Funkstandards: Technische Unterschiede
In diesem Artikel geht es um die Plannung zur Koexistenz der Funksysteme. 
Das Bild zeigt einen Vergleich gängiger Funktechnologien und den Vergleich der Eigenschaften unterschiedlichster Funkstandards.
Besonders interessant ist der Ressourcenverbrauch. Hier schneidet WLAN sehr schlecht ab. Dies ist vergleichbar mit dem Benzinverbrauch eines Fahrzeuges. Für industrielle Anwendungen mit entsprechenden räumlichen Ausdehnungen ist es ein Killerkriterium. Bei Airbus in der Flugzeugproduktion sind in einer Fabrikhalle eine Vielzahl von völlig unterschiedlichen mobilen Maschinen und Anlagen im Einsatz, die völlig unabhängig voneinander eine drahtlose Kommunikation benötigen. WLAN ist dafür nicht geeignet, da nur 3 unabhängige Systeme in einer Halle betrieben werden können und meistens für die Netzwerkanbindung eingesetzt und reserviert sind. DECT bei 1.9GHZ erlaubt 120 parallele Verbindungen und wird deshalb sehr häufig bei Schildknecht eingesetzt.
Das Bild (6) zeigt eine Nanonet Funestement:
Nanonet wird als sehr störsicher bezeichnet. Die Messung einer CAN –Bluetooth Funkstrecke zeigt, dass Nanonet einen sehr hohen Duty Cycle von 45% erzeugt. (Bild 6 rechts oben) Es ist zu erwarten, dass sich andere Funktechnologien wie WLAN und 802.15.4 davon massiv gestört fühlen werden.
WLAN mit OFDM: Diese Technik wird bei der 54MBit Übertragung verwendet. Um den Datendurchsatz zu steigern werden die zu übertragenden Daten auf diese Subträger verteilt. Würde man dagegen die Daten parallel übertragen, also redundant (ohne seriell – parallel Wandler am Eingang aus Bild 8), wäre OFDM eine ideale Übertragungstechnik für gestörte Umgebungen.
Das Bild (7) zeigt verschiedene Spreizbandtechnologien (Quelle McCurdy):
Bild (8) aus Wikipedia zeigt das OFDM Prinzip zur Erhöhung der Datenrate:
Ähnlich ist die Problematik bei IEEE802.11n, der neuesten WLAN Variante. Hier werden durch das MIMO Prinzip Reflektionen zur Erhöhung des Datendurchsatzes verwendet. Für Industrielle Anwendungen fehlen Lösungen die speziell für hohe Verfügbarkeit entwickelt worden sind. Im Vortrag wird gezeigt, wie durch propritäre Maßnahmen, die nicht mehr dem IEE 802.11 Standard entsprechen, deutliche Verbesserungen der Übertragungsstabiltät möglich sind
Im Bild 7 sieht man die von Bluetooth verwendete Spreizbandtechnologie FHSS. 1600 mal pro Sekunde wechselt Bluetooth auf einen anderen der 80 Kanäle im 2.4GHz Band. Mit dieser Methode ist Bluetooth zwar langsamer aber bestens bewappnet wenn bestimmte Frequenzen mal gestört sind. Die Übertragung erfolgt dann einfach auf dem nächsten Kanal.
Wir bedanken uns bei Thomas Schildknecht (Vorstand Schildknecht AG Murr), für diesen Beitrag.
Download des kompletten Dokuments: ‘Coexistenzvergleich unterschiedlicher Funkstandards’