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Aktive Komponenten - Industrial Wireless
Industrial Wireless
Inhalt Industrial Wireless Übersicht Industrial Wireless Industrial Wireless Einleitung E.2 Industrial Wireless E.5 E Indus trial W irele ss E.1 1460830000 – 2014/2015
Industrial Wireless Drahtlose Kommunikationslösungen In beweglichen Applikationen oder unzugänglichen Umgebungen sind drahtlose Kommunikationslösungen von Vorteil. Denn überall dort, wo eine Verkabelung nicht effektiv ist oder eine mobile Netzanbindung benötigt wird, kommt heute Wireless LAN auch in industriellen Produktionsstätten oder Anlagen zum Einsatz. Zum Beispiel werden in der Logistik AGV (Automatic Guides Vehicles) über WLAN angebunden. Dabei ist das Roaming zwischen mehreren Funkzellen wichtig, wodurch eine individuell konfigurierbare Funkabdeckung ermöglicht wird. Das WLAN-Modul von Weidmüller ist flexibel als Access- Point, Bridge oder Client verwendbar. Durch die alternative Versorgung per Power-over-Ethernet (Spannungsversorgung über das Datenkabel) lässt es sich besonders einfach in eine bestehende Infrastruktur einbinden. Höchste Datenintegrität wird durch die Einbindung in einen RADIUS-Dienst und durch die sichere Verschlüsselung mit WPA2 im Funkfeld gewährleistet. Es können flexibel mehrere Funkfelder aufgespannt werden, in denen sich die Clients durch schnelles Roaming zwischen den Funkzellen bewegen. Je Funkzelle können mehrere Bereiche vergeben (Multi-SSID) und unterschiedlichen VLANs zugeordnet werden. Dadurch wird die kabelgebundene Infrastruktur im Funkbereich 1:1 weitergeführt. Industrial Wireless Einleitung E Indus trial W irele ss E.2 1460830000 – 2014/2015
Industrial Wireless Einleitung Ethernet Access- Point AP-Client PLC Mobiles Gerät Access-Point – Client-Betrieb Bridge-Betrieb – Punkt zu Punkt Bedienoberfläche AP-Client AP-Client PLC SPS SPS LAN Segment 1 LAN Segment 1 Bridge-Betrieb – LAN zu LAN fahrerloses Transportfahrzeug (Client) Roaming- Verbindung Access-Point 1 Access-Point 2 Access-Point 3 Access-Point 4 Alarmgeber Warnmeldung Alarm E-Mail-Benachrichtigung Access-Point DO DI Wireless-Betriebsmodi Die häufigsten Betriebsarten für drahtlose Netzwerke sind AP-Client-Modus (Access-Point) und Bridge-Modus. Im AP-Client-Modus ist ein WLAN-Access-Point zum Einrichten eines Basic-Service-Sets (BSS) für eine Drahtlosverbindung notwendig. Der AP kann dazu verwendet werden, ein Wireless LAN zu erstellen oder ein vorhandenes WLAN mit einem kabelgebundenen Netz zu verbinden. Der Bridge- Modus bietet eine einfache Möglichkeit, zwei Ethernetgeräte über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung drahtlos miteinander zu verbinden. Turbo-Roaming für unterbrechungsfreie Verbindungen Eine WLAN-Funkzelle hat je nach verwendeter Antenne eine begrenzte Reichweite. Für die Aufrechterhaltung der Kommunikation zwischen Geräten, die sich über längere Strecken in Be wegung befinden, ist es daher notwendig, dass eine Übergabe der Kommunikation von einem Access- Point zum anderen stattfindet. Ohne leistungsfähige Roaming-Technologie kann dies in einer Applikation mit einer hohen Anzahl an beweglichen Geräten und einer Vielzahl an Übergabepunkten zu einer schlechten Performance führen. Die Roaming-Technologie bietet eine nahtlose Wireless-Verbindung und ermöglicht den schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Wireless- Access-Points, ohne dass die Gefahr eines Abbruchs der Datenkommunikation besteht. Integrierte digitale Eingänge/Ausgänge