Die WLAN-Infrastruktur der nächsten Generation
Höhere Datenraten, effizientere Datenübertragung und Zukunftssicherheit in der industriellen Kommunikation: Wi-Fi 6 bietet viele Vorteile, die durch die iFeatures von Siemens um industriespezifische Zusatzfunktionen erweitert werden. Mit den passenden SCALANCE W Access Points und Client Modulen im optimalen Zusammenspiel können Sie sofort loslegen.Der WLAN-Standard IEEE 802.11ax für die industrielle Wireless-LAN-Kommunikation hat das Ziel, den Datendurchsatz pro Gerät zu erhöhen. Dies hilft dabei, die steigende Anzahl an via WLAN mobil angebundenen Geräten zu bewältigen und die Effizienz in Umgebungen mit vielen Teilnehmern auszubauen. Zusätzliche gerätespezifische Verbesserungen wie ein digitaler Ein-/Ausgang in Kombination mit Sleep Mode steigern unter anderem die Effizienz von batteriebetriebenen Anwendungen wie fahrerlosen Transportsystemen (FTS bzw. AGV) oder mobilen Endgeräten.
Dank der höheren Leistung der drahtlosen WLAN-Kommunikation sind neue Applikationen möglich, z. B. Augmented Reality zur Arbeitsunterstützung auch aus der Entfernung sowie ferngesteuerte Kräne, autonome Intralogistiklösungen und vieles mehr.
Neue Art der Datenübertragung für WLAN
Den größten Vorteil bringt IEEE 802.11ax mit einer für WLAN komplett neuen Art der Datenübertragung namens Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA), die bereits in der Mobilfunktechnik verwendet wird. Bislang konnte immer nur ein Teilnehmer zu einem bestimmten Zeitpunkt kommunizieren.
OFDMA teilt einen Kommunikationskanal in bis zu neun Unterkanäle auf, die auf unterschiedliche Teilnehmer verteilt werden können. So lassen sich mehr Nutzer in kürzerer Zeit bedienen, und damit kleine Datenpakete effizienter übertragen und bessere Quality-of-Service-Mechanismen implementieren.
iFeature für Redundanz über WLAN
Eine besonders wichtige Anforderung wird über die industrielle Zusatzfunktion iPRP von Siemens möglich: Redundanz über WLAN.
Dies ist relevant für Anwendungen, in denen die Datenverbindung besonders robust und ausfallsicher sein muss. Hier darf bei der Störung eines Übertragungspfades die Verbindung nicht abreißen oder in einen sicheren Zustand umschalten, sondern muss weiterlaufen. Andernfalls würde die Datenkommunikation stoppen, und für Gefahr oder Stillstände sorgen.
Sleep Mode für fahrerlose Transportsysteme (FTS)
Wie lässt sich der Energieverbrauch von fahrerlosen Transportsystemen (FTS/AGV) und autonomen mobilen Robotern (AMR) optimieren?
Mithilfe von Wi-Fi 6 können nicht genutzte mobile Teilnehmer zum Beispiel am Wochenende deaktiviert werden. Dadurch vermeiden Sie den Akku bei Wiederaufnahme des Betriebs laden zu müssen. Möglich wird das durch den digitalen Ausgang an den WLAN-Client Modulen SCALANCE WUM76x-1, mit dem alle Automatisierungskomponenten auf dem mobilen Teilnehmer aus der Ferne ausgeschaltet werden können. Mit dem Sleep Mode der SCALANCE WUM76x-1 wird der Energieverbrauch im Ruhezustand auf lediglich 0,72 Watt minimiert.
Fahr- und Kontrolldaten eines Zuges redundant übertragen
Bei der Übertragung von Fahr- und Kontrolldaten eines Zuges zu einer Betriebsleitstelle ist Redundanz besonders wichtig. Möglich wird das durch den Einsatz des Access Points SCALANCE WAM766-1 EEC, der über Bahnzulassungen verfügt, und des iFeatures iPRP mit Paket-Duplizierung auf Basis von PRP.
