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belden10212histoire de couverture

Depuis 2004, les ingénieurs s’efforcent de permettre la transmission sans fil de données à l’échelle industrielle dans des réseaux répondant aux exigences des normes en vigueur et de divers environnements. Bien a Hirschmann Belden La plate-forme "Open BAT" est la dernière génération de LAN sans fil, qui offre non seulement une version plus rapide du standard de transmission, mais comprend également une interface radio pour la première fois, spécialement développée pour être utilisée dans l'automatisation.



Si vous souhaitez créer un réseau sans fil stable et fiable, vous avez toujours été en mesure de trouver du matériel résistant aux vibrations, à l'eau et extrêmement durable. En outre, les normes nécessaires ont été respectées, qui permettent d’utiliser les appareils dans l’environnement respectif, tel que l’EN50155 pour les trains. Les antennes et les câbles utilisés ainsi que les accessoires sont d’une qualité exceptionnelle. Néanmoins, il est arrivé maintes et maintes fois qu’un réseau LAN sans fil (WLAN) ne fonctionnait pas comme prévu.

Transfert de données avec interruptions Port de Hambourg

belden20212Un exemple de ceci est une installation au port de Hambourg. La tâche consistait à établir des liaisons radioélectriques entre les côtes et à amarrer les navires. Il y avait des conditions presque idéales. Par conséquent, les emplacements de montage pourraient être choisis de manière à ce que les antennes et les points d'accès puissent "se voir" sans obstacles. De plus, la distance entre l'émetteur et le récepteur n'était pas très grande. Lors de la planification, le réseau était correctement établi et tout d’abord vérifié s’il existait déjà des réseaux WLAN concurrents. Ensuite, les meilleures chaînes gratuites ont été sélectionnées. Les antennes utilisées ont été dimensionnées de telle sorte que, selon des formules de calcul, la ligne à large bande passante puisse être pontée de manière optimale. Des installations similaires ont été installées des centaines de fois entre les bâtiments, comme connexion DSL sur Internet des communautés ou en montagne - et toujours sans problème. Au début, tout semblait bien à Hambourg. Les appareils ont montré une connexion physiquement parfaite. Et le signal reçu était suffisamment fort pour atteindre la largeur de bande souhaitée.

Et pourtant, il s'est avéré que la transmission des données ne fonctionnait que très mal et avec de nombreuses interruptions. Parce que sur la piste, beaucoup de paquets ont été perdus ou cassés. En particulier, si un navire devait être connecté à bref délai, la quantité de données souhaitée ne pourrait pas être transmise dans les délais impartis. Les installateurs expérimentés étaient à bout de ressources. Après tout, tout avait été planifié, construit et configuré comme prescrit par le fabricant.

belden30212Pour dépanner une analyse de fréquence complète et complexe a été réalisée, qui a examiné non seulement la gamme de fréquences dans laquelle se trouve le WLAN (la bande dite ISM dans la gamme 2,4 GHz). Mais c’est tout le spectre de fréquences au microscope dans lequel, entre autres, les radars, les réseaux mobiles et les stations de radio émettent. Il est rapidement devenu évident que le port de Hambourg était un environnement exigeant.

Le WLAN est limité à une puissance d'émission maximale de 2,4 mW dans la bande 100 GHz et à une performance de 5 mW dans la bande 1000 GHz. Cela en fait le plus faible par rapport aux technologies diffusant à proximité immédiate. Etant donné que les antennes WLAN reçoivent non seulement le signal WLAN, mais également tout ce qui est présent sur les ondes électromagnétiques, tout le fouillis de signaux est transmis au récepteur WLAN. Il est alors occupé à filtrer le bon signal. Pour des raisons de coût et du fait que les interfaces radio WLAN précédentes n'étaient pas conçues pour ces situations, le filtre de fréquence du jeu de puces intégré est très faible. Cependant, le WLAN émet uniquement avec 1 W, tandis que d’autres systèmes sans fil émettent à gauche et à droite de la plage de fréquences WLAN jusqu’à 10 ou même 30 kW. Un remède a été créé en installant un filtre passe-bande supplémentaire entre le point d’accès et l’antenne, qui ne laisse pas passer les fréquences voisines brouilleuses en direction du récepteur. Ainsi, le niveau de bruit pourrait être considérablement réduit, augmentant ainsi le taux de réception des paquets à des niveaux normaux.