Wireless-Access-Points sind oft an entfernten oder schwer zugänglichen Orten innerhalb einer Industrieanlage angebracht. Dies macht es für Systemadministratoren schwierig, den Status der Geräte bzw. deren Umgebung zu überwachen. Weidmüller WLAN-Access-Points verfügen daher über integrierte digitale Eingänge/Ausgänge, über die Alarmmeldungen via Netzwerk in Echtzeit an das zuständige Wartungspersonal abgesetzt werden können, wenn Fehler wie z. B. Ausfall der Stromversorgung oder Abbruch eines Links auftreten. E Indus trial W irele ss E.3 1460830000 – 2014/2015
Wireless VLAN (Multi-SSID) Die Abkürzung VLAN steht für „virtuelles LAN“. Es handelt sich hierbei um eine Netzstruktur mit allen Eigenschaften eines gewöhnlichen LAN, jedoch ohne räumlich Bindung. Anhand ihrer SSID können zwei oder mehr Clients zu einem VLAN hinzugefügt werden und in ein LAN integriert werden unabhängig von ihrer geografischen Lage. Ohne Verwendung von Routern können mit einem Layer-2- Switch in Verbindung mit Weidmüller WLAN-Access- Points Broadcast-Domänen voneinander abgegrenzt werden. Somit bieten VLANs Administratoren Spielraum hinsichtlich Netzwerksicherheit, Netzwerkmanagement und Skalierbarkeit. WMM für Kommunikationspriorisierung Quality of Service (QoS) ist ein Netzwerkbegriff für die Steuerung und Messung von Datenübertragungsraten, Durchsatz und Fehlerraten. Damit ist es ein wesentlicher Bestandteil der drahtlosen Kommunikation bei der Übertragung von Multimediadaten wie Audio und Video. Zum Beispiel erfordern wichtige Daten eine hohe Priorität bezüglich des Datendurchsatzes und geringe Fehlerquoten. WMM (Wi-Fi-Multimedia) basiert auf dem IEEE-802.11e-Protokoll, welches entworfen wurde, um QoS-Funktionalitäten auch in ein WLAN zu integrieren. Die Vorteile liegen in der Priorisierung wichtiger Daten und somit in der Verbesserung der Kommunikationsqualität. Hohe Priorität Höchste Priorität Niedrige Priorität Höchste Priorität Hohe Priorität Niedrige Priorität Sprach-Dienste Video-Dienste Best-Effort-Service 1. Etage 2. Etage 3. Etage Abteilung 1 Abteilung 2 Abteilung 3 VLAN 1 SSID 1 VLAN 2 VLAN 3 SSID 2 SSID 3 SPS SPS SPS Industrial Wireless Einleitung E Indus trial W irele ss E.4 1460830000 – 2014/2015
Industrial Wireless Technische Daten WLAN-Schnittstelle Standards IEEE 802.11a/b/g für Wireless LANIEEE 802.11i für Wireless SecurityIEEE 802.3u für 10/100BaseT (X)IEEE 802.3af für Power-over-EthernetIEEE 802.1D für das Spanning Tree-ProtokollIEEE 802.1w für Rapid STPIEEE 802.1Q VLAN Spreizcodeverfahren und Modulation (typ.) • DSSS mit DBPSK, DQPSK, CCK• OFDM mit BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM• 802.11b: CCK bei 11/5,5 MBit/s, DQPSK bei 2 MBit/s, DBPSK bei 11 MBit/s • 802.11a / g: 64QAM bei 54/48 MBit/s, 16QAM bei 36/24 MBit/s, QPSK bei 18/12 MBit/s, BPSK bei 9/6 MBit/s Betriebskanäle (Bandmitte) US: 2,412 bis 2,462 GHz (11 Kanäle), 5,18 bis 5,24 GHz (4 Kanäle) EU: 2,412 bis 2,472 GHz (13 Kanäle), 5,18 bis 5,24 GHz (4 Kanäle) Sicherheit • SSID-Broadcast aktivieren/deaktivieren• Firewall für MAC/IP/Protokoll/Port-basierte Filterung• 64-Bit- und 128-Bit-WEP-Verschlüsselung, WPA/WPA2-Personal und Enterprise (IEEE 802.1X/RADIUS, TKIP und AES) Übertragungsraten 802.11b: 1, 2, 5,5, 11 MBit/s 802.11a/g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 MBit/s Sendeleistung 802.11b: Typ. 23±1,5 dBm bei 1 bis 11 MBit/s802.11g: Typ. 20±1,5 dBm bei 6 bis 24 MBit/s, Typ. 19±1,5 dBm bei 36 MBit/s, Typ. 18±1,5 dBm bei 48 MBit/s, Typ. 17±1,5 dBm bei 54 MBit/s 802.11a: Typ. 18±1,5 