Comunicațiile radio în medii cu perturbații reprezintă un domeniu al tehnologiei comunicațiilor care se ocupă cu studiul și proiectarea de sisteme de comunicații capabile să funcționeze sigur în medii în care există perturbații în mod continuu sau accidental.
Cele mai frecvente probleme în comunicațiile radio sunt semnalele slabe și interferențele. Perturbațiile pot fi de natură fizică − zgomotul electric sau electromagnetic și de natură informațională − interferențele. Zgomotul este un fenomen fizic care apare în orice sistem de comunicații și are cauze diverse, cum ar fi căldura, curenții electrici de frecvență aleatorie, radiațiile electromagnetice din alte sisteme, fenomene meteo, furtunile solare. Interferența este un fenomen informațional care apare atunci când două sau mai multe semnale se suprapun în același mediu de transmisie.
Pentru a putea asigura o comunicație eficientă în medii cu perturbații, este necesar să se utilizeze tehnici de procesare a semnalelor care să permită eliminarea sau atenuarea perturbațiilor. Se folosesc tehnici clasificate în două categorii principale:
- Tehnici pasive, care nu necesită nicio modificare a semnalului original. Utilizarea de filtre permite trecerea numai a componentelor semnalului care sunt relevante pentru comunicație.
- Tehnici active, care necesită modificarea semnalului original. Utilizarea de algoritmi de procesare a semnalelor permite eliminarea sau atenuarea perturbațiilor.
Tehnicile pasive de filtrare a semnalelor pentru comunicații în medii cu perturbații, folosesc:
- Filtrele pasive: permit trecerea numai a componentelor semnalului care se află în anumite frecvențe.
- Filtrele de bandă largă: permit trecerea tuturor componentelor semnalului.
- Filtrele de bandă îngustă: permit trecerea numai a unei anumite benzi de frecvențe.
Tehnicile active de procesare a semnalelor pentru comunicații în medii cu perturbații includ:
- Codificarea și decodarea: permit transmiterea semnalului în așa fel încât să fie mai imun la perturbații.
- Modularea: permite transmiterea semnalului folosind o frecvență sau o amplitudine purtătoare.
- Demodularea: permite recuperarea semnalului original din semnalul purtător.
Exemple de aplicații de comunicații în medii cu perturbații:
- Telecomunicațiile. Comunicațiile telefonice și de date sunt supuse la interferențe de la alte semnale, cum ar fi cele radio și TV.
- Radarul. Utilizează unde electromagnetice pentru a detecta și localiza obiecte.
- Sonarul. Utilizează unde sonore pentru a detecta și localiza obiecte sub apă.
- Navigarea. Sistemele de navigație folosesc o varietate de semnale pentru a determina poziția unui obiect.
Semnalele pot fi perturbate de zgomote electrice, interferențe, și alte fenomene ce apar din activități umane sau în mod natural.
Pentru a asigura telecomunicații de calitate, localizarea prin radar sau sonar, cât și o navigație precisă, se utilizează tehnici de procesare a semnalelor pentru eliminarea sau atenuarea efectelor perturbațiilor.
Antenele Siretta oferă o gamă largă de frecvențe care acoperă tehnologiile de bază; 2G, 3G, 4G, Wi-Fi®, GPS/ Galileo, Bluetooth® și ISM. Caracteristici: O gamă largă de tipuri de montare, Conexiuni personalizate și lungimea cablului, Acoperire pentru toate tehnologiile RF, cu tehnologie duală disponibilă. (Siretta Antennas)
Antena radio este cel mai important element în obținerea unei recepții bune. Un criteriu esențial în selectarea antenei depinde de natura fixă sau mobilă a produsului final. E posibil ca dispozitivul să fie într-o zonă cu semnal puternic cu o aplicație fixă. Dar, dacă vă aflați într-o zonă slabă, cu un dispozitiv mobil la marginea unei celule sau supus constant condițiilor meteorologice nefavorabile, atunci procesul de evaluare este imperativ, iar selecția antenei este critică pentru succesul produsului final.
