Nachgehakt bei Frank Hakemeyer
Das Deterministik-Dilemma
Insbesondere WLAN und Bluetooth haben sich als schnurlose Kommunikationsverbindungen im industriellen Umfeld mittlerweile etabliert. Das Europäische Institut für Telekommunikationsnormen ETSI hat jetzt eine für diese Anwendungen wichtige Norm so gar nicht im Sinne der Automatisierungsfirmen überarbeitet – Frank Hakemeyer von Phoenix Contact erläutert die Situation.
Herr Hakemeyer, die ETSI hat im Juni die überarbeitete Norm ETSI EN 300 328 veröffentlicht. Was stört Sie an der letztendlichen Ausgestaltung der Norm?
Grundsätzlich muss man wissen, dass die Norm alle funkbasierten Systeme betrifft: von WLAN bis hin zu Bluetooth oder Zigbee. Ein Hauptaspekt der Norm-Überarbeitung betraf die Definition von Medienzugangsmechanismen. Sprich: Wann darf ein Teilnehmer senden und wann nicht!
Ist doch nichts dagegen zu sagen, dies zu definieren und zu normen!
Prinzipiell nicht, nur entstand in der mit den Arbeiten befassten ETSI-Arbeitsgruppe TG11 Anfang 2009 der Ansatz, dass die Medienzugangsmechanismen in der Norm eine automatische Adaptivität erfüllen sollen, das heißt, die Funksysteme adaptieren sich durch die Überprüfung des Mediums automatisch und unmittelbar an ihre Umgebung.
Und das gefällt Ihnen nicht?
Es existieren bereits mit CSMA/CD in WLAN, beziehungsweise mit dem adaptive frequency hopping in Bluetooth 1.2 Mechanismen zur Koexistenzverbesserung. Diese erfüllen jedoch nicht die Ansprüche der ETSI TG 11. Innerhalb der industriellen Automatisierung haben wir zur Verbesserung der Koexistenz verschiedener Systeme und zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Spektrums zusätzlich ein sogenanntes Koexistenzmanagement – auch bekannt als Frequenzbandplanung – eingeführt. Dieses Verfahren ist dokumentiert in Anwender-broschüren, der VDI/VDE-Richtlinie 2185 und fließt sogar jetzt in die internationale IEC-Standardisierung*) ein. Leider hat die ETSI TG11 diese Koexistenz-Mangement-Mechanismen unberücksichtigt gelassen und hat im Gegenzug auf automatische, sehr einfache, aber unzurei-chende Mechanismen wie ‚Listen Before Talk‘, kurz LBT, gesetzt.
Mit dem Nachteil dass…
… sich mittels dieser verpflichtend vorgeschriebenen Mechanismen die Reaktionszeiten einer Funkstrecke verlängern. Das heißt, die Latenz steigt an. Insgesamt wird das Kommunikationsverhalten unbestimmter, das bedeutet, die Deterministik wird schlechter, beziehungs-weise geht verloren.
Und dieses Problem betrifft alle Wireless-Varianten?
Dieses Problem betrifft alle Funksysteme, die die EN 300 328 verwenden und mit mehr als 10 mW Sendeleistung arbeiten. Produkte, die mit weniger abgestrahlter Leistung arbeiten, können entweder einen anderen Standard**) oder – unter Einhaltung von gewissen zeitlichen Anforderungen – einen Passus ohne automatische Adaptivität in der EN 300 328 nutzen. Ein Beispiel: WLAN- und Bluetooth-Produkte mit 100 mW Sendeleistung sind unmittelbar von der Änderung betroffen. WirelessHART beispielsweise ist – laut HART7-Standard – mit kleiner 10 mW spezifiziert und wäre demnach in der Lage, ohne eine automatische Adaptivität auszukommen.
Wieso hat die ETSI die Interessen und Vorschläge der Automatisierungsindustrie ignoriert? Haben Sie selbst die ETSI-Arbeiten zu spät wahrgenommen?
Wahrgenommen wurden die ETSI-Arbeiten bereits Mitte 2008. Es hat aber gedauert, bis die Automatisierungsindustrie in entsprechender Breite präsent war und dann ihre Anliegen von der TG11 verstanden wurden. Ich glaube, da gibt es selbst heute noch Missverständnisse, weil die ETSI-Gremien geprägt sind durch eine Vielzahl von Interessensgruppen, die nichts mit der industriellen Automatisierung gemein haben.
Lässt sich für Wireless in der Industrie jetzt noch irgendetwas retten?
Nun, Wireless in der Industrie ist nicht verloren. Es wird in Zukunft nur noch wichtiger werden, eine Frequenzbandplanung innerhalb der Automatisierungsanlage zu machen, damit die Systeme untereinander erst gar nicht ihre Adaptivität ausspielen müssen. Wird entsprechend den Konzepten aus der VDI/VDE RL2185 und der IEC 62657-2 das vorhandene Spektrum den verschiedenen Funkanwendungen zugewiesen und unterstützen die eingesetzten Produkte dieses Vorgehen durch sogenanntes Black-Listing von Frequenzbereichen, dann ist die Funktechnik in der Automatisierungstechnik nach wie vor einsetzbar. Natürlich versuchen die Automatisierungshersteller weiterhin bessere, für die Industrie geeignete, Medienzugangsmechanismen zu definieren und in die nächste Revision der ETSI EN300 328 einzubringen. Die Erarbeitung geschieht zum Beispiel derzeit in einer Task Force im ZVEI. Der Arbeitsauftrag zur EN 300 328 in der Version 1.9.1 existiert im Übrigen bereits und die Möglichkeit zur Verbesserung der Norm ist somit gegeben.
Allerdings ist wichtig, dass die Automatisierungsindustrie sich diesem Thema intensiver widmet und mehr Hersteller aktiv darin mitarbeiten. Sonst wird man in ETSI immer ein Außenseiter bleiben.










