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Redes sem fio potentes oferecem mais flexibilidade e mobilidade

A digitalização em curso na indústria requer redes de comunicação industriais de alto desempenho. Neste âmbito, a Wireless Local Area Network, abreviado WLAN, constitui uma das tecnologias-chave e é sinônimo de confiabilidade e capacidade de desempenho máximas.

WLAN designa uma rede local sem cabo que se baseia no padrão IEEE 802.11 e é compatível com a Ethernet conectada com cabo. Por isso, é frequentemente também designada de Ethernet Wireless. Em redes de automação baseadas na Ethernet, como PROFINET RT, EtherNet/IP™ ou Modbus/TCP, o WLAN permite uma integração simples de dispositivos de automação via rádio.

Suas vantagens

  • Comunicação sem fio confiável graças à tecnologia de antenas MIMO e às taxas de transmissão de dados de até 300 MBit/s (bruto)
  • Indicado para aplicações de segurança graças à transmissão de dados com segurança funcional e SafetyBridge ou PROFIsafe
  • Utilização flexível: otimizado para protocolos industriais, como PROFINET, EtherNet/IP™, Modbus/TCP e outros
  • Roaming rápido e confiável para aplicações móveis
  • Apoio profissional no planejamento e na implementação graças à experiência de longa data

O padrão IEEE 802.11

As diferentes técnicas estão especificadas em um grupo de padrões: o IEEE 802.11.

Os padrões mais importantes do IEEE 802.11 são:

  • IEEE 802.11a: padrão de transmissão na banda de 5 GHz com até 54 MBit/s
  • IEEE 802.11b: padrão de transmissão antigo na banda de 2,4 GHz com até 11 MBit/s
  • IEEE 802.11g: padrão de transmissão na banda de 2,4 GHz com até 54 MBit/s
  • IEEE 802.11n: padrão de transmissão mais recente na banda de 2,4 GHz e 5 GHz com até 600 MBit/s
  • IEEE 802.11i: Padrão de segurança mais recente, também conhecido como WPA2
  • IEEE 802.11e: Define as funções Quality of Service (QoS)

Os padrões diferem essencialmente nas taxas de dados alcançáveis, sendo que a taxa de dados líquida efetiva alcançável se situa em somente aprox. 50 % (ver gráfico).

Comparação das taxas de dados alcançáveis dos padrões de transmissão WLAN

Comparação das taxas de dados alcançáveis dos padrões de transmissão WLAN

Comparação das taxas de dados das normas IEEE 802.11

Grandes redes com muitos dispositivos

A WLAN se caracteriza – tal como na Ethernet – por permitir a criação de redes amplas com muitos dispositivos. Ao contrário da Ethernet conectada com cabo, o meio de rádio é aqui um chamado Shared Medium, que tem de ser compartilhado por todos os dispositivos na rede ou na banda de frequência.

Em comparação com a conexão por cabo, resultam daqui tempos de latência mais longos, um jitter superior e, geralmente, uma largura de banda reduzida quanto mais dispositivos estiverem na rede. Estes fatores têm de ser considerados na configuração da aplicação de automação. Os produtos WLAN industriais da Phoenix Contact estão otimizados para tempos de latência curtos com um jitter reduzido.

Topologia: roaming automático dos dispositivos móveis na rede WLAN

Roaming automático dos dispositivos móveis na rede WLAN

Roaming – mobilidade na rede

Um ponto forte especial do Wireless LAN é a mobilidade dos dispositivos na rede. Os dispositivos podem se movimentar livremente em uma rede WLAN ampla, mudando sua conexão sem fio automaticamente para o ponto de acesso com o melhor sinal de rádio. Esta operação é designada de roaming.

O campo de rádio de uma rede WLAN pode ser aumentado com os pontos de acesso adicionais desejados. A velocidade e a confiabilidade com que os dispositivos, os chamados clientes WLAN, podem mudar as células de rádio são de uma importância decisiva para as aplicações de automação. Um roaming rápido e confiável é uma característica de qualidade dos produtos WLAN industriais da Phoenix Contact.

Alto desempenho com uma alta confiabilidade

Os sistemas Wireless LAN atuais conforme o padrão IEEE 802.11n oferecem, em comparação com padrões WLAN mais antigos, uma taxa de dados consideravelmente maior de vários 100 MBit/s. Simultaneamente são garantidos um alcance e uma confiabilidade maiores.

Sistema Wireless LAN conforme o padrão IEEE 802.11n

MIMO usa de forma direcionada as reflexões e a extensão multitrajeto para uma confiabilidade e taxa de dados maiores.

A característica técnica mais importante do IEEE 802.11n é a tecnologia de antena MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Ela envia e recebe vários fluxos de dados paralelos simultaneamente através de até três antenas ativas. Sendo que as reflexões na sala são usadas de forma direcionada para aumentar a taxa de dados e melhorar a confiabilidade e a estabilidade da conexão sem fio, em especial no ambiente industrial.

Exemplos de aplicação WLAN tem diversas áreas de aplicação de WALN no ambiente industrial. A crescente necessidade de comunicação para dados de processo e operacionais, bem como a maior mobilidade e flexibilidade de muitas aplicações requer o uso da comunicação de rede sem fio.

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