Comunicațiile radio în medii industriale sunt o tehnologie importantă utilizată în industria modernă. Acestea oferă o modalitate flexibilă și fiabilă de a conecta echipamentele industriale și de a transmite date. Aplicațiile sunt adesea supuse la o varietate de perturbații, cum ar fi zgomotul, interferențele și reflectarea semnalului.
Sisteme de comunicații radio industriale
Pentru a asigura o comunicație fiabilă și eficientă în medii industriale, sistemele radio trebuie să fie proiectate cu atenție pentru a rezista la aceste perturbații. Tehnicile utilizate pentru a îmbunătăți performanța comunicațiilor radio în medii industriale includ:
- Utilizarea frecvențelor radio nefolosite de alte sisteme radio, poate ajuta la reducerea interferențelor.
- Utilizarea codării și decodării prin modem-uri ajută la îmbunătățirea imunității semnalului la zgomot.
- Utilizarea repetoarelor ajută la extinderea distanței de comunicație și la îmbunătățirea calității semnalului.
Comunicațiile radio industriale sunt utilizate într-o varietate de aplicații, inclusiv:
- Controlul automat. Se bazează pe comunicații radio pentru a conecta senzorii și elementele de execuție la unitățile de control.
- Monitorizarea proceselor. Utilizează comunicațiile radio pentru a colecta date de la echipamentele industriale.
- Siguranță și securitate. Prin comunicații radio se transmit alarme și informații.
Există o varietate de standarde utilizate pentru comunicațiile radio industriale. Acestea sunt elaborate de organizații de standardizare, cum ar fi ITU (International Telecommunication Union), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) și ISO (International Organization for Standardization).
Siretta SL500-LTE1 (EU) Modem ce folosește un procesor de bază STM32F405 ARM® Cortex® M4 încorporat pentru a implementa funcționalitate avansată prin rețeaua celulară LTE pentru a conecta o aplicație la distanță cu un server. Familia SL500 de modemuri inteligente conectează echipamente la rețelele LTE Cat 1 / LTE Cat M / LTE Cat NB IoT și oferă compatibilitate cu rețelele celulare existente 3G / UMTS și 2G / GSM. Funcționează cu putere scăzută și sunt ideale în aplicațiile industriale IoT actuale și dezvoltări pe termen lung având fiabilitate mare.
Unele dintre cele mai comune standarde pentru comunicațiile radio industriale includ:
- IEEE 802.11, IEEE 802.15.4, IEEE 802.16. Acestea definesc o rețea de comunicații cu bandă extinsă, cu consum redus de energie, utilizată pentru o varietate de aplicații industriale: monitorizarea proceselor, controlul automat, rețele de senzori și automatizarea clădirilor.
- IEC 61850. Standardul definește un protocol de comunicație pentru controlul automat, utilizat pe scară largă în industria electrică și a controlul proceselor.
- OPC Unified Architecture. OPC UA (Open Platform Communications United Architecture) este un standard de schimb de date utilizat în automatizarea industrială și comunicații. OPC UA este un standard independent, care nu are nicio legătură cu un anumit sistem sau producător.
Aceste standarde oferă o serie de beneficii, inclusiv:
- Interoperabilitate: Permit echipamentelor de la diferiți producători să comunice între ele.
- Siguranță: Pot include cerințe de securitate pentru a proteja datele și comunicațiile.
- Eficiență: Pot ajuta la simplificarea proiectării și implementării sistemelor de comunicații radio industriale.
Alegerea standardului potrivit pentru o aplicație specifică depinde de o serie de factori, inclusiv:
- Frecvența utilizată: Unele standarde au fost create pentru a fi utilizate în anumite frecvențe de radio.
- Performanța: Unele standarde impun o performanță mai bună decât altele, în ceea ce privește distanța de comunicare, viteza de date sau fiabilitatea.
- Costul: Unele standarde impun cerințe mai costisitoare decât altele.
Gamele de frecvențe utilizate pentru comunicațiile radio industriale variază în funcție de aplicație și de standardul utilizat.
În general, comunicațiile radio industriale utilizează frecvențe cuprinse între 30 MHz și 6 GHz. Aceste frecvențe sunt alese deoarece oferă o combinație bună de distanță de comunicație, viteză de date și fiabilitate.
