Компоненты IWLAN для систем промышленной беспроводной связи
Обзор
Одним из ключевых положений успеха на современном мировом рынке является обеспечение повсеместного доступа к информации. Мобильные устройства, подключаемые к сети через скоростные беспроводные каналы связи, позволяют решать эти задачи наиболее оптимально. Главное преимущество беспроводных решений – это возможность получения доступа к необходимой информации при нахождении вне своего рабочего места.
Для построения IWLAN (Industrial Wireless Local Area Network) предлагается широкий спектр программных и аппаратных компонентов, обеспечивающих возможность организации обмена данными через беспроводные каналы связи сетей Industrial Ethernet и PROFIBUS, работающие в диапазонах частот 2.4 и 5.0 ГГц:
IWLAN точки доступа серии SCALANCE W7xx.
IWLAN клиентские модули серии SCALANCE W7xx.
Круговые и направленные антенны IWLAN различного назначения.
Программное обеспечение SINEMA Server для обслуживания IWLAN сетей.
Их функционирование базируется на международных стандартах IEEE 802.11a/b/g/h/n.
Скорость обмена данными достигает 450 Мбит/с, что позволяет использовать IWLAN для развертывания крупных беспроводных сегментов в сетях автоматизации, обеспечивая обмен данными в реальном масштабе времени, интеграцию в системы распределенного ввода-вывода PROFINET IO, поддержку профиля PROFIsafe.
Области применения
Автоматизированные транспортные средства и монорельсовые конвейеры: предотвращение износа подвижных скользящих контактов и обеспечение высокой гибкости в выборе маршрута движения за счет беспроводного обмена данными с транспортными средствами.
Подъемные краны: высокая гибкость системы связи с подвижными частями крана независимо от их текущего расположения.
Мобильные пульты управления: надежный вариант оперативного управления производством с поддержкой обмена данными с мобильными и стационарными установками, сокращение количества стационарно установленных пультов и панелей операторов.
Беспроводный доступ к приборам полевого уровня для их тестирования и конфигурирования без необходимости перехода к соответствующему шкафу управления.
Интерактивное выполнение сервисных операций: оперативное получение информации о состоянии оборудования из любой точки предприятия, дистанционное выполнение всех сервисных операций.
Обмен данными с аппаратурой, расположенной на подвижных станциях: в контейнерах, на вращающихся машинах, на конвейерах и т.д.
Беспроводное соединение стационарных сегментов сети и снижение расходов на переходы через автомобильные и железнодорожные дороги, реки, озера и т.д.
Общественный транспорт (подземные и пригородные поезда, автобусы и т.д.): использование коммуникационных компонентов с высокими требованиями к стабильности работы в условиях сильных механических и климатических воздействий;
оптимальные варианты построения систем радио связи с ограниченной выходной мощностью антенн в виде RCoax кабеля.
Особенности функционирования IWLAN
По функциональным возможностям модули SCALANCE W подразделяются на точки доступа и модули Ethernet клиента. Точки доступа подключаются к стационарным сетям Ethernet и поддерживают беспроводный обмен данными с мобильными станциями или стационарными объектами через IWLAN.
Каждая мобильная станция или удаленный стационарный объект комплектуется модулем Ethernet клиента. Через встроенный интерфейс Ethernet к такому модулю подключается от одного до восьми оконечных устройств, способных поддерживать обмен данными через каналы связи IWLAN.
Каждая точка доступа формирует радио поле, в пределах которого поддерживается беспроводный обмен данными. Характер формирования этого поля зависит от типа используемых антенн.
Направленные антенны концентрируют радио поле в виде направленного луча. Протяженность такого канала связи может достигать 2 км. Отклонение за пределы направленного радио поля приводит к потере связи.
Такие антенны оказываются удобными для установки соединений “точка к точке” между стационарными объектами, расположенными по разные стороны автомобильных и железных дорог, на разных берегах рек и водоемов и т.д.
Круговые антенны формируют радио поле вокруг своей оси. Напряженность этого поля наиболее высока у оси антенны и снижается по мере удаления от нее. В помещениях надежная связь с точкой доступа обеспечивается в радиусе 30 м от антенны, на открытых пространствах – в радиусе до 200 м.
