Parallelbetrieb von Funklösungen

Parallelbetrieb von Funklösungen

Zuverlässig kommunizieren

Störungsfreie Koexistenz von Funklösungen im industriellen Umfeld.

Der große Vorteil der Funkkommunikation liegt in der Nutzung des freien Raums als vorhandenes, öffentliches Übertragungsmedium. Gegenüber einer kabelgebundenen Installation entstehen dadurch keine zusätzlichen Kosten und Installationsaufwände. Man kann sich frei im Raum bewegen und das Übertragungsmedium unterliegt keinem Verschleiß.

Allerdings handelt es sich bei diesem Übertragungsmedium um eine begrenzte Ressource. Es steht nicht exklusiv für eine bestimmte Anwendung zur Verfügung, sondern wird von allen Anwendungen genutzt, die elektromagnetische Wellen erzeugen. Da es in industriellen Anlagen immer mehr Anwendungen mit Funkkommunikation gibt, ist ein koordinierter Umgang mit dieser Ressource erforderlich.

Gegenseitige Beeinflussung von Funkanwendungen

Gegenseitigen Beeinflussung von Funkanwendungen  

Gegenseitigen Beeinflussung von Funkanwendungen

Durch die gemeinsame Nutzung des Übertragungsmediums kann es unter bestimmten Voraussetzungen zu Konflikten und gegenseitigen Störungen kommen. Dies geschieht jedoch nur dann, wenn sich die Funksignale zweier oder mehrerer Funksysteme an einem Ort, auf der gleichen Frequenz und zur gleichen Zeit überlagern.

Die Auswirkungen in der Praxis hängen von der Arbeitsweise und der Störfestigkeit der beteiligten Funktechnologien ab. Neben der Funktechnologie bestimmt die Funkplanung die räumliche und frequenzmäßige Überlappung und die Anwendung maßgeblich die zeitliche Überlappung.

Auswirkungen

Beispielhaftes Zeitverhalten mit und ohne Funkbeeinflussung  

Beispielhaftes Zeitverhalten mit und ohne Funkbeeinflussung

Die gegenseitige Funkbeeinflussung führt in der Praxis nicht notwendigerweise zu einem Ausfall der Kommunikation. In erster Linie führt sie zu einer verlängerten Übertragungszeit (Latenzzeit) und einem zunehmenden Jitter. Die Verzögerung und die Schwankungsbreite (Jitter) hängen im Wesentlichen von der Störfestigkeit der Funktechnologie bzw. des Funksystems ab.

Um trotzdem eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, nutzen alle Funktechnologien möglichst robuste Modulationsverfahren sowie interne Mechanismen zur Fehlerkorrektur und Telegrammwiederholung. Dennoch ist insbesondere für zeitkritische Anwendungen eine zentrale Koordination und Funkplanung unerlässlich, um gegenseitige Störungen und Beeinflussungen von vornherein zu vermeiden.

Koexistenz-Management

Eine fachgerechte Planung und Auslegung der Funkanwendungen sowie eine manuelle Frequenz- bzw. Funkkanalplanung ermöglicht den zuverlässigen parallelen Betrieb vieler Funkanwendungen an einem Ort.

Trusted Wireless 2.0 und die industriellen Bluetooth-Lösungen von Phoenix Contact unterstützen die manuelle Frequenzplanung zusätzlich durch spezielle Funktionen. Die einzelnen Abläufe des Koexistenz-Managements sind in der VDI-Richtlinie 2185 und der IEC EN 62657-2 näher erläutert. Diese Schritte, insbesondere die Minimierung der Funkbeeinflussung, sollten im Zweifelsfall immer von einem Experten begleitet bzw. durchgeführt werden.

Koexistenz ist durch Entkopplung in mindestens einem der Bereiche Ort, Frequenz und Zeit möglich:

Örtliche Entkopplung

  • Anpassung der Sendeleistung
  • Auswahl der Antennen
  • Platzierung bzw. Ausrichtung der Antennen

Entkopplung im Frequenzbereich

  • Kanalwahl
  • Blacklisting von Frequenzbereichen bzw. Kanälen

Minimierung der zeitlichen Frequenzbelegung

  • Möglichst niedrige durchschnittliche Auslastung aller Einzelsysteme

Andere industrielle elektromagnetische Störquellen

Drahtlose Kommunikation in der Industrie zuverlässig einzusetzen heißt, elektromagnetische Störungen sicher auszuschließen. Elektromagnetische Störquellen gibt es viele – z. B. Schweißprozesse, Schaltvorgänge oder Frequenzumrichter. Deren ausgesendeten elektromagnetischen Felder erreichen aber ausschließlich niedrige Frequenzen im Kilohertz- oder unteren Megahertz-Bereich.

Die Datenübertragung erfolgt jedoch in der Regel bei 868/900 MHz oder oberhalb von 2,4 GHz und liegt damit weit oberhalb der Frequenzen üblicher Industriestörungen. Beeinträchtigungen durch industrieübliche elektromagnetische Störquellen sind dadurch ausgeschlossen.

Störspektren typischer Anwendungen im industriellen Umfeld

Störspektren anderer typischer Anwendungen im industriellen Umfeld

PHOENIX CONTACT s.à r.l.

10a, op Bourmicht
L-8070 Bertrange
(+352) 45 02 35-1

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