In Funknetzwerken kann es immer zu unvorhergesehenen Interferenzen kommen. In der Logistik zum Beispiel durch Regalbediengeräte oder Gabelstapler.

In Funknetzwerken kann es immer zu unvorhergesehenen Interferenzen kommen. In der Logistik zum Beispiel durch Regalbediengeräte oder Gabelstapler.Industrieblick – Fotolia.com/Moxa

Interferenzen in Funknetzwerken führen zu allerlei Komplikationen. Zu aller erst steigt das Datenaufkommen im Netzwerk, wenn Interferenzen ein Datenpaket verfälschen. Denn dann schickt der Empfänger kein Empfangsbestätigung und das ursprüngliche Datenpaket muss erneut gesendet werden. Darüber hinaus ist das Wlan-Protokoll 802.11 darauf ausgelegt bei bestehenden Interferenzen die Übertragung zu verzögern. Die Pakete werden nur dann gesendet, wenn die Interferenzen nicht mehr vorliegen. Längerfristig bestehende Interferenzen können deshalb den Durchsatz des Drahtlos-Netzwerks stark verringern. Wesentlich schlimmer ist die Wirkung von Interferenzen bei kritischen Anwendungen. Der Verlust von Paketen führt hier zum Stillstand von Maschinen, Verlust von Video-Frames oder Unfällen, weil eine Maschine nicht auf Befehle reagieren kann.

Ursachen für Interferenzen können Mobiltelefone, Wireless-Kameras, Bluetooth-/Zigbee-Geräte oder Mikrowellen sein. Auch ein mangelhaft angeschlossener elektrischer Schaltkreis verursachen Interferenzen. Auch wenn Routinemaßnahmen wie Wlan-Ausleuchtung sowie fachgerechte Installation und Geräteisolierung ergriffen werden, um Interferenzen zu erkennen und zu beheben, ist es so gut wie unmöglich sie vollkommen auszuschließen.

Mehr Geräte machen es nicht besser

Die einfachste Methode mit Interferenzen klar zu kommen, ist die Anzahl der Geräte zu erhöhen, um überall ein stärkeres Wlan-Signal zu erzeugen. Aber eine höhere Dichte an Geräten steigert die Interferenzen im Netzwerk sogar noch, da sich die benachbarten Geräte im gleichen Frequenzband gegenseitig stören. Die Geräteanzahl zu erhöhen und die Übertragungsleistung jedes Access Points zu verringern, führt also nicht zum gewünschten Erfolg.

Der Wireless Access Point verfügt über zwei unabhängige RF-Module, über die er simultan Daten übermittelt.

Der Wireless Access Point verfügt über zwei unabhängige RF-Module, über die er simultan Daten übermittelt.Moxa

Da die meisten latenzsensiblen Anwendungen den Verlust von Datenpaketen und wiederholte Anfragen zum erneuten Versand nicht tolerieren, wurden selbstheilende Drahtlos-Technologien eingeführt. Diese stellen die Kommunikation durch Kanal-/Frequenzwechsel wieder her. Der Wechsel kann allerdings einige Sekunden oder Minuten dauern. Die meisten Anwender erwarten jedoch, dass die Access Points Daten simultan über beide Frequenzen übertragen. Die Access Points übertragen aber nur über eine Frequenz. Sie wechseln nur zur anderen Frequenz, wenn die Übertragungsqualität unter eine bestimmte Schwelle fällt. Diese Form der Redundanz hat ihre Grenzen: Der Wechsel erfordert Zeit, und währenddessen gehen Datenpakete verloren. Wenn die Schwelle für den Frequenzwechsel zu niedrig eingestellt ist, muss die Datenrate erst unter die Schwelle fallen, bevor gewechselt wird. Für Anwendungen, die ein konstant hohes Leistungsniveau erfordern, ist das nicht akzeptabel. Wenn die Schwelle aber so eingestellt ist, dass der Frequenzwechsel erst bei einem höheren Wert ausgelöst wird, entsteht möglicherweise ein Ping-Pong-Effekt, bei dem die Drahtlosverbindung ständig zwischen zwei Frequenzen hin und her springt, was den Wechsel an sich ineffizient macht.

Simultan senden

Die Wahrscheinlichkeit, dass Interferenzen gleichzeitig die 2,4-GHz- und die 5-GHz-Frequenz stören ist gering. So sorgt die simultane Datenübertragung dafür, dass die Daten sicher ankommen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass Interferenzen gleichzeitig die 2,4-GHz- und die 5-GHz-Frequenz stören ist gering. So sorgt die simultane Datenübertragung dafür, dass die Daten sicher ankommen.Moxa

Durch ein Redundanzkonzept verringert die simultane Dual-Radio-Technologie die Wahrscheinlichkeit, dass durch Interfenzen Datenpakete verloren gehen: Für jedes ausgehende Datenpaket wird ein zweites, gleiches Paket simultan über die Zweitfrequenz gesendet, um dafür zu sorgen, dass wenigstens eines der beiden Pakete den Empfänger erreicht. Latenzsensible Anwendungen können so in einem drahtlosen simultanen Dual-Radio-Netzwerk installiert werden, da die Chance, dass eine unvorhergesehene Interferenzen gleichzeitig beide Frequenzen (2,4 GHz und 5 GHz) unterbrechen, unwahrscheinlich ist. Simultane Dual-Radio-Übertragung erhöht außerdem den Datendurchsatz durch die geringere Anzahl von Anfragen zum erneuten Versand.

Moxas  proprietäre, duale Funktechnologie Concurrent Dual-Radio sorgt für null Paketverlust in industriellen Wlan-Anwendungen. Die Wireless Access Points, Bridges und Clients der Serien AWK-5222 und AWK-6222 verfügen über die Concurrent-Dual-Radio-Technologie und ermöglichen das sichere und zuverlässige Übertragen von Daten ohne Paketverluste in latenzsensiblen Anwendungen. Sie verfügen über zwei unabhängige RF-Module, über die simultan die Daten übermittelt werden. Die Access Points entsprechen den Konformitätskritierien von Safetynet p und wurden für die zuverlässige redundante Wireless-Link-Technologie für Realtime-Ethernet-Konnektivität Safety Network International zertifiziert.

Lars Jaeger

ist Business Development Manager Industrial Wireless bei der Moxa Europe GmbH in Unterschleißheim.

(mf)

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