При необходимости поддержки беспроводной связи на больших территориях формируется инфраструктура радиосети с необходимым количеством точек доступа, формирующих сплошную зону радо охвата. Мобильные станции, перемещающиеся в пределах этой зоны, автоматически переключаются с одной точки доступа на другую.
В сетях с IEEE 802.11 – совместимыми компонентами время переключения мобильной станции с одной точки доступа на другую занимает несколько сот миллисекунд. Такой перерыв недопустим для систем, работающих в реальном масштабе времени.
Точки доступа и модули Ethernet клиентов, поддерживающие функции быстрого роуминга (RR – Rapid Roaming), позволяют создавать системы беспроводной связи, работающие в реальном масштабе времени и имеющие предсказуемое время отклика. В такие системы можно интегрировать компоненты распределенных систем PROFINET IO, а также компоненты распределенных F-систем, использующих для обмена данными профиль PROFIsafe. Механизм iPCF является расширением стандарта IEEE 802.11 и должен поддерживаться как точками доступа, так и соответствующими станциями.
Высокая степень защиты передаваемых данных обеспечивается поддержкой новейших механизмов защиты WPA2/IEEE 802.11i. Эти механизмы используют процедуру 128-битного шифрования, а также проверки авторизованного доступа к сетевым станциям. Для шифрования данных используется стандарт AES (Advanced Encryption Standard). Механизмы защиты данных поддерживаются встроенным программным обеспечением соответствующих устройств. Для обеспечения доступа к приборам возможно использование шифрования (HTTPS) и паролей (SSH). При развертывании виртуальных сетей VPN (Virtual Private Networks) допускается совместное использование продуктов серий SCALANCE S и SCALANCE W.
Диагностика и управление:
Инструментальные средства Web-управления (HTTP/ HTTPS) для конфигурирования и диагностики системы связи с помощью стандартного Web браузера.
Проектирование, конфигурирование, эмуляция работы и измерения в радио сетях с помощью программного обеспечения AirMAGNET.
Встроенные светодиоды индикации ошибок и состояний.
Сигнализация об ошибках с использованием протокола SNMP или рассылка сообщений по каналам электронной почты.
Сохранение параметров настройки в опциональном модуле памяти C-PLUG, замена модуля без повторного конфигурирования сети.
Точки доступа
Точки доступа SCALANCE W780 выпускаются в виде трех семейств:
SCALANCE W788 в металлических корпусах со степенью защиты IP65, предназначенные для установки вне шкафов управления.
SCALANCE W786 в пластиковых корпусах со степенью защиты IP65, предназначенные для установки вне помещений и эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
SCALANCE W7xx в пластиковых корпусах со степенью защиты IP30, предназначенные для установки в шкафы управления или встраивания в аппаратуру.
SCALANCE W778 в пластиковых корпусах со степенью защиты IP65, предназначенные для установки вне помещений и эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
Различные модификации точек доступа имеют одну или две встроенных радио карты (интерфейсы IWLAN). По своим функциональным возможностям точки доступа с двумя интерфейсами IWLAN аналогичны двум точкам доступа с одним встроенным интерфейсам IWLAN.
В точках доступа и модулях Ethernet клиентов с внешними антеннами для работы каждого интерфейса IWLAN допускается установка до трех антенн. Если используется только одна антенна, то на свободный разъем подключения антенны устанавливается терминальный резистор TI795-1R.
Наружные антенны подключаются через устройство молниезащиты LP798-1PRO.
Клиентские модули
Клиентские модули SCALANCE W7хх выпускаются в виде трех семейств:
SCALANCE W721-1/W722-1 для подключения к IWLAN до 4 Ethernet клиента.
SCALANCE W734-1 для подключения к IWLAN до 8 Ethernet клиентов.
SCALANCE W748-1 для подключения к IWLAN до 8 Ethernet клиентов и поддержки функций быстрого роуминга.
SCALANCE W748-1 для подключения к IWLAN до 8 Ethernet клиентов и поддержки функций быстрого роуминга.