Iată câteva exemple specifice de game de frecvențe utilizate pentru comunicațiile radio industriale:
- IEEE 802.15.4: 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz
- IEEE 802.11: 2.4 GHz, 5 GHz
- IEEE 802.16: 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.5 GHz, 5 GHz
- IEC 61850: 923 MHz, 868 MHz
- OPC UA: 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz
În unele cazuri, comunicațiile radio industriale pot utiliza și frecvențe mai înalte, cum ar fi 24 GHz sau 60 GHz. Aceste frecvențe oferă viteze de date mai mari, dar au o distanță de comunicație mai mică.
Alegerea gamei de frecvențe potrivite pentru o aplicație specifică depinde de o serie de factori, inclusiv:
- Distanța de comunicare: Frecvențele mai joase oferă o distanță de comunicare mai mare.
- Viteza datelor: Frecvențele mai mari oferă viteze de date mai mari.
- Legislația: Unele game de frecvențe sunt reglementate de autorități guvernamentale.
Siretta Quartz-Onyx 5G Router Router industrial gigabit Ethernet cu 4 porturi de mare viteză, pentru a transfera cantități mari de date prin intermediul rețelei celulare 5G NR. Transfer rapid de date ce atinge până la 2,1 Gbps de descărcare și până la 450 Mbps de viteză de încărcare. Are o alternativă la comunicațiile 4G/LTE și 3G/UMTS, în cazul în care 5G NR nu ar fi disponibil. Este foarte potrivit pentru aplicațiile mobile de bandă largă de mare viteză, oferind conectivitate wireless sigură și fiabilă. Routerul QUARTZ-ONYX are aplicații în energie regenerabilă, securitate, semnalizare digitală, transport, mobilier stradal, controlul traficului, sisteme de parcare, monitorizare a mediului și multe alte aplicații mobile IoT de bandă largă.
În unele cazuri, comunicațiile radio industriale necesită aprobări. Aceste aprobări pot fi necesare din motive de siguranță, securitate sau reglementare.
În Europa, comunicațiile radio industriale, care utilizează frecvențe cuprinse între 868 MHz și 923 MHz, necesită o autorizație de la CEPT (Conferința Europeană pentru Poștă și Telecomunicații). Această autorizație este necesară pentru a se asigura că sistemele de comunicații radio industriale nu interferează cu alte sisteme de radio.
În România, comunicațiile radio industriale, care utilizează frecvențe cuprinse între 30 MHz și 3 GHz, necesită o autorizație de la ANCOM (Autoritatea Națională pentru Administrare și Reglementare în Comunicații). Această autorizație este necesară pentru a se asigura că sistemele de comunicații radio industriale respectă legislația românească în domeniul telecomunicațiilor.
Exemple de aplicații de comunicații radio industriale care necesită aprobări:
- Sistemele de control automat care utilizează comunicații radio pentru a conecta senzorii și elemente de execuție la unitățile de control pot necesita aprobări pentru a se asigura că sistemul este sigur și fiabil.
- Sistemele de monitorizare a proceselor care utilizează comunicații radio pentru a colecta date de la echipamentele industriale pot necesita aprobări pentru a se asigura că datele sunt protejate de accesul neautorizat.
- Sistemele de siguranță și securitate care utilizează comunicații radio pentru a transmite alarme și informații pot necesita aprobări pentru a se asigura că sistemul funcționează corect și nu poate fi compromis.
Siretta QUARTZ-GOLD 4G/LTE Router industrial gigabit Ethernet cu dublu port de mare viteză, pentru transferul de cantități mari de date prin rețea celulară LTE. Viteză de descărcare de până la 150 Mbps și o viteză de încărcare de până la 50 Mbps. De asemenea, are o alternativă la comunicația 3G/UMTS, în cazul în care 4G/LTE nu ar fi disponibil. Foarte potrivit pentru aplicațiile mobile de bandă largă IoT, oferind conectivitate wireless sigură și fiabilă.
