Software Defined Radio und Cognitive Radio in der industriellen Automation

Die zunehmende industrielle Funkkommunikation führt zukünftig zu neuen Herausforderungen an Funknetzwerke und -geräte sowie an dafür erforderliche Inbetriebnahme- und Diagnosewerkzeuge. Von diesen Herausforderungen, die sich sowohl durch die Vielzahl an Spezifikationen als auch durch das begrenzt nutzbare Frequenzspektrum ergeben, sind Hersteller von Automatisierungsgeräten und ‑systemen, Maschinen und Anlagen sowie deren Anwender gleichermaßen betroffen.

Anwender wollen möglichst nur Funkgeräte einer Technologie für eine Anwendungsklasse in ihren Anlagen einsetzen, um die Lagerhaltungskosten und die Aufwendungen für Inbetriebnahme- und Diagnosewerkzeuge klein zu halten. Von Herstellern erwarten sie eine Gewährleistung der Koexistenz der eingesetzten Funknetzwerke mit anderen, bereits vorhandenen, unter Berücksichtigung internationaler Standards. Für die Hersteller von Automatisierungsgeräten und insbesondere von Maschinen und Anlagen ist es aber schwer absehbar, welche anderen Frequenznutzer im Umfeld der verschiedenen Produktionsanlagen anzutreffen sind. Hinzu kommen länderspezifische regulatorische Rahmenbedingungen, die den globalen Einsatz erschweren. Darum sind intelligente Funknetzwerke wünschenswert, die in der Lage sind, sich an die örtlichen Gegebenheiten anzupassen.
Die Funktechnologien werden, getrieben durch die Anforderungen des Consumer-Marktes nach geringem Energiebedarf, höherer Bandbreite, hoher Verfügbarkeit, flexibler Kommunikation verschiedener Multimedia-Anwendungen, in rasantem Tempo weiterentwickelt. Hersteller industrieller Funkgeräte nutzen Komponenten aus diesem Markt, um von der großen Stückzahl profitieren zu können. Diese Abhängigkeit birgt aber ein hohes Risiko hinsichtlich der Investitionen, da für industrielle Anlagen stabile Kommunikationssysteme über mehrere Jahre gefordert werden und die integrierten Komponenten evtl. nicht langfristig verfügbar sind. Zudem sind die Lösungen des Consumer-Marktes oft nicht optimal auf industrielle Anforderungen abgestimmt. Flexible, rekonfigurierbare Funknetzwerke könnten hier Abhilfe schaffen.

Die Studie zeigt deutlich, dass die Technologien Software Defined Radio und Cognitive Radio das Potenzial haben, die genannten Herausforderungen zu lösen. Auf 274 Seiten werden technische, ökonomische und regulatorische Aspekte sowie Gesichtspunkte der Standardisierung und Zertifizierung beleuchtet. Damit liegt ein umfassendes Kompendium vor, das auch Auskunft über notwendige Hardware, Software und Entwicklungsplattformen gibt. Ein wesentlicher Inhalt ist aber die Darstellung der Möglichkeiten und Szenarien für industrielle Automatisierungsanwendungen.