Точка доступа SCALANCE(802.11n)
W788-
W786-
W1750D-2IA
1 RJ45
2 RJ45
1 M12
2 M12
1 RJ45
2IARJ45
2RJ45
2 SFP
RJ45
Тип
Точка доступа
Количество радио карт в одном модуле
1
2
1
2
1
2
1
2
2
Поддержка IEEE 802.11n
Есть
Есть
Есть
Поддержка IEEE 802.11ac
Нет
Нет
Есть
Поддержка быстрого роуминга
Нет
Нет
Напряжение питания:
питание через Ethernet (IEEE 802.3af)
=48 B
=48 B
=48 B
через соединитель M12
-
-
=19.2 … 28.8 В
-
-
-
-
-
через интегрированный блок питания
-
~100…240В; =12…24В
-
через терминальный блок
=19.2 … 28.8 В
-
=19.2 … 28.8 В
-
Степень защиты
IP30
IP65
IP20
Диапазон рабочих температур
-20 … +60 °C
-40 ... +60 °C
0 … +50 °C
Относительная влажность при +25 °C
90 %, допускается появление конденсата
100 %, допускается появление конденсата
90 %, без появления конденсата
Габариты, мм
200 х 158 х 79
251 х 251 х 72
210 х 210 х 57
Точка доступа SCALANCE (802.11n)
W761-1 RJ45
W774-1 RJ45
W774-1 M12 EEC
W778-1 M12
Пропускная способность (Мбит /с )
150
300
300
300
Количество радио карт в одном модуле
1
1
1
1
Количество поддерживаемых IP адресов
4
8
8
8
Поддержка IEEE 802.11n
Есть
Есть
Есть
Есть
Поддержка быстрого роуминга
Нет
Нет
Нет
Нет
Напряжение питания:
=19.2 … 28.8 В
=19.2 … 28.8 В
=19.2 … 28.8 В
=19.2 … 28.8 В
питание через Ethernet (IEEE 802.3af)
Нет
=48 В
=48 В
=48 В
резервированное питание
Нет
Есть
Есть
Есть
Степень защиты
IP20
IP30
IP30
IP65
Диапазон рабочих температур
0 … +55 °C
-20 ... +60 °C
-20 ... +60 °C
-20 ... +60 °C
Относительная влажность при +25 °C
97 %
10…90 %
10…90 %
10…90 %
Клиентскиймодуль SCALANCE (802.11n)
W748-1 RJ45
W748-1 M12
W734-1
W722-1
W721-1
W738-1M12
Пропускная способность (Мбит /с )
450
450
300
150
150
300
Количество радио карт в одном модуле
1
1
1
1
1
1
Количество поддерживаемых IP адресов
8
8
8
4
4
8
Поддержка IEEE 802.11a/b/g/h
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Поддержка быстрого роуминга
Есть
Есть
Есть
Есть
Нет
Нет
Напряжение питания:
питание через Ethernet (IEEE 802.3af (at))
=48 (=50) В
=48 (=50) В
=48 В
-
-
=48 В
через соединитель M12
-
-
-
-
-
-
через терминальный блок
-
-
=19,2… =28,8 B
=19,2… =28,8 B
=19,2… =28,8 B
=19,2… =28,8 B
через опциональный блок питания
-
-
-
-
Степень защиты
IP65
IP65
IP30
IP20
IP20
IP65
Диапазон рабочих температур
-20 … +60 °C
-20 … +60 °C
-20 … +60 °C
0 … +55 °C
0 … +55 °C
-20 … +60 °C
Относительная влажность при +25 °C
90 %
100 %
97 %
10…90 %
10…90 %
97 %
Габариты, мм
200 х 176 х 79
200 х 176 х 79
26 х 147 х 127
50 х 114 х 74
50 х 114 х 74
26 х 147 х 127
Цены (со склада в Москве без НДС) и заказные номера
Наименование
Заказные номера
Цена, €
IWLAN точки доступа SCALANCE W
Офисная точка доступа W1750D-2IA RJ45, 2xIWLAN, до 2x4 встроенных антенны
