Wireless PROFINET Brecht Schamp

Wireless PROFINET

Brecht Schamp Industrial Network Specialist Phoenix Contact (Benelux)

Wireless communicatie: voordelen? Agenda

 Voordelig? Wireless

Drukt bekabelingkosten!

 Completer? Bluetooth

Meer toepassingsgebieden worden bereikbaar!

 Flexibiliteit? WLAN

Installatie is eenvoudig aan te passen en uit te breiden!

 Snel? Afstand

Conclusie

Geschikt voor real-time netwerken zoals Profinet IO!

Wireless communicatie: nadelen? Agenda

 Kennis? Investeren in kennis van nieuwe technologie!

Wireless

 Vooroordelen? Door minder goede ervaringen met commerciële systemen!

Bluetooth

 Radioplanning? Investering in een netwerkdesign!

WLAN

Afstand

Conclusie

Wireless communicatie: PROFINET Agenda

Nanotron Wireless

WiMax

Bluetooth enocean

Bluetooth

GSM WLAN

Wireless LAN

Trusted Wireless

Afstand

DECT Conclusie

Zigbee

emberNet Wireless USB UWB

UMTS

Agenda

Wireless

Bluetooth

Commercieel gebruik

Wireless communicatie

Afstand

Conclusie

Industrieel gebruik

WLAN

Wireless communicatie: Bluetooth Agenda

Wireless

 Bluetooth genoemd naar de Deense Viking koning Harald Blåtand (10e eeuw)

Bluetooth

 Bluetooth is ontwikkeld door Ericsson, Nokia, IBM, Intel & Toshiba en wordt nu door duizenden fabrikanten ondersteund

WLAN

 Bluetooth biedt een goedkope oplossing voor communicatie tussen GSM en headset

Afstand

 Bluetooth is inmiddels ook toepasbaar in netwerken en industriële producten zijn beschikbaar

Conclusie

Wireless communicatie: WLAN Agenda

Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

 WLAN staat voor Wireless Local Area Network  Sinds ‘80 zijn er diverse oplossingen op de markt:  Proprietary  “De” standaard: IEEE 802.11  Aanzienlijke verschillen in:

 Snelheid  Haalbare afstand  Compatibiliteit

Wi-Fi is een certificatielabel ('logo') voor draadloze dataConclusie

netwerkproducten, die werken volgens de IEEE 802.11

Wireless communicatie Agenda

Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Standaard Frequentieband Reikwijdte* Max. Overdrachtssnelheid Lokale systeemdichtheid Deelnemers per Access Point Robuustheid mbt betrouwbaarheid Determinisme Beveiliging

IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz


MHz Wireless

10,000 2400 1000 100

Bluetooth

10 1

WLAN

0.1

0.01

Basic frequency

Harmonic

Induction heaters

Drives

Switching device relays

Switching power supply units

RFID

Frequency inverters

Spot welding

Conclusie

0.001 Arc welding

Afstand


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band 100-200m

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz 100-200m


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band 100-200m 1Mbit/s >30 7

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz 100-200m


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band 100-200m 1Mbit/s >30 7

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz 100-200m 300Mbit/s 3 >15

5 GHz band Band I Europe

Band III

Band II

1000 mW

200 mW

200 mW

indoor only

indoor only

outdoor + indoor (DFS, TPC)

(DFS, TPC) 100 mW

500 mW without TPC

without TPC

U-NII-1 USA

U-NII-2

U-NII-2 extended

1000 mW2)

200 mW1)

Band IV

1000 mW2)

indoor only outdoor + indoor (DFS, TPC)

outdoor + indoor

U-NII-3 4000 mW3) outdoor + indoor

(DFS, TPC)

500 mW

500 mW without TPC

without TPC

China channel No.

500 mW 36, 40, 44, 48

total channels

52, 56, 60, 64

4

f [GHz] 5.15

100 - 140

4 5.25

DFS = Dynamic frequency selection TPC = Transmit power control

De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2010

149, 153, 157, 161

11 5.35

5.470

165

4 5.725

1 5.825

5.850


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


Bluetooth

WLAN

IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band 100-200m 1Mbit/s >30 7 Zeer groot Ja Ja

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz 100-200m 300Mbit/s 3 >15 Groot Nee (Ja) Ja

Bluetooth:  Paring  Onzichtbaar  Encryptie  Password

WLAN: 

WPA2


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


Bluetooth

WLAN

IEEE 802.15.1 2,4 GHz ISM-Band 100-200m 1Mbit/s >30 7 Zeer groot Ja Ja

IEEE 802.11a/b/g/n 2,4 GHz and 5 GHz 100-200m 300Mbit/s 3 + 19 >15 Groot Nee (Ja) Ja

Wireless communicatie: coexistentie Agenda

Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

?

