Nachgehakt bei Frank Hakemeyer
Das Wireless-Drama
Seit 1. Januar greift eine neue europäische Norm für Wireless-Kommunikation. Was dies für den Einsatz der Funktechniken im Industrie-Umfeld bedeutet, erläutert Frank Hakemeyer. Seit 2009 arbeitet er an der Entstehung dieser Norm beim Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen mit und versucht, die Interessen der Automatisierungshersteller einzubringen.
Herr Hakemeyer, zum 1. Januar 2015 greift die Version 1.8.1 der europäischen Norm EN 3000328. Was bedeutet das für die Funktechnik im Industrie-Umfeld?
Die neue Norm fordert im Wesentlichen eine automatische Adaptivität für Geräte mit mehr als 10 dBm Sendeleistung, etwa mit einem sogenannten 'Listen Before Talk', kurz LBT. Das bedeutet, dass Geräte vor dem Aussenden einer Nachricht überprüfen müssen, ob das Medium frei ist oder nicht. Ist das Medium bereits belegt, muss die Nachricht gegebenenfalls verzögert gesendet werden. Dies kann auf die Übertragungszeit einen variablen Einfluss haben, was insbesondere Echtzeit-Anwendungen und Regelungsaufgaben im industriellen Umfeld erschwert.
Und es führt kein Weg um LBT?
Die Norm bietet Optionen ohne LBT: Der Medium-Utilization-Ansatz etwa erlaubt höhere Sendeleistungen bis zu 100 mW ohne Adaptivität, wenn der Duty Cycle DC – das Verhältnis zwischen Senden und Pause – kleiner 100 % ist. In diesem Fall kann ein Gerät mit 10 % Duty Cycle volle 100 mW Sendeleistung nutzen, ohne adaptiv zu sein, oder ein Gerät mit 50 % Duty Cycle kann immerhin noch 20 mW Sendeleistung verwenden, ohne adaptiv zu sein. Dieser Weg ist für Geräte interessant, die ihre Echtzeit-Fähigkeit erhalten müssen. Für Geräte unter 10 mW Sendeleistung besteht generell keine Anforderung nach automatischer Adaptivität.
Die ETSI ist ja schon einen Schritt weiter und hat im Februar die Arbeiten zur Nachfolge-Norm 1.9.1 abgeschlossen. Konnten Sie wenigstens für die Zukunft die Echtzeit-Interessen der Industrie ausreichend einbringen?
Die wesentliche Forderung der Automatisierungshersteller – den zwingend automatisch adaptiven Mechanismus im Industrieumfeld zu entfernen – ist uns nicht gelungen durchzusetzen. Die Mehrzahl der Firmen, die sich in der ETSI TG11 engagieren, kommt aus dem Office- und IT-Umfeld oder der Entertainment-Branche. Für diese Firmen spielen Echtzeit-Fragen einfach keine Rolle.
Sie geben sich aber noch nicht geschlagen und werfen das Konzept einer '10-mW-Fabrik' ins Rennen.
Die 10-mW-Fabrik steht für den Ansatz, eine Industrieanlage als eine Insel anzusehen, auf der Geräte mit 100 mW Sendeleistung auch nicht-adaptiv arbeiten dürfen. Durch Vorgabe eines Mindestabstandes der Funkgeräte – beispielsweise 10 m – zur Grundstücksgrenze der Industrieanlage kann nachgewiesen werden, dass im öffentlichen Bereich der Störeinfluss der '10-mW-Fabrik' niemals so groß sein kann, wie er von einem 10-mW-Gerät nach der EN 300440 in beliebig nahem Abstand auftreten kann. Mit anderen Worten, ein 10-mW-Gerät nach EN 300440 kann viel stärker stören, als die 10-mW-Fabrik.
Am 14. November lag dieses Konzept bei der TCAM – Vertretern der europäischen Regulierungsbehörden in Brüssel – zur Entscheidung auf. Wie ging die Entscheidung aus?
Der Vorschlag der 10-mW-Fabrik wurde von Deutschland eingebracht und von Italien unterstützt. Leider waren viele andere Regulierer wie Österreich, UK und Norwegen gegen diesen Vorschlag. Insbesondere vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 beziehungsweise Advanced Manufacturing wie es in Europa heißt, hat man den Handlungsbedarf allerdings erkannt.
Welche Konsequenz ergibt sich daraus?
Harter technischer Fakt ist: Der Ansatz der 10-mW-Fabrik ist nicht – zumindest noch nicht – anwendbar. Damit müssen alle Geräte, die ab dem 1. Januar 2015 neu in den Markt gebracht werden, die EN 300328 Version 1.8.1 erfüllen. Sprich: Existierende Anlagen und Produkte bleiben unverändert, neue Produkte hingegen müssen entweder adaptiv sein, den MU-Ansatz erfüllen oder dürfen maximal 10 mW Sendeleistung verwenden.
Positiv ist allerdings festzuhalten: In Brüssel haben wir zu dem Thema eine Aufmerksamkeit geweckt, die es nun zu nutzen gilt. Der Ansatz der 10-mW-Fabrik soll beispielsweise durch die europäische Frequenzregulierung geprüft werden, um gegebenenfalls eine entsprechende Frequenz-Nutzungszuteilung zu erwirken. Parallel dazu arbeitet die Automatisierungsindustrie an einer Frequenznutzungszuteilung im Bereich 5,725 bis 5,875 GHz, über die noch in diesem Monat entschieden werden soll. Allerdings kann dieser Bereich nur additiv zum 2,4-GHz-Band betrachtet werden, da auch hier die Nutzungsbedingungen nicht alle Anwendungen ermöglichen und es zunächst auch nur eine europäische und keine weltweit verfügbare Lösung wäre.
(Anmerkung: Die EN 300440 ist eine Norm, nach der Geräte in 2,4 GHz mit maximal 10 mW, ohne Adaptivität und bis zu 100 % Duty Cycle betrieben werden dürfen.)