W722-1 RJ45, 802.11n, 1xRJ45, 1xIWLAN, 1 внеш антенна, до 4 клиентов (с iFeatures)
IP20
6GK5 722-1FC00-0AA0
610
W734-1 RJ45, 802.11n, 2xRJ45, 1xIWLAN, 2X=24В, до 2 внешних антенн
IP30
6GK5 734-1FX00-0AA0
663
W738-1 M12, 802.11n, 2xM12, 1xIWLAN, до 2 внешних антенн, до 8 клиентов
IP65
6GK5 738-1GY00-0AA0
810
W748-1 RJ45, 802.11n, 1xRJ45, 1xIWLAN, до 3 внешних антенн, до 8 клиентов
IP30
6GK5 748-1FC00-0AA0
726
W748-1 M12, 802.11n, 1xM12, 1xIWLAN, до 3 внешних антенн, до 8 клиентов
IP65
6GK5 748-1GD00-0AA0
875
Съемный носитель C-PLUG для хранения параметров конфигурации и данных
6GK1 900-0AB00
101
KEY-PLUG
KEY-PLUG W740 съемный модуль памяти для активации IFEATURES для SCALANCE W
6GK5 907-4PA00
212
KEY-PLUG W780 съемный модуль памяти для активации IFEATURES для SCALANCE W
6GK5 907-8PA00
424
IWLAN точка доступа для использования с контроллером SCALANCE WLC / Enterasys
SCALANCE W788C-2, 802.11n, 2xIWLAN
RJ45, до 6 внешних антенн, 1xRJ45
IP30
6GK5 788-2FC00-1AA0
1 399
M12, до 6 внешних антенн, 1xM12
IP65
6GK5 788-2GD00-1AA0
1 622
M12, ECC до 6 внеш. антенн, 1xM12
IP65
6GK5 788-2GD00-1TA0
1 982
SCALANCE W786C-2, 802.11n, 2xIWLAN
RJ45, до 6 внешних антенн, 1xRJ45
IP30
6GK5 786-2FC00-1AA0
1 749
SFP, до 6 внешних антенн, 1xRJ45
IP30
6GK5 786-2FE00-1AA0
1 982
SCALANCE W786C-2IA, 802.11n, 2xIWLAN
RJ45, 6 внутренних антенн, 1xRJ45
IP65
6GK5 786-2HC00-1AA0
1 802
Монтажный комплект
MS1: для установки SCALANCE W786C-2 / W746 на стену, на профильную шину DIN или S7-300
6GK5 798-8MG00-0AA0
104
Адаптер для монтажа SCALANCE W788 M12 / W788 RJ45 на шину DIN, 3 шт. в упаковке
6GK5 798-8ML00-0AB3
57
IWLAN RCoax кабель
2,4 ГГц
цена за 1м
6XV1 875-2A
16
5 ГГц
цена за 1м
6XV1 875-2D
18
IWLAN RCoax антенна
ANT792-4DN, 2,4 ГГц, гнездо N типа
6GK5 792-4DN00-0AA6
148
ANT793-4MN, 5 ГГц, гнездо N типа
6GK5 793-4MN00-0AA6
164
Аксессуары IWLAN RCoax системы
N-разъем для монтажа на кабель
6GK5 798-0CN00-0AA0
53
Терминальное оконечное сопротивление 50 Ом
TI795-1N для IWLAN RCoax системы
6GK5 795-1TN00-1AA0
21
TI795-1R для R-SMA
3 шт.
6GK5 795-1TR10-0AA6
17
Сопротивление 10 дБ
6GK5 798-0AP00-4CA0
72
N-разветвитель мощности, 2 вывода
6GK5 798-0SN00-0EA0
302
N-соединитель, штекер-штекер
6GK5 798-0CP00-1AA0
13
Инструмент зачистки RCoax кабеля
6GK1 901-1PH00
223
Держатель RCoax кабеля 1/2"
10 шт.
6GK5 798-8MB00-0AC1
14
100 шт.
6GK5 798-8MB00-0AM1
122
Шайба с резьбой для держателя RCoax, M6
10 шт.
6GK5 798-8MC00-0AC1
10
100 шт.
6GK5 798-8MC00-0AM1
94
Прокладка 85 мм для держателя кабеля
10 шт.
6GK5 798-8MD00-0AC1
55
100 шт.
6GK5 798-8MD00-0AM1
493
Антенный вывод для точек доступа в шкафах управления, N разъем/N разъем
1 шт.
6GK5 798-2PP00-2AA6
16
Антенный вывод для точек доступа в шкафах управления, SMA разъем/N разъем
1 шт.
