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Neue WLAN-Generation im industriellen Einsatz

Performante Funknetzwerke für die Werkhalle

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Funknetzwerken bietet Anwendern vor allem höhere Bandbreite und bessere Kontrolle. Neue Technologien, wie der Funkstandard IEEE 802.11n und WLAN-Controller, werden für Unternehmensnetze immer häufiger nachgefragt. Für ihren industriellen Einsatz ist allerdings nicht nur die Bandbreite ausschlaggebend – vor allem die zuverlässige Datenübertragung auch in schlecht 'ausgeleuchteten' Umgebungen eröffnet zahlreiche Einsatz-Szenarien.

Industrielle Funknetzwerke können auch zur sicheren Übertragung von Anlagensignalen eingesetzt werden – etwa zur zuverlässigen Steuerung von Notaus-Abschaltvorgängen. Bild: Siemens

Die Technologie von Funknetzwerken (WLAN) gemäß dem Standard IEEE 802.11 entwickelt sich seit über zehn Jahren kontinuierlich weiter. Dabei kommen Neuerungen zumeist erst in Unternehmensnetzen beziehungsweise bei Privatanwendern zum Einsatz. Dort erprobt und erfolgreich eingesetzt, werden viele neue WLAN-Funktionen auch im industriellen Umfeld adaptiert. Ob dies auch für den Standard IEEE 802.11n sowie für den Einsatz von so genannten WLAN-Controllern in großem Maße gelten wird, muss sich noch herausstellen. Dazu gilt es zunächst zu ermitteln, welche Vorteile sich für den Anwender beim industriellen Einsatz dieser Technologien im Rahmen eines Industrial Wireless LAN (IWLAN) ergeben – sowohl bei ‚typischen‘ Industrieanwendungen als auch bei möglichen neuen Anwendungsfällen.

Höhere Bandbreite für die Datenübermittlung

Der Funkstandard IEEE 802.11n bietet als Nachfolger von IEEE 802.11a/b/g vor allem eines: wesentlich höhere Datenraten. Während die bisherigen Standards eine maximale Bruttodatenrate von 54 Megabit pro Sekunde unterstützen, gestattet der n-Standard in der Theorie eine Übertragungsrate von maximal 600 Megabit pro Sukunde. Derzeit verfügbare Implementierungen beschränken sich allerdings auf maximal 450 Megabit pro Sekunde. Doch auch auf diesem Niveau wird klar: An mangelnder Funknetz-Leistung wird dabei keine Applikation scheitern. Allerdings stellt sich die berechtigte Frage, welche Anwendungen im industriellen Umfeld soviel Bandbreite benötigen, obwohl zwischen Steuerungen und Peripheriebaugruppen meist nur ein paar Byte ausgetauscht werden. Doch in der industriellen Automatisierung, in Produktionsprozessen und in damit verbundenen Logistikanwendungen spielt das Thema Videoüberwachung mehr und mehr eine Rolle – und damit verbunden hoher Informationsdurchsatz in der Infrastruktur. Die hierbei anfallenden Datenmengen lassen sich mit einem WLAN nach IEEE 802.11n problemlos bewältigen, etwa für die Überwachung sicherheitskritischer Bereiche zum Schutz von Personen oder bei der Beobachtung von Verfahr- und Lagerprozeduren in Hochregallagern. Doch der Einsatz von 802.11n birgt bei genauerer Betrachtung auch in der Breite der Anwendungen einen weiteren, großen Vorteil.

Beispiel für den industriellen Einsatz neuer WLAN-Technologie: Durch den verbesserten Umgang mit Mehrwegeausbreitung kommen die Signale bei IEEE 802.11n im Vergleich zu Vorgängerstandards zuverlässiger und über längere Strecken ans Ziel.

Vorteile für Robustheit und Reichweite

Der zweite große Pluspunkt der neuen Technologie erschließt sich erst dann, wenn man sich weiter mit der verwendeten Übertragungstechnik dieses Standards beschäftigt. Die hohen Datenraten kommen nämlich durch die sogenannte Mimo-Technologie zustande. Die Abkürzung steht für ‚Multiple Input, Multiple Output‘ was bedeutet, dass gleichzeitig mehrere Datenströme oder ‚Streams‘ von einem WLAN Access Point oder WLAN Client gesendet und auch gleichzeitig mehrere Datenströme empfangen werden können. Diese parallel laufenden Signale werden dann von der jeweiligen Gegenstelle wieder zum Originaldatenstrom zusammengesetzt.

Die Unterstützung dieser Mehrwegeausbreitung hat einen entscheidenden Zusatznutzen: Reflexionen sind für den Funknetzbetrieb nach 802.11a/b/g regelrecht schädlich und führen zu starken Leistungseinbußen. Bei 802.11n hingegen sorgen solche Reflexionen für eine erhöhte Robustheit des Systems, da das Signal auf unterschiedlichsten Wegen ans Ziel gelangt. Und erhöhte Robustheit ist für jede Industrieanwendung entscheidend – gerade weil in den im Fertigungsbereich typischen Umgebungen viel Metall und unterschiedliche reflektierende Hindernisse vorhanden sind. Dazu kommt noch ein weiterer Pluspunkt: Die zur Unterstützung des Standards notwendige, ausgeklügelte Antennentechnik und die damit verbundene Elektronik sorgen bei 802.11n auch für höhere Reichweiten, sodass im Vergleich zu 802.11a/b/g in Abhängigkeit der Anlagenausdehnung die Anzahl der benötigten Access Points reduziert werden kann.

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