dBm bei 6 bis 24 MBit/s, Typ. 16±1,5 dBm bei 36 bis 48 MBit/s, Typ. 15±1,5 dBm bei 54 MBit/s Empfangsempfindlichkeit 802.11b: -97 dBm bei 1 MBit/s, -94 dBm bei 2 MBit/s, -92 dBm bei 5,5 MBit/s, -90 dBm bei 11 MBit/s 802.11g: -93 dBm bei 6 MBit/s, -91 dBm bei 9 Mbps, -90 dBm bei 12 MBit/s, -88 dBm bei 18 MBit/s, -84 dBm bei 24 MBit/s, -80 dBm bei 36 MBit/s, -76 dBm bei 48 MBit/s, -74 dBm bei 54 MBit/s 802.11a: -90 dBm bei 6 MBit/s, -89 dBm bei 9 MBit/s, -89 dBm bei 12 MBit/s, -85 dBm bei 18 MBit/s, -83 dBm bei 24 MBit/s, -79 dBm bei 36 MBit/s, -75 dBm bei 48 MBit/s, -74 dBm bei 54 MBit/s Unterstützte Protokolle Allgemeine Protokolle Proxy ARP, DNS, HTTP, HTTPS, IP, ICMP, SNTP, TCP, UDP, RADIUS, SNMP, PPPoE, DHCP Access Point spezifische Protokolle ARP, BOOTP, DHCP, dynamische VLAN-Tags für 802.1X-Clients, STP/RSTP (IEEE 802.1D / w) Schnittstellen Standardantenne 2 dBi omni-direktionale Doppelbandantenne, RP-SMA (Stecker) Anschluss für externe Antennen RP-SMA (Buchse) LAN-Anschluss 10/100BaseT(X), Auto negotiation (RJ45-Anschluss) Konsolen-Port RS 232 (RJ45-Anschluss) LED-Anzeigen PWR1, PWR2, PoE, FAULT, STATE, SIGNAL, CLIENT, BRIDGE, WLAN, 10M, 100M Alarmkontakt 1 Relaisausgang mit einer Strombelastbarkeit von 1 A bei 24 V DC Digitale Eingänge 2 galvanisch getrennte Eingänge• +13 bis +30 V für den Zustand “1”• +3 bis -30 V für den Zustand “0”• max. Stromaufnahme: 8 mA Technische Daten Gehäuse Metall, Schutzart IP 30 Gewicht 850 g Abmessungen B x H x T 53,6 x 135 x 105 mm (2,11 x 5,31 x 4,13 in) Montage TS 35 Umgebungsbedingungen Betriebstemperatur Standardmodelle: 0 bis 60 °C (32 bis 140 °F)Modelle mit erweitertem Temperaturbereich: -40 bis 75 °C (-40 bis 167 °F) Lagertemperatur -40 bis 85 °C (-40 bis 185 °F) Relative Umgebungsluftfeuchte 5 % bis 95 % (nicht kondensierend) Spannungsversorgung Eingangsspannung 12 bis 48 V DC, redundante DC-Doppeleingänge oder 48 V DC Power-over-Ethernet (IEEE 802.3af) Anschluss 10-poliger abnehmbarer Klemmblock Strohmaufnahme • 0,121 bis 0,494 A bei 12 bis 48 V DC• 0,3 A bei 24 V DC Verpolungsschutz vorhanden Zulassungen Sicherheit EN60950-1, UL 60950-1 Funk EN300 328, EN301 893, EMV EN301 489-1/-17, FCC Teil 15, Abschnitt B Klasse B, EN55022/55024 Explosionsgefährdete Bereiche UL / cUL Class I, Division 2; ATEX Class I, Zone 2 MTBF 392,209 Stunden Gewährleistung Zeitraum 5 Jahre Bestelldaten Modelle Typ Betriebs- temperatur Best.-Nr. IEEE 802.11a/b/g Wireless AP/Bridge/Client für den europäischen Markt IE-WL-AP-BR-CL-ABG-EUIE-WLT-AP-BR-CL-ABG-EU 0 bis +60 °C-40 bis +75 °C 1242100000 1286480000 IEEE 802.11a/b/g Wireless AP/Bridge/Client für den amerikanischen Markt IE-WL-AP-BR-CL-ABG-USIE-WLT-AP-BR-CL-ABG-US 0 bis +60 °C-40 bis +75 °C 1242110000 1286490000 Zubehör Typ Best.-Nr. Externes Sicherungs- und Wiederherstellungsmodul EBR-Modul RS232 1241430000 Einbausatz für 19" Rack-Montage RM-KIT 1241440000 WLAN Antennen und Anschlusskabel - Seite F.2 ff. 105 mm [4.13 in] 135 mm [5.31 in ] 52.85 mm [2.08 in] 151,85 mm [5.98 in ] 97 mm [3.82 in ] % \ T Industrial Wireless - Access Point/Bridge/Client • IEEE 802.11a/b/g kompatibles Single Radio Modul (2,4 GHz oder 5 GHz Band)• Spannungsversorgung über redundante 24 V DC-Versorgungseingänge oder Power-over-Ethernet • Multi-SSID und VLAN-Unterstützung• Turbo Roaming für nahtlose Verbindungswechsel zwischen AP’s• Integrierte DI/DO zur Überwachung und Warnung Vorort• QoS (WMM)-Unterstützung E Indus trial W irele ss E.5 1460830000 – 2014/2015
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