Dadurch werden zwei virtuell separierte Netze auf Basis einer einzelnen physikalischen Infrastruktur mit Option auf Ringredundanz aufgebaut, um die unterbrechungsfreie Kommunikation durch synchronisiertes Roaming zu ermöglichen. Die Lösung ist sowohl an Bord von Zügen als auch entlang der Strecke einsetzbar. Sie reduziert den Hardware-Aufwand, da nur eine physikalische Infrastruktur installiert werden muss und ermöglicht trotzdem eine redundante Datenübertragung.
Robuste, langlebige Hardware, spezielle Zulassungen und Service
- Der Lebenszyklus von industriellem Wi-Fi 6 ist deutlich länger, weil Industriezyklen hinsichtlich Investitionsplanung längerfristiger sind als für den Heimgebrauch oder das Büro. Die Geräte mit den jeweiligen Technologien sind langfristig am Markt verfügbar.
- Die Hardware für industrielle Wi-Fi 6 Lösungen ist deutlich robuster und somit im Gegensatz zu handelsüblichen WLAN-Lösungen optimal für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen geeignet (z. B. höherer Temperaturbereich, hohe IP-Schutzklasse mit erhöhtem Schutz vor Wasser und Staub, Conformal Coating etc.).
- Wi-Fi 6 für die Industrie bietet spezielle Zulassungen und Zertifizierungen, die für den Einsatz im Industrie-Umfeld erforderlich sind. Das gilt auch für besondere Anwendungsfelder mit z. B. Bahnzulassungen für Einsätze im Bahnumfeld oder ATEX-Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche (ATEX).
- Für den weltweiten Einsatz verfügen die industriellen Wi-Fi 6 Produkte von Siemens über internationale Funkzulassungen.
- Sowohl technisch als auch logistisch bietet Siemens internationalen Support.
Software (siehe auch Fragen 2 + 3)
- Wi-Fi 6 für die Industrie ermöglicht eine flexible, aufwandsarme Skalierbarkeit von drahtlosen Netzwerken im Industrieumfeld. Durch die Einbindung in Netzwerk-Management-Systeme (wie SINEC NMS) können beispielsweise mehrere WLAN-Komponenten im Netzwerk zentral in Betrieb genommen, konfiguriert, überwacht und diagnostiziert werden.
- Industrielles Wi-Fi bietet außerdem erweiterte Optimierungsmöglichkeiten der WLAN-Parameter, z. B. Roaming-Optimierung, Kanal-Auswahl, einstellbare Kanalbreite, Retrys etc.
- Darüber hinaus decken die industriellen Wi-Fi 6 Lösungen von Siemens auch ein umfassendes IT-Feature-Set ab, z. B: VLAN, 802.1x, NAT, WPA3 etc. wodurch eine problemlose Integration in bestehende industrielle Netzwerke sichergestellt werden kann.
- Wi-Fi 6 Komponenten von Siemens erfüllen höchste Standards, so sind sie z. B. TÜV-zertifiziert und auch der Secure Entwicklungsprozess gemäß Security-Standard IEC 62443 wird erfüllt.
- Im Gegensatz zu handelsüblichen Wi-Fi 6 Angeboten, verfügen die industriellen Wi-Fi 6 Lösungen von Siemens mit den sogenannten iFeatures über spezielle Zusatzfunktionen für die Industrie, z. B. für Redundanz über WLAN.