Este important să se consulte un expert în comunicații radio industriale pentru a alege standardul potrivit, gama de frecvențe potrivită și aprobările necesare pentru o aplicație specifică.
LTE înseamnă Long-Term Evolution și este un standard pentru comunicațiile mobile de mare viteză. LTE este o evoluție a tehnologiei 3G și oferă viteze de date mai mari și o capacitate mai mare decât 3G. LTE este utilizat pe scară largă în întreaga lume și este standardul de facto pentru comunicațiile mobile de mare viteză.
LTE utilizează o interfață radio diferită de 3G și oferă o serie de îmbunătățiri, inclusiv:
- Frecvențe mai înalte: LTE utilizează frecvențe mai înalte decât 3G, ceea ce permite viteze de date mai mari.
- Modulare mai eficientă: LTE utilizează o modulare mai eficientă decât 3G, ceea ce permite o utilizare mai bună a resurselor de frecvență.
- Codificare mai eficientă: LTE utilizează o codificare mai eficientă decât 3G, ceea ce permite o rezistență mai mare la zgomot.
Iată câteva exemple de aplicații pentru LTE:
- Streaming video HD: viteze de date suficiente pentru a permite streaming video HD fără probleme.
- Jocuri online: viteze de date suficiente pentru a permite jocurile online fără întârzieri.
- Teleconferințe: viteze de date suficiente pentru a permite teleconferințe de înaltă calitate.
Siretta Oscar 63 Antenă cu panou de exterior cu bandă ultra-largă, cu câștig ridicat, pentru tehnologiile 4G, 5G, Wi-Fi 6E și viitoarele Wi-Fi 7. Suporta Bluetooth / Zigbee / IEEE 802.15.4 / ISM 2,4 GHz / ISM 5,8 GHz. Aplicațiile tipice: automatizarea industrială, infrastructura orașului inteligent și sistemele IoT avansate de asistență medicală.
Notă. LTE este o tehnologie importantă, care a revoluționat comunicațiile mobile. LTE a permis o serie de noi aplicații și servicii care nu erau posibile cu tehnologiile anterioare. LTE și 4G sunt adesea confundate între ele, dar acești termeni nu se referă exact la același lucru. LTE se referă la Long-Term Evolution, un standard de comunicație în bandă largă fără fir, în timp ce 4G se referă la rețelele mobile din a patra generație. Se așteaptă ca LTE și 4G să fie eliminate treptat în cele din urmă în favoarea tehnologiei 5G.
Aplicații industriale
Standardele cele mai utilizate pentru comunicații radio:
- IEEE 802.15.4: O combinație bună de distanță de comunicație, viteză de date și consum redus de energie. Este utilizat pentru o varietate de aplicații, inclusiv monitorizarea proceselor, controlul automat și automatizarea clădirilor.
- IEEE 802.11: Viteze de date mai mari decât IEEE 802.15.4, dar are o distanță de comunicație mai mică. Este utilizat pentru aplicații care necesită viteze de date mari, cum ar fi monitorizarea video și rețelele de senzori.
- IEEE 802.16: Distanțe de comunicație mai mari decât IEEE 802.11, dar are viteze de date mai mici. Este utilizată pentru aplicații care necesită distanțe mari de comunicație, cum ar fi monitorizarea proceselor în medii extinse.
Alegerea tehnologiei potrivite pentru o aplicație specifică depinde de o serie de factori, inclusiv: distanța de comunicație, viteza de transfer date, consumul de energie.
Exemple specifice de aplicații industriale care utilizează tehnologii de comunicații radio:
- Controlul automat: Sistemele de control automat utilizează comunicații radio pentru a conecta senzorii și elementelor de execuție la unitățile de control.
- Monitorizarea proceselor: Sistemele de monitorizare a proceselor utilizează comunicații radio pentru a colecta date de la echipamentele industriale.
- Siguranță și securitate: Sistemele de siguranță și securitate utilizează comunicații radio pentru a transmite alarme și informații.
- Automatizarea clădirilor: Sistemele de automatizare a clădirilor utilizează comunicații radio pentru a controla luminile, încălzirea și alte sisteme.
