Wireless in der Industrie

Geringer Material- und Kostenaufwand sprechen für Funknetze im industriellen Umfeld. Insbesondere WLAN und Bluetooth erkämpfen sich zunehmend Sympathien in den Reihen der Anwender – ein Status-Bericht.

Von Pascal Unterdorfer

Vor allem die beiden Funkvarianten WLAN und Bluetooth schälen sich im industriellen Umfeld als Kandidaten heraus. Insbesondere Wireless-LAN erscheint wegen der hohen Affinität zum kabelbasierten Ethernet als ideale Ergänzung in lokalen Netzwerken. Es wird gleichsam zum Kabelersatz für mobile Anwendungen wie fahrerlose Transportsysteme oder für die Datenerfassung im Lagerbereich. Außerdem werden auf diese Weise in der Automatisierung auch Mess- und Steuerungsdaten übertragen. Denn die große Stärke von WLAN liegt in der hohen Datenrate, die aktuell bei 54 MBit/s liegt. Proprietäre, also herstellerspezifische Lösungen erreichen bereits 108 MBit/s. Und der neue Standard IEEE 802.11n – er wird voraussichtlich im Juni 2009 verabschiedet – sieht sogar Datenraten bis zu 600 MBit/s vor.

Aber nicht nur hohe Datenraten sprechen für den industriellen Einsatz von WLAN, sondern auch die Reichweite so einer Funkverbindung. Mit entsprechenden Antennen lassen sich Reichweiten von über 15 km erzielen. In den USA sind drahtlose Datenverbindungen in ausgedehnten Anlagen bereits weit verbreitet, beispielsweise zur kostengünstigen Meldung der Füllhöhe von Tanks. Auch dort, wo nur eingeschränkte oder gar keine Sichtverbindung möglich ist, verspricht der neue Standard 802.11n eine deutliche Stabilisierung der Datenübertragung. Durch die gleichzeitige Nutzung mehrerer Sende- und Empfangsantennen werden Reflektionen dazu genutzt, die Übertragungsqualität zu verbessern.

Eine weitere Möglichkeit, die Reichweite einer WLAN-Verbindung zu steigern, liegt im „TX Channel Width Support“. Hierbei lässt sich durch Verringern der Bandbreite eines Kanals von 20 MHz auf 10 MHz oder 5 MHz die Sendeleistung erhöhen, was eine Steigerung der Funkreichweite zur Folge hat. Da die effektive Leistung eines Kanals weiterhin über die Kanalbandbreite von 20 MHz berechnet wird, gibt es auch keine Überschreitung des erlaubten Leistungsgrenzwertes; einziges Manko bei diesem Verfahren ist die reduzierte Datenrate.

Bluetooth hingegen kommt vor allem dann zum Zuge, wenn wenige Teilnehmer mit niedrigen Übertragungsraten über einige Meter hinweg miteinander kommunizieren sollen, etwa beim Konfigurieren oder Parametrieren einer Anlage über ein mobiles Handheld-Terminal. Da bei Bluetooth kaum Konfigurationsaufwand besteht, wird diese Technologie auch in Wireless-Sensor-Netzwerken verwendet. Im Gegensatz zu Wireless-LAN lässt sich mit Bluetooth jedoch kein Netzwerk zwischen den Knoten aufbauen.

Es liegt auf der Hand, dass angestrebt wird, die jeweiligen Stärken der verschiedenen Funkvarianten miteinander zu kombinieren, um für jede Aufgabe die richtige Lösung parat zu haben.

• Teil 1: Wireless in der Industrie
• Teil 2: Koexistenz von Bluetooth und WLAN
• Teil 3: Der Sicherheitsaspekt