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Datentransfer über ein industrielles Wireless LAN (W-LAN, Datenfunk)

Die Unterschiede zu einem drahtlosen Heimnetz:

Bei einem industriellen WLAN hängen z.B. Materialbuchungen in der Produktion für die Ver- und Entsorgungsprozesse direkt am
WLAN-Netz. Darum sollte das Netz stabil laufen und nach Möglichkeit Ausfallmechanismen nutzen (Hochverfügbarkeit).

Die wesentlichen Unterschiede, die einen Einsatz industrieller Komponenten sinnvoll machen:

 Roaming: im Heimnetz hat man meist einen WLAN-Access-Point (AP) im Einsatz. In einem Lager benötigt man mehrere APs um die ganze Fläche abzudecken. Bewegt man sich vom Empfangsbereich des einen AP zum nächsten AP muss die Drahtlosverbindung ohne Funkabbrüche unbemerkt vom Benutzer erfolgen. Je schneller und stabiler dies erfolgt, desto besser ist das Funknetz.

 
Lastverteilung: In einem Lager befinden sich immer mehrere Clients (z.B. mobile Datenerfassungsgeräte mit Scanner).
Durch integrierte Lastverteilung können überlastete APs (z.B. in der Kommissionierzone) einen Teil der Clients an den Nachbar-AP abgeben und somit die Verbindung für den einzelnen Client wieder schneller machen.

 
Updatefähigkeit: Im Zeitalter von Hackern ist es sinnvoll immer wieder auf neue Sicherheitsstandards zu erweitern. Über Firmwareupdates gewährleisten Industriegeräte den aktuellen Stand und somit einen Investitionsschutz.

 
Ausfallsicherung: Je nach Hersteller gibt es verschiedene Ansätze, falls ein AP ausfallen sollte. Eine Variante ist, dass ein zweiter AP direkt daneben hängt und sobald der Haupt-AP nicht mehr “ansprechbar” ist, sich der zweite automatisch einschaltet.
Bei der zweiten Variante senden die APs nicht auf voller Leistung (Sendeleistung ist regelbar) und sobald ein AP ausfällt erhöhen die benachbarten APs die Sendeleistung und decken dieses Funkloch wieder ab (Eine Fehlermeldung geht dann an den Administrator).

 
Temperaturbereiche: Industrielle APs sind für größere Temperaturbereiche ausgelegt. Was für ein Heimnetz z.B. von 0° bis 40°C reicht,
kann in einem Lager unter der Hallendecke im Sommer schnell überschritten werden und zu einem Ausfall führen.

 
Zubehör: Für industrielle Access-Points steht oft eine vielseitige Antennentechnik als Zubehör zur Verfügung. Über die “normalen” Rundstrahlantennen bis zu Hochleistungsantennen sind dann auch andere Abstrahlcharakteristiken erhältlich. Mit Richtantennen kann man z.B. zwei getrennte Gebäudeteile mit WLAN verbinden. Diese Funkstrecken können Reichweiten bis zu mehreren Kilometern haben.

Planung eines Wireless LAN in der Industrie

 WLAN Kanäle: Im b/g-Standard sind nur drei wirklich überlappungsfreie Kanäle verfügbar (Kanäle 1-13, bei Importgeräten aus USA nur 1-11!)
So werden bei einer Planung entweder Kanal 1+6+11 oder 1+7+13 genutzt. Dazwischen liegen Leerkanäle, die ein Übersprechen verhindern (das ist Vergleichbar dem Radioempfang, wenn zwei Radiosender nahe beieinander liegen und den Empfang gegenseitig stören).
Die einzelnen Funkzellen der Kanäle dürfen sich wiederum nicht mit dem gleichen Kanal überlappen (siehe Bild einer optimalen Verteilung).
 

industrielles WLAN in Lager und Produktion

 Übertragungsgeschwindigkeit WLAN: Der derzeitig meist verbreitete Standard für Funknetze ist IEEE 802.11 b/g(11Mbps/54Mbps bei
2,4GHz). Man findet aber auch die ersten Netze nach dem 802.11a-Standard (54Mbps bei 5GHz).
Die größte Geräteauswahl an mobilen Datenerfassungsgeräten findet man, wenn man den g-Standard nutzt und hat zudem die besten Möglichkeiten zur Absicherung des Netzwerkes.
In einem b/g-Netz kann man die Geräte mit “b” und “g” mischen, aber ist auch nur ein b-Client im Netz sinkt, auch bei anderen Clients die Datenübertragungsrate.
In einem Funknetz nach 802.11a-Standard stehen 22 Kanäle zur Verfügung und es wird aufgrund der hohen Übertragungsgeschwindigkeit meist in der Büroumgebung genutzt, wo im Gegensatz zu einem Lager, große Datenmengen über das Netz gehen.

 
Reichweite: In einem Lager liegen die Reichweiten eines WLAN bei ca. 30m Radius um die Antenne. Wenn die Distanzen größer werden sinken die Übertragungsraten von 54 Mbps bis auf 1Mbps (Zwischenstufen 22, 11, 5,5, 2 Mbps) oder je nach Konfiguration des AP reißt der Kontakt beim Unterschreiten einer Mindestübertragungsgeschwindigkeit ab.
Die Reichweite eines WLAN hängt vom Füllgrad des Lagers und dem eingelagerten Material ab. Feuchtigkeitsbindende Materialien wie
 z.B. Papierrollen, Granulate, Flüssigkeiten dämpfen den Empfang. Es empfiehlt sich eine professionelle Funkausleuchtung.

 
Funkkarten: Die Auswahl der Access-Points und der daran betriebenen Clients sollte auf den gleichen Chipsätzen der Funkkarte basieren.
Erst dann sind alle Funktionen, wie zusätzliche Sicherheitsmechanismen und Energiesparmanagement, der Clients nutzbar.

 
Absicherung eines WLAN gegen fremde Zugriffe:
Funkwellen, die nicht nach außen dringen, können auch nicht von extern abgehört werden. Darum ist es sinnvoll die APs im Raum und nicht an der Außenwand zu montieren (wäre meist weniger Montageaufwand, sinnvolle Positionierung siehe Bild)
Darüber hinaus ein paar Empfehlungen:
- SSID verbergen (so wird der Netzwerknamen nicht gleich erkannt)
- statische IP-Adressen verwenden (fremde Geräte bekommen nicht automatisch eine Netzwerkadresse zugewiesen)
- evtl. MAC-Adressen mit Zugriff festlegen (die eindeutigen MAC-Adressen können aber manipuliert werden)
- Bei Passwörtern, die maximale Anzahl ausnutzen, keine Wörter verwenden, kryptisch Klein-,  Großbuchstaben und Ziffern nutzen
- WPA mit PSK oder besser noch WPA2 mit AES (und PSK) nutzen.

Planung, Hardware und die entsprechende Integration mit den verschiedenen erhältlichen Systemen erhalten Sie gerne über Logitogo.
Wenden Sie sich einfach an uns über die Kontaktseite.
 

 

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