6GK5 798-0PT00-2AA0
16
Разъем М12 для подключения источника питания к SCALANCE W7хх/ X208PRO
со стороны точки доступа,
3 шт.
6GK1 907-0DC10-6AA3
36
со стороны БП
3 шт.
6GK1 907-0DB10-6AA3
31
Внешние круговые антенны
монтаж на корпус модуля SCALANCE W700
ANT795-4MC, 2.4/5 ГГц, гнездо N типа, 3 шт. в компл.
IP65
6GK5 795-4MC00-0AA3
35
ANT795-4MD, 2.4/5 ГГц, гнездо N типа, 3 шт. в компл.
IP65
6GK5 795-4MD00-0AA3
35
ANT795-4MA, 2.4/5 ГГц, R-SMA, с шарниром, 3 шт. в компл.
IP30
6GK5 795-4MA00-0AA3
35
настенный или мачтовый монтаж
ANT792-6MN, 2.4 ГГц, гнездо N типа, до 200 м + TI795-1R
IP65
6GK5 792-6MN00-0AA6
180
ANT793-6MN, 5.0 ГГц, гнездо N типа, до 200 м + TI795-1R
IP65
6GK5 793-6MN00-0AA6
244
установка на крышу
ANT795-6MN, 2.4/5 ГГц, гнездо N типа, до 200 м + TI795-1R
IP65
6GK5 795-6MN10-0AA6
212
ANT795-6MT, 2.4/5 ГГц, 3 x QMA, MIMO, до 200 м + монтажная скоба
IP65
6GK5 795-6MT00-0AA0
292
Внешние направленные антенны
ANT795-6DC, 2.4/5 ГГц, гнездо N типа, -40 … +80 °C
IP65
6GK5 795-6DC00-0AA0
223
ANT793-6DG, 5 ГГц, 2 гнезда N типа, -40 … +80 °C
IP65
6GK5 793-6DG00-0AA0
249
ANT793-6DT, 5 ГГц, 3 x QMA, MIMO, -40 … +80 °C
IP65
6GK5 793-6DT00-0AA0
292
ANT792-8DN, 2.4 ГГц, гнездо N типа, до 1000 м + TI795-1R
IP65
6GK5 792-8DN00-0AA6
249
ANT793-8DJ, 5.0 ГГц, 2 гнезда N типа, -40 … +70 °C
IP65
6GK5 793-8DJ00-0AA0
345
ANT793-8DK, 5.0 ГГц, 2 гнезда N типа, до 1200 м , -45 … +70 °C
IP65
6GK5 793-8DK00-0AA0
429
Устройство молниезащиты для антенн, установленных вне помещений
LP798-1N
6GK5 798-2LP00-2AA6
233
Монтажный комплект для установки антенны ANT 795-6MN под потолком / крышей
6GK5 795-6MN01-0AA6
83
Наименование
Заказные номера
Цена, €
LP798-2N
6GK5 798-2LP10-2AA6
239
Гибкий коаксиальный кабель
R-SMA штекер/SMA штекер, для подключения модуля IWLAN/PB Link PN IO к компонентам с соединителями R-SMA и SMA, длина
0.3 м
6XV1 875-5DE30
36
2.0 м
6XV1 875-5DH20
43
N штекер/R-SMA штекер, для подключения RCoax кабеля или внешней антенны к точке доступа SCALANCE W, с соединителями N-типа и R-SMA, длина
0.3 м
6XV1 875-5CE30
37
1 м
6XV1 875-5CH10
40
2 м
6XV1 875-5CH20
43
5 м
6XV1 875-5CH50
54
N штекер/N штекер, для гибкого соединения двух RCoax кабелей, с двумя соединителями N-типа, длина
1 м
6XV1 875-5AH10
36
2 м
6XV1 875-5AH20
43
5 м
6XV1 875-5AH50
53
QMA штекер/N штекер, для подключения внешней MIMO антенны с QMA разъемами к гибкому коаксиальному кабелю, с соединителями QMA и N-типа, 3 шт., длина
1м
6XV1 875-5JH10
117
Дополнительную информацию по продукту Вы можете найти в каталоге IK PI, CA01 и в интернете по адресу https://w3.siemens.com/mcms/industrial-communication/en/industrial-wireless-communication/iwlan-industrial-wireless-lan/