Mess- und Prüftechnik / Kommunikation
Drahtloser ins IIoT
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Mesh-Technologie
Viele Protokolle unterstützen bereits Mesh-Technologie, einschließlich Bluetooth, Zigbee, Thread und Z-Wave (das bei Connected Home beliebt ist). Mesh Networking erweitert die Reichweite von Wireless-Netzwerken, indem es erlaubt, dass der aktive Pfad für den Netzwerkverkehr über Geräte in unmittelbarer Nähe laufen darf. In der Tat könnte ein Paket ein Mesh-Netzwerk auf einer ganzen Reihe von Pfaden durchlaufen, wobei der gewählte Pfad von den vorherrschenden Bedingungen abhängt.
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Beispielsweise könnte folgende Situation auftreten: zwei Knoten kommunizieren gerade miteinander und gleichzeitig fällt die Kommunikation zwischen ihnen aufgrund von Störungen, Signalverlust oder einem Gerätefehler aus. Anstatt dass die Kommunikation komplett zusammenbricht, sucht sich die Nachricht einfach einen anderen Knoten in der Nähe und der Vorgang läuft ungehindert weiter. Dieser Aspekt der „Autokorrektur“ bei Mesh Networking ist eine seiner großen Stärken. Im IIoT, bei dem Geräte möglicherweise verschoben, hinzugefügt, umgewidmet oder entfernt werden, kann dieser Ansatz „ohne Eingriffe“ äußerst nützlich sein.
Diese Autokorrekturfunktionen von Mesh Networking sorgen auch für ein robusteres Netzwerk, das sogar mit rauen Umgebungen zurecht kommt. Beispielsweise wird eine Fabrikumgebung, die große Ausrüstungsgegenstände aus Metall enthält, mehrere Pfade für HF-Signale mit großen Dämpfungswerten erzeugen. Bei Mesh Networking finden die Signale den besten Pfad durch eine derartige Umgebung von selbst.
Kommunikation über lange Strecken
Eine Alternative zu einem Mesh-Netzwerk ist die Sterntopologie (Bild 1), in der jeder Knoten direkt mit einem Gateway verbunden ist. Dieser Ansatz wird von LPWANs (Low-Power-Wide-Area-Networks) wie etwa LoRa und Sigfox genutzt, sowie von Mobilfunkvarianten wie NB-IoT und LTE-M. Durch den Betrieb im sub-GHz-Band und die Beschränkung der Datenbandbreite auf ein relativ niedriges Niveau (zweistellige Anzahl von Bits pro Nachricht), können LPWANs eine Reichweite im Bereich von Dutzenden von Kilometern erreichen. Diese Technologien sind ideal für neu aufkommende Infrastruktur wie etwa Smart Cities und Fernüberwachung, bei denen die Entfernung zwischen den Knoten erheblich, aber die Anzahl der ausgetauschten Daten relativ niedrig ist. Allerdings eignen sie sich nicht unbedingt für Smart Factories, denn dort ist die Reichweite weniger wichtig als die Bandbreite und Latenz.
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