ParSec: Ein paralleles und sicheres drahtloses Kommunikationssystem für die Fertigungssteuerung

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Ein Teil der Entwicklung hin zu Lösungen innerhalb Industrie 4.0 ist die verstärkte Einführung von drahtloser Kommunikation in den Fertigungsprozess. Während bisher verfügbare Lösungen, wie WirelessHART, WSAN etc. eher für die Steuerung von Prozessen mit nicht harten Echtzeitanforderungen mit Latenzen ≥ 10 ms genutzt werden, wird noch intensiv an Systemen für den harten Echtzeiteinsatz geforscht. In diesem Beitrag wird ein Lösungsansatz dargestellt, der durch seine sehr hohe Parallelität und Sicherheit für harte Echtzeitanwendungen geeignet scheint. Er basiert auf einem parallelen Spreizcodeverfahren (PSSS), das beim Einsatz im 5 GHz ISM Band Latenzen von ≤ 1ms erreicht. Das ist eine wesentliche Erweiterung und Verbesserung gegenüber der im IEEE 802.15.4 Standard beschriebenen PSSS Variante im Sub-GHz-Bereich mit maximal 256 kb/s. Die Datenrate hier liegt bei einer Kanalbandbreite von 20 MHz bei über 15 Mb/s. Da bei der Fertigungssteuerung die Latenz von entscheidender Bedeutung für die Einsetzbarkeit des Funksystems ist, wurde beim Entwurf der Sicherheitsarchitektur und bei der Auswahl der einzelnen Mechanismen darauf geachtet, dass diese einen möglichst minimalen Einfluss auf die Bearbeitung und Übertragung der Datenpakete haben.