Herausforderung Freifeldversuch
Die Bestätigung der positiven Ergebnisse unter praxisnahen Umgebungsbedingungen ergab sich in einem Freifeldversuchs: Die ca. 80m lange Funkstrecke auf einem Maschinentestgelände wies alle Merkmale auf, die für WLAN-Serviceingenieur Herausforderungen bedeuten: ein paralleles WLAN-Unternehmensnetzwerk, Personal mit Handys und wahrscheinlich Bluetooth-Freisprecheinrichtungen sowie auf Bluetooth basierende Maschinensteuerungen mit maximaler Sendeleistung. In der unmittelbaren Funkzone bewegten sich zudem Mobilkräne, die eine direkte Funkausbreitung verhinderten und für Reflexionen sorgten. Bei diesem Test wurden im Gegensatz zu den Labortests bewusst nicht nur zwei unterschiedliche Kanäle verwendet, sondern zwei komplett diversitäre Frequenzbänder: 2,4 und 5GHz (IEEE802.11n). Der Gedanke dabei war, dass die Verbindung in der Praxis möglicherweise nicht nur durch konkurrierende standardkonforme Funkdienste beeinflusst wird, sondern durch einen massiven breitbandigen Störsender. Zudem ist eine verbesserte Diversität bezüglich des Reflektionsverhaltens zu vermuten.
Stabiles Ping-Timing
Als Testapplikation diente in diesem Fall ein zyklischer ICMP Echo Request. Gemessen wurden jeweils die Ping-Antwortzeit über die einzelnen Funkstrecken und die kombinierte PRP-Verbindung. Zunächst fiel auf, dass die einzelnen 802.11n-Links trotz ungünstiger Randbedingungen erstaunlich gut und breitbandig funktionierten. Dennoch gehen in beiden Frequenzbändern einzelne Pakete verloren bzw. verzögern sich um mehr als 50ms. Eine Sicherheitssteuerung aus dem Laborversuch hätte damit sicher zu einer permanenten Abschaltung der Anlage geführt. Die diversitäre PRP-Verbindung hingegen weist keinerlei Paketverluste auf. Fast noch wichtiger ist die Tatsache, dass auch das Ping-Timing sehr stabil ist. Bei einer durchschnittlichen Verzögerung von 2ms für den in beide Richtungen über das Netzwerk laufenden ICMP-Mechanismus liegen die maximalen Verzögerungen deutlich unter 10ms. Abschließend lässt sich festgestellen, dass es mithilfe der nahtlosen, verzögerungsfreien Redundanzumschaltung mittels PRP/HSR möglich ist, auch zeitkritische Prozesse mit hoher Verfügbarkeit selbst über teilweise gestörte Teilnetze und insbesondere auch über WLAN zu koppeln. Damit erschließen sich für Industrial Ethernet neue Applikationsfelder, z.B. sicherheitsgerichtete Steuerungen. Die dazu notwendige Implementierung der IEC62439-3 Protokolle in die entsprechenden Endgeräte kann durch den Einsatz entsprechender Embedded- Switch-Module wesentlich vereinfacht und beschleunigt werden.
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