WLAN

Wireless communicatie: coëxistentie

1

...................................... Bluetooth ...............................

79

83,5 MHz

22MHz WLAN 1 2400

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472 MHz

2483.5


1

...................................... Bluetooth ...............................

79

- Automatic mechanism: AFH (Adaptive Frequency Hopping)

83,5 MHz

22MHz WLAN 1 2400

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472 MHz

2483.5


1

...................................... Bluetooth ...............................

79

- Automatic mechanism: AFH (Adaptive Frequency Hopping) - Manual mechanism: Low Emmission Mode - Manual mechanism: WLAN Channel Skipping

83,5 MHz

22MHz WLAN 1 2400

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2412 2417 2422 2427 2432 2437 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472 MHz

2483.5

Wireless communicatie: coëxistentie Agenda 11 Bluetooth Channels

1

11 Bluetooth Channels

Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Zelfs wanneer de 3 WLAN kanalen in gebruik zijn kunnen diverse BT-systemen nog prima communiceren ! WLAN Channel 1

WLAN Channel 7

Frequenc y

WLAN Channel 13


???

Wireless

De te overbruggen afstand wordt beïnvloed door: Bluetooth

 Omgevingsinvloeden

(zoals demping, reflectie, afbuiging en verstrooiing)

WLAN

Afstand

Conclusie

 Toegepaste antenne techniek  Ontvanger gevoeligheid Met Industrieel wireless kan 50 tot 100 m ‘binnen’ en 200 tot 400 meter ‘buiten’ worden overbrugd*. *Dit is echter afhankelijk van de omgevingsinvloeden, toegepaste antennetechniek en het toegepaste product.


versterking Wireless

Bluetooth

WLAN

strooiing afbuiging

Afstand

Conclusie

Door deze (propagatie-) effecten ontstaat multipath fading.


Propagatie effecten -> Multipath fading -> Interferentie

Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Destructieve interferentie

Constructieve interferentie


Rondstraal antennes Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Richt antennes

Leaky Feeder


Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie


Wireless

Bluetooth

WLAN

 Rondstraalantennes zenden in principe een linear gepolariseerde radiogolf.

 De polarisatie van de



radiogolf moet overeenkomen met stand van de antenne! Signaalsterkte

Afstand

Conclusie

Goede ontvangst

Wireless communicatie

Wireless

Bluetooth

Bij reflectie verandert de polarisatie! => De polarisatie past niet meer bij de ontvangst antenne!



Metaal

Agenda

WLAN

Afstand

Conclusie

Slechte ontvangst!

Signaalsterkte


Wireless

De polarisatie heeft een aanmerkelijke invloed op de ontvangen signaalsterkte.

Bluetooth

WLAN

Signaalsterkte

Afstand

Conclusie

90° gedraaide polarisatie kan in de praktijk tot signaaldemping van meer dan 20 dB leiden. (-6 dBm => halve afstand)


De stand van de circulair gepolariseerde (richt) antenne heeft geen invloed op de ontvangst

Wireless

Lineare polarisatie Bluetooth

WLAN

Afstand

Signaalsterkte

Conclusie

Circulair polarisatie

Altijd goede ontvangst!

Signaalsterkte

Wireless Communicatie 30

Agenda

MiMo-technologie Wireless

Multiple-In-Multiple-Out

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Dubbele doorvoer veel betere betrouwbaarheid en bereik


??? Wireless

Bluetooth

WLAN

Afstand

Conclusie

Radioplanning:

• Site Survey • Simulatie Software:

Wireless communicatie: PROFINET Agenda



Zo stabiel en betrouwbaar als een kabel

Wireless



Korte tijd vertraging & deterministisch gedrag

Bluetooth



Hoge dichtheid van verschillende wireless verbindingen toegestaan

WLAN



Kosten zijn vergelijkbaar met een veldbus interface

Afstand



Veilig m.b.t. toegang en manipulatie



Eenvoudig in gebruik

Conclusie

Bedankt! Meer info? Brecht Schamp Industrial Network Specialist Phoenix Contact Benelux [email protected]

Wireless PROFINET Brecht Schamp

Recommend Documents