iFeatures sind softwarebasierte Zusatzfunktionen, die speziell für die besonderen Ansprüche der Industrie entwickelt wurden. Obwohl Wi-Fi 6 zahlreiche Verbesserungen gegenüber den vorherigen WLAN-Technologien bietet, sind für die Industrie zusätzliche Funktionen nötig, die über den Standard hinaus reichen. Im Fokus stehen z. B.:
- Echtzeitkommunikation an geführten Applikationen mit RCoax-Systemen, inklusive Safety Integrated für kritische Safety-Applikationen über WLAN (iPCF)
- Hohe Skalierbarkeit bezogen auf Menge der Teilnehmer und räumliche Größe der Applikation, z. B. für Flotten mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS/ AGVs), inklusive Safety Integrated (iPCF-MC)
- Echtzeitkommunikation für Applikationen welche den Roaming-Prozess für eine festgelegte Anzahl an Teilnehmern steuern (iPCF-2)
- Redundanz und erhöhte Verfügbarkeit über drahtlose WLAN-Kommunikation (iPRP)
Weitere, detaillierte Informationen zu den iFeatures finden Sie hier.
IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) Geräte unterstützen ab Version V2.0 iPRPR und iPCF-2
Da iPCF-2 stetig weiterentwickelt wird, gibt es eventuell einige Applikationen für die Geräte auf Basis von IEEE 802.11n besser geeignet sind.
Für Fragen zum Einsatz unserer Produkte, kontaktieren Sie bitte unser Expertenteam.
Wi-Fi 6 hat dieselbe Reichweite wie die vorherigen Standards, da dieselben Frequenzen bei identischer erlaubter Sendeleistung genutzt werden. Es können sowohl aus der Vergangenheit vorliegende Planungen als auch das bestehende Zubehör, z. B. Antennen, verwendet werden. Somit ist kein Wi-Fi 6 spezifisches Antennenportfolio nötig. Es entstehen keine zusätzlichen Anschaffungskosten.
Hinweis: Spatial Re-Use/ BSS Coloring sind noch nicht bei der Planung zu berücksichtigen, weil diese nur in reinen Wi-Fi 6 Umgebungen volle Auswirkung haben können. Innerhalb der nächsten Jahre sehen wir hier keinen signifikanten Vorteil in 2,4 GHz und 5 GHz.
Das Portfolio ist international einsetzbar. Die aktuelle Übersicht zu den Funkzulassungen finden Sie hier.
WLAN mit iFeatures und Wi-Fi 6 ermöglicht bereits heute vielfältige Use Cases, z. B. Anbindung mobiler Teilnehmer an Serienmaschinen, Einschienenhängebahnen und Schubplattformen im Automotive-Umfeld, Fahrerlose Transportsysteme (FTS/ AGVs) und Shuttle Systeme im Intralogistik-Bereich, Train-to-Ground Kommunikation oder Passenger Service im Transportation-Sektor und viele Weitere.
Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob eine drahtlose Lösung für Ihre Anwendung sinnvoll ist und ob WLAN die richtige Technologie für Ihre Anforderungen sein kann, dann kommen Sie gerne auf uns zu:
Für die konkrete Umsetzung unterstützen wir Sie mit unseren Partnern und Professional Services von der Planung bis hin zur finalen Inbetriebnahme.
SCALANCE W Access Points und Client Module für Wi-Fi 6
Passend zum neuen WLAN-Standard Wi-Fi 6 für die industrielle Kommunikation sind SCALANCE W Access Points und Client Module erhältlich. Sie ermöglichen die optimale Umsetzung zahlreicher anspruchsvoller Applikationen mit sehr vielen Clients und erhöhten Datenraten pro Client.
Dazu gehören auch iFeatures für hochverfügbare Applikationen mit Redundanz (und künftig auch performante Echtzeitfähigkeit), mit der Siemens die Wi-Fi-6-Technologie erweitert. Das bedeutet Investitionsschutz für Sie – mit der SCALANCE Familie setzen Sie auf die zukunftssichere Umsetzung flexibler Drahtlos-Anwendungen nach aktuellem IEEE 802.11ax-Standard (Wi-Fi 6).
Securityhinweis
Um Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu implementieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen nur einen Bestandteil eines solchen Konzepts. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter:
