Startseite > Kommunikation > Bluetooth, ZigBee und nanoNet – Friedlich miteinander?

Bluetooth, ZigBee und nanoNet – Friedlich miteinander?

10. Juli 2007, 15:18 Uhr | Prof. Dr. Jörg F. Wollert

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Bluetooth, ZigBee und nanoNet – Friedlich miteinander?

Um Erfahrungen im „echten“ industriellen Umfeld zu sammeln, wurden die kalibrierten Module in einer industriellen Umgebung eingesetzt. Hier ging es im Schwerpunkt um eine langzeitstatistische Analyse der Funktechnologien mit der Aufgabe, ein industrielles Umfeld mathematisch zu beschreiben. Auf die theoretischen Ergebnisse wird an dieser Stelle nicht weiter eingegangen.

Das Anlagenumfeld war eine mittelgroße Maschinenhalle der kunststoffverarbeitenden Industrie mit einer Abmessung von etwa 40 m × 60 m. In der Halle befanden sich zahlreiche Maschinen wie CNC-Fräsen, Drehmaschinen und Aluminiumschweißgeräte, für die Kommunikation wurde eine NLOS- (Nicht-Sichtverbindung) mit 40 m Abstand zwischen Sender und Empfänger gewählt.

Im Testszenario wurden im ungestörten Bereich mit jeder Funktechnik 600 000 Datenpakete ausgetauscht, um eine relevante statistische Größe zu erreichen. Das auf 0 dBm kalibrierte Bluetooth-Modul wird in diesem Szenario deutlich im Grenzbereich seiner theoretischen Reichweite betrieben (Tabelle 4), da Klasse-3-Module typischerweise nur bis 10 m spezifiziert sind. Die 4-fache Entfernung und die ungünstige NLOS-Bedingung ermöglichen dennoch im statistischen Mittel eine, wenn auch mäßige, Kommunikation.

	Tag 1	Tag 2	Tag 3	Tag 4	Tag 5
gesendete DP (Datenpakete)	600 000 DP (144 000 000 Bits)
verlorene DP	36117	35921	34273	37821	31562
fehlerhafte DP	373592	352238	350889	412993	399831
Bitfehler	4548240	3992137	4005668	6295677	5019622
BER	3,361x10^-2	2,945x10^-2	2,950x10^-2	4,647x10^-2	3,664x10^-2
PER	0,6625	0,6245	0,6202	0,7346	0,7034
Tabelle 4. Fünf Mess-Tage mit jeweils 600 000 gesendeten Datenpaketen: Das Bluetooth-Modul arbeitet jenseits der üblichen Spezifikation.

	Tag 1	Tag 2	Tag 3	Tag 4	Tag 5
gesendete DP (Datenpakete)	600 000 DP (480 000 000 Bits)
verlorene DP	22411	42532	35876	28227	29273
fehlerhafte DP	245289	193721	492252	329212	312982
Bitfehler	489128	256377	692121	808821	129386
BER	1,059x10^-3	5,748x10^-4	1,534x10^-3	1,768x10^-3	2,834x10^-4
PER	0,4247	0,3475	0,8726	0,5758	0,5484
Tabelle 5. Fünf Mess-Tage mit jeweils 600 000 gesendeten Datenpaketen: nanonet konnte keine wesentlichen Gewinne gegenüber Bluetooth erreichen.

	Tag 1	Tag 2	Tag 3	Tag 4	Tag 5
gesendete DP (Datenpakete)	600 000 DP (480 000 000 Bits)
verlorene DP	3729	2391	4257	2552	3321
fehlerhafte DP	8293	10223	13992	7231	9272
Bitfehler	35273	42325	76923	41265	38766
BER	7,395x10^-5	8,853x10^-5	1,614x10^-4	8,634x10^-5	8,121x10^-5
PER	0,0141	0,0175	0,0241	0,0123	0,0158
Tabelle 6. Das Modul IEEE 802.15.4 von Freescale hat in dem gewählten industriellen Szenario die Nase vorn.

Entsprechend Bild 9 wurden die Funkmodule angeordnet. BT ist die Abkürzung für die Bluetooth-Module, ZB für die IEEE-802.15.4- Module und NN für NanoNET.

Die prinzipielle Übertragungsleistung wurde zunächst in einer vollständig ungestörten Umgebung in der Messkammer gemessen. Wie nicht anders zu erwarten, war bei allen Funksystemen im „Solo-Betrieb“ unter optimalen Bedingungen kein Bit- bzw. Paketverlust messbar.

Nacheinander wurden nun jeweils die anderen Funksysteme zugeschaltet, um die gegenseitige Beeinflussung nachzuweisen und zu quantifizieren.

Bluetooth setzt sich relativ robust durch. Dennoch kann eine Beeinflussung deutlich festgestellt werden (Tabelle 1).

In einem konventionellen Bluetooth-System hätte hier schon die Fehlerkorrektur einiges zu tun bekommen, die in diesem Fall abgeschaltet war. Auch hätten einige Meter mehr Abstand das System an seine Grenzen geführt.