La friction génère des rejets dans la fosse à ciel ouvert

belden40212Une autre expérience pratique a été acquise dans une mine à ciel ouvert. Là, des périphériques WLAN ont été installés pour établir une connexion de réseau mobile le long des bandes transporteuses. L'installation et le transfert de données ont parfaitement fonctionné après l'acceptation du réseau. Cependant, après quelques mois de fonctionnement, les appareils ont progressivement perdu leur alimentation et ont finalement échoué à assurer la transmission de données requise. Les appareils en question ont été examinés au laboratoire. La foudre ou un dommage similaire ne s'était pas produit. Les appareils ont également été installés correctement, avec une mise à la terre solide et une protection contre la foudre en amont entre antenne et appareil. Et pourtant, il était clair qu'il y avait eu une destruction progressive de composants sur le récepteur WLAN en raison de décharges électriques. Il s'est avéré qu'en raison du frottement des masses d'air au-dessus de la fosse à ciel ouvert, de petites décharges statiques ont eu lieu, qui ont été reçues par les antennes WLAN et transmises. Ceux-ci ont passé la protection contre la foudre, car ils étaient en dessous de la tension de déclenchement.

Saut quantique en communication radio

belden50212Tant dans le port de Hambourg que dans les applications à ciel ouvert, les problèmes ont été résolus par des solutions individuelles nécessitant un composant supplémentaire en amont. Ceci a été réalisé sous la forme d'un filtre passe-bande ou d'une protection avancée contre les surtensions, qui fonctionne également à basses tensions et courants. Cependant, les deux solutions augmentent considérablement les coûts d'installation et nécessitent également plus d'espace. Cependant, l'espace est une denrée rare dans de nombreuses applications industrielles, par exemple lors de l'installation de périphériques WLAN dans les trains. En outre, il faudrait prévoir jusqu'à six protections contre les surtensions et / ou filtres passe-bande par point d'accès pour les appareils de la génération actuelle, car il existe jusqu'à six connexions d'antenne. Le coût de ces composants supplémentaires peut rapidement dépasser le prix d'un point d'accès unique.

C'est pourquoi Hirschmann a mis au point pour la première fois une interface WLAN qui répond systématiquement aux exigences de telles applications industrielles. Ce faisant, il a été possible d’adapter les composants de la protection contre les surtensions et les filtres de bande de fréquence dans le point d’accès.

La miniaturisation va si loin que les fonctions ont trouvé de l’espace directement sur le module radio WLAN. Ainsi, chaque module forme une interface radio dont trois au maximum peuvent être utilisés dans un point d’accès. La protection intégrée contre les surtensions a résisté à des décharges jusqu’à 25 kV au cours des tests. Le filtre passe-bande intégré fonctionne également dans les bandes 2,4 GHz et 5 GHz et libère le réseau local sans fil d'un niveau de bruit perturbant.

La nouvelle plate-forme brevetée "Open BAT" est la dernière génération de périphériques WLAN, représentant une nouvelle évolution de la technologie WLAN, avec une augmentation de la vitesse du réseau pouvant atteindre jusqu'à 50% par rapport à la génération précédente. En outre, cette plate-forme permet au client de répondre à ses besoins à partir d’une gamme presque illimitée d’interfaces, de blocs d’alimentation, de types de boîtier et de certifications spécifiques.

En outre, Open BAT offre une flexibilité supplémentaire en vous permettant de configurer un réseau sans fil avec les périphériques Open BAT en tant que points d'accès autonomes ou de le gérer de manière centralisée via un contrôleur BAT. En bref, la nouvelle plate-forme permet de réaliser des solutions WLAN dans des zones où cela n’était pas possible auparavant. De plus, le client peut choisir la bonne variante de produit pour sa solution individuelle afin de ne payer que les fonctionnalités dont il a réellement besoin.

Dans le développement d'Open BAT, l'accent était mis sur une flexibilité maximale. Par conséquent, cette plate-forme convient aux applications de plusieurs industries. Il s'agit notamment de l'automatisation des usines et des processus, du transport et de la distribution d'énergie, de l'exploitation minière et de la production d'énergie à partir d'énergies renouvelables.

Le module radio WLAN breveté est un élément particulièrement important de ce nouveau développement. Il est non seulement équipé d'un filtre passe-bande intégré et d'une protection contre les décharges électrostatiques, mais se caractérise également par une très faible consommation électrique et une plage de températures extrêmement étendue. En outre, ce module est équipé de connecteurs d’antenne particulièrement robustes avec une faible atténuation du signal et peut être monté de manière particulièrement résistante aux vibrations. Pour la première fois, des liaisons radio stables peuvent être implémentées de manière fiable, même dans les environnements les plus difficiles.

L'auteur est Olaf Schilperoort MBA, chef de produit chez Hirschmann Automation and Control GmbH, Neckartenzlingen.


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