Siretta Oscar 40 Antenă 5G / 4G, Wi-Fi cu bandă dublă și antenă omnidirecțională ISM pentru exterior. Suportă WiFi dual band 2.4G și 5G, Bluetooth / Zigbee / IEEE 802.15.4 / ISM 2,4 GHz / ISM 5,8 GHz. Antenă care acoperă multe frecvențe populare utilizate în prezent.
În ultimii ani, există o tendință de creștere a utilizării tehnologiilor de comunicații radio în aplicații industriale. Acest lucru se datorează mai multor factori, inclusiv:
- Reducerea costurilor echipamentelor de comunicații radio.
- Creșterea fiabilității și performanței tehnologiilor de comunicații radio.
- Creșterea cererii pentru aplicații industriale care necesită comunicații la distanță.
Liderii în comunicații industriale sunt companiile care oferă produse și servicii de comunicații industriale de înaltă calitate, fiabile și eficiente. Aceste companii au o experiență vastă în domeniul automatizării industriale și înțeleg nevoile specifice clienților lor.
Iată o listă a celor mai importanți lideri în comunicații industriale:
- Siemens − Lider global în automatizarea industrială. Oferă o gamă largă de produse și servicii de comunicații industriale, inclusiv Ethernet, fieldbus și wireless.
- Rockwell Automation − Lider global în automatizarea industrială. Oferă o gamă similară de produse și servicii de comunicații industriale.
- ABB − Companie elvețiană. Oferă o gamă largă de produse și servicii de automatizare industrială și comunicații industriale.
- Mitsubishi Electric − Companie japoneză. Oferă o gamă largă de produse și servicii de automatizare industrială și comunicații industriale.
- B&R Automation − Companie austriacă. Oferă o gamă de produse și servicii de automatizare industrială și comunicații industriale.
Siretta ZETA-NEP-LTE4 (EU) Modem industrial de putere redusă, cu interfețe de uz general. Conectează echipamente la rețeaua LTE Cat 4 și oferă compatibilitate inversă cu rețelele celulare 3G / UMTS și 2G / GSM existente. Este ideală pentru aplicațiile industriale IoT actuale și dezvoltări pe termen lung având cost redus și fiabilitate mare. Aplicații: Supraveghere video, Plata Parcare Auto, Chioșcuri, Orașe inteligente, Sisteme de alarmă, Sisteme de infotainment, Monitorizarea mediului, Sisteme de control al traficului.
Aceste companii sunt lideri în comunicații industriale datorită următorilor factori:
- Experiență vastă în domeniul automatizării industriale pentru a înțelege nevoile specifice clienților lor.
- Calitate ridicată. Produsele și serviciile acestor companii sunt de înaltă calitate, fiabile și eficiente.
- Gamă largă de produse și servicii. Aceste companii oferă o gamă largă de produse și servicii de comunicații industriale, pentru game largi de clienți.
Pe lângă aceste companii, există și alți jucători importanți pe piața comunicațiilor industriale, cum ar fi:
- Bosch Rexroth
- Emerson
- Honeywell
- Panasonic
- Schneider Electric
- Omron
De asemenea, aceste companii oferă produse și servicii de comunicații industriale de înaltă calitate, competitive cu cele oferite de liderii din industrie.
Siretta este o companie britanică de tehnologie, care oferă o gamă largă de produse și servicii de comunicații industriale, inclusiv:
- Modemuri celulare industriale pentru conectarea dispozitivelor industriale la internet.
- Routere industriale pentru conectarea mai multor dispozitive industriale la o singură rețea.
- Antene industriale pentru îmbunătățirea performanței comunicațiilor.
- Instrumente de analiză a semnalului pentru testarea și depanarea sistemelor de comunicații.
Siretta are o prezență globală și are clienți în peste 100 de țări, fiind cunoscută pentru produsele sale de înaltă calitate, fiabile și eficiente.
Constantin Savu
Director General – Ecas Electro
ECAS Electro | www.ecas.ro
ECAS Electro asigură aprovizionarea cu produse Siretta.
Detalii tehnice:
Ing. Emil Floroiu (emilfloroiu@gmail.com)
birou.vanzari@ecas.ro