Sie die Vorteile der neuen Generation Wi-Fi 6 in Ihren Anwendungen.

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Effizienz und Leistungsfähigkeit – der WLAN-Standard Wi-Fi 6

Mit dem Einzug von Ethernet in die Automatisierung hat sich auch Wireless LAN in vielen, vor allem aber in bewegten oder mobilen Anwendungen, etabliert. Die Anzahl der WLAN-Netzwerke und der WLAN-Teilnehmer in den Anlagen ist daher in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Um diesem Wachstum gerecht zu werden, braucht es leistungsstarkes, effizientes und robustes Wireless LAN. Mit Wi-Fi 6/6E steht nun eine neue WLAN-Technologie zur Verfügung, die genau diese Stärken mit sich bringt.

Ihre Vorteile

Besonders sicher: Erfüllt höchsten Sicherheitsstandard WPA3
Bessere Leistung bei besonders hoher Nutzerkapazität dank OFDMA- und MIMO-Technologie
Hohe Performance mit Datenraten bis zu 1440 MBit/s
Zuverlässige Kommunikation im exklusiven 6-GHz-Band mit Wi-Fi 6E (abhängig von Länderzulassungen)
Schnelles und zuverlässiges Roaming für mobile Anwendungen

Der Standard IEEE 802.11ax

Wi-Fi 6, auch bekannt als IEEE 802.11ax, ist der neue Standard für drahtlose Netzwerke. Zu seinen Haupteigenschaften zählen

höhere Datenübertragungsraten,
eine verbesserte Leistung in überlasteten Umgebungen,
eine niedrige Latenz
eine verbesserte Energieeffizienz

Wi-Fi 6 ermöglicht dadurch eine effiziente Nutzung des Frequenzspektrums, verbessert den Datendurchsatz für alle Teilnehmer eines Netzwerks und sorgt gleichzeitig für Flexibilität und Zuverlässigkeit. Der neue Standard ist darauf ausgelegt, den wachsenden Anforderungen an drahtlose Konnektivität in einer immer digitaleren Welt gerecht zu werden.

Vergleich der WLAN-Standards Wi-Fi 4 und 6

Die Einführung von Wi-Fi 6 stellt einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung von drahtlosen Netzwerken dar und bietet eine Vielzahl von Verbesserungen gegenüber seinem Vorgänger Wi-Fi 4:

	Wi-Fi 4	Wi-Fi 6
IEEE-Standard	IEEE 802.11n	IEEE 802.11ax
Sicherheitsstandard	WPA2	WPA3
Frequenzbereich	2,4 und 5 GHz	2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz (abhängig von länderspezifischen Zulassungen)
MU MIMO	Nur im Download	Im Download und im Upload
Maximale Übertragungsrate	300 MBit/s (2x2 Mimo, 40 MHz)	2.400 MBit/s (2x2 MIMO, 160 MHz)
Target Wake Time (TWT)
OFDMA
BSS Coloring

WLAN im 6-GHz-Spektrum: Wi-Fi 6E

Durch Wi-Fi 6E werden alle Features von Wi-Fi 6 in das 6-GHz-Band transferiert. Durch die Nutzung dieses zusätzlichen Frequenzbereichs bietet Wi-Fi 6E breitere Kanäle und weniger Interferenzen, was zu höheren Übertragungsgeschwindigkeiten und besserer Leistung führt. Da Wi-Fi 1 - 6 nicht von 6 GHz unterstützt werden, erhalten Wi-Fi 6E-Geräte einen exklusiven Low-Density-Bereich, in dem weniger Störungen auftreten. Dies hat ebenfalls eine sehr geringe Latenz zur Folge: Daten werden schnell übertragen, die Verzögerung ist dementsprechend gering.

Funktionen von Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E

OFDMA

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) erlaubt es dem Access Point, Kanäle effektiv aufzuteilen, sodass er mit mehreren Geräten (Clients) gleichzeitig auf einem Kanal kommunizieren kann. Diese Technologie ermöglicht das Bedienen von mehr Nutzern in kürzerer Zeit. Die Effizienz verbessert sich dadurch erheblich und die Latenz in überlasteten Netzwerken wird deutlich reduziert. Die Verbesserung des Gesamt-QoS erlaubt so eine effektive Nutzung der Bandbreite in einer Umgebung mit hoher WLAN-Dichte.

Spatial Reuse mit BSS

Durch die Funktion Spatial Reuse mit Basic Service Set (BSS) können Kanäle, die räumlich nah beieinander liegen, effizienter genutzt und Interferenzen reduziert werden. BSS ist eine Technik, mit der Signale verschiedener WLAN-Teilnehmer auf demselben Kanal voneinander unterschieden werden können, indem sie mit Farbcodes (bzw. Zahlen) markiert werden. Dadurch können mehrere Teilnehmer denselben Kanal nutzen, ohne sich gegenseitig zu stören.

MU MIMO

MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) ist eine Technologie, die es einem Access Point ermöglicht, gleich mehrere Geräte gleichzeitig, anstatt nacheinander zu bedienen. Indem alle verfügbaren Spatial Streams auf mehrere Geräte aufgeteilt werden, können große Datenpakete effizienter bearbeitet werden. Vor allem in High-Density-Umgebungen verbessert sich die Leistung des Netzwerks dadurch erheblich.

WPA3

Der Sicherheitsstandard WPA3 sorgt für eine verbesserte Sicherheit von drahtlosen Netzwerken, indem es zusätzliche Sicherheitsebenen hinzufügt. Um eine sichere Kommunikation in offenen Netzwerken zu garantieren, wird WPA3 zunehmend von Wi-Fi 6-fähigen Geräten unterstützt.

TWT

TWT (Target Wake Time) ermöglicht es Geräten, bestimmte Zeiten für die Kommunikation mit dem Access Point festzulegen. Somit bleibt ein Gerät inaktiv, bis es an der Reihe ist, Daten an den Access Point zu übertragen. Diese Funktion trägt dazu bei, die Laufzeit von batteriebetriebenen Geräten zu verlängern bzw. Strom zu sparen.

Automatisches Roaming der mobilen Teilnehmer im WLAN-Netzwerk

Roaming – Mobilität im Netzwerk

Eine besondere Stärke von Wireless LAN ist die Mobilität der Teilnehmer im Netzwerk. Die Teilnehmer können sich in einem großflächigen WLAN-Netzwerk frei bewegen und wechseln dabei ihre Funkverbindung automatisch zu dem Access Point mit dem jeweils besten Funksignal. Diesen Vorgang bezeichnet man als Roaming.

Das Funkfeld eines WLAN-Netzwerks kann dabei durch den Einsatz zusätzlicher Access Points beliebig vergrößert werden. Die Geschwindigkeit und die Zuverlässigkeit, mit der die Teilnehmer – sogenannte WLAN-Clients – die Funkzellen wechseln können, ist für Automatisierungsanwendungen von entscheidender Bedeutung. Schnelles und zuverlässiges Roaming ist ein Qualitätsmerkmal industrieller WLAN-Produkte von Phoenix Contact.

Anwendungsbeispiele Die Anwendungsbereiche von WLAN im industriellen Umfeld sind vielfältig. Der zunehmende Kommunikationsbedarf für Prozess- und Betriebsdaten sowie die zunehmende Mobilität vieler Anwendungen setzt den Einsatz drahtloser Netzwerkkommunikation voraus.

Drahtloser Maschinenzugriff mit Smart Devices

Robuste Kommunikation mit bewegten Maschinenteilen

Flexible autonome Transportsysteme

Um Produktionsabläufe zu optimieren, werden in der Smart Factory autonome Fahrzeuge immer häufiger eingesetzt. Wi-Fi 6 bietet hierbei eine entscheidende Infrastruktur, um zuverlässige Kommunikation zwischen den AGVs untereinander und anderen vernetzten Geräten zu garantieren. Dies ermöglicht ihnen z. B. eine effizientere Navigation durch die Fertigungshalle.

Weitere Lösungen für AGVs

Flexible Maschinenintegration

In der Smart Factory gewinnt Flexibilität maßgeblich an Relevanz. Um Prozesse so effizient wie möglich zu gestalten, müssen Maschinen und Produktionssysteme ortsflexibel einsetzbar sein. Die Anbindung von Maschinen an das Fertigungsnetzwerk ermöglicht das mobile Bedienen, Einrichten und Warten durch digitale Endgeräte und bietet somit genau die Flexibilität, die es in der Smart Factory bedarf. Wi-Fi 6 bietet dabei durchgehend hohe und stabile Datenraten, sowie ein Netzwerk, das auch bei vielen Teilnehmern eine schnelle Datenübertragung ermöglicht.

Robuste Kommunikation mit bewegten Maschinenteilen

Nutzen Sie alle Möglichkeiten von Industrial Ethernet, indem Sie mobile und schwer zugängliche Maschinenteile über Funk in Ihr Netzwerk integrieren: Einfacher und kostengünstiger Funknetzaufbau, wartungsarme und verschließfreie Kommunikation mit bewegten Maschinenteilen und in rauer Industrieumgebung, sichere Funkkommunikation über SafetyBridge oder PROFINET und PROFIsafe.