A Circuit Design által kifejlesztett NK-2.4Y típusnevű, frekvenciaugratásos, szórt spektrumú (FHSS) átviteli technológiát használó távvezérlő modul stabil kommunikációt biztosít a 2,4 