Funzionamento in parallelo di soluzioni wireless

Funzionamento in parallelo di soluzioni wireless

Per una comunicazione affidabile

Coesistenza senza interferenze di soluzioni wireless in ambienti industriali.

Il grande vantaggio della comunicazione radio risiede nell'utilizzo dello spazio libero come mezzo di trasmissione pubblico. Rispetto all'installazione collegata via cavo, non genera costi aggiuntivi e interventi di installazione. Offre libertà di movimento e il mezzo di trasmissione non è soggetto a usura.

Tuttavia questo mezzo di trasmissione ha risorse limitate. Non è esclusivamente a disposizione di un'unica determinata applicazione, al contrario, viene utilizzato da tutte le applicazioni che generano onde elettromagnetiche. Dal momento che negli impianti industriali è presente un numero sempre maggiore di applicazioni con comunicazione radio, è necessario coordinare l'utilizzo di queste risorse.

Interferenza reciproca di applicazioni radio

Interferenze reciproche di applicazioni wireless  

Interferenze reciproche di applicazioni wireless

La condivisione dello stesso mezzo di trasmissione può portare, in determinate condizioni, a conflitti e interferenze reciproche. Tuttavia ciò si verifica solo se i segnali radio di due o più sistemi radio si sovrappongono nello spazio, se hanno la stessa frequenza e per lo stesso periodo di tempo.

Gli effetti nella pratica dipendono dalla modalità di funzionamento e dall'immunità ai disturbi delle tecnologie radio in uso contemporaneamente. Oltre alla tecnologia wireless, la progettazione di un sistema wireless definisce la sovrapposizione spaziale e di frequenza e, a seconda dell'applicazione, la sovrapposizione temporale.

Effetti

Esempio di andamento temporale con e senza interferenza radio  

Esempio di andamento temporale con e senza interferenza radio

L'interferenza reciproca non porta necessariamente ad un'interruzione della comunicazione. In prima istanza porta ad un prolungamento del tempo di trasmissione (latenza) e ad una crescente oscillazione. Il ritardo e l'ampiezza di oscillazione (jitter) dipendono in larga misura dall'immunità ai disturbi della tecnologia o del sistema radio.

Per garantire un'elevata affidabilità, nonostante questo, tutte le tecnologie radio utilizzano metodi di modulazione il più possibile robusti e meccanismi interni per la correzione degli errori e la ripetizione dei telegrammi. Tuttavia è indispensabile una progettazione del sistema wireless e un coordinamento centrale, soprattutto per le applicazioni in cui il tempo costituisce un fattore critico, per evitare interferenze reciproche e influssi fin dal principio.

Gestione della coesistenza

Una pianificazione e progettazione a regola d'arte delle applicazioni radio, così come una pianificazione manuale del canale radio e del canale di frequenza, permettono un funzionamento in parallelo affidabile di molte applicazioni radio in un unico luogo.

Trusted Wireless 2.0, e le soluzioni Bluetooth per l'industria di Phoenix Contact, supportano anche la pianificazione manuale della frequenza grazie a funzioni speciali. Le singole fasi della gestione della coesistenza sono illustrate nel dettaglio nella Direttiva VDI 2185 e in IEC EN 62657-2. Queste fasi, in particolare la riduzione al minimo dell'interferenza radio, in caso di dubbi, dovrebbero essere sempre guidate o svolte da un esperto.

La coesistenza mediante disaccoppiamento è possibile in almeno uno degli ordini "spazio, frequenza e tempo":

Disaccoppiamento spaziale

  • Adattamento della potenza di trasmissione
  • Scelta delle antenne
  • Posizionamento e/o orientamento delle antenne

Disaccoppiamento nella banda di frequenza

  • Scelta del canale
  • Blacklisting di bande di frequenza e/o canali

Riduzione dell'occupazione temporale della frequenza

  • Lo sfruttamento medio di tutti i singoli sistemi viene ridotto

Altre sorgenti di interferenza elettromagnetica industriale

L'impiego affidabile della comunicazione wireless nell'industria implica l'esclusione, in modo sicuro, di interferenze elettromagnetiche. Le sorgenti delle interferenze elettromagnetiche sono differenti: come i processi di saldatura, i cicli di manovra o i convertitori di frequenza. I campi elettromagnetici emessi, tuttavia, raggiungono solo le basse frequenze nell'ordine dei kilohertz o megahertz di gamma inferiore.

In genere la trasmissione di dati avviene a 868/900 MHz o oltre 2,4 GHz, e si trova pertanto ampiamente al di sopra delle frequenze delle interferenze industriali tipiche. Vanno pertanto esclusi gli inconvenienti causati dalle sorgenti di interferenze elettromagnetiche tipiche dell'industria.

Spettri delle interferenze di applicazioni tipiche nell'ambiente industriale

Spettri delle interferenze di altre applicazioni tipiche nell'ambiente industriale

Phoenix Contact Spa

Via Bellini, 39/41
20095 Cusano Milanino (MI)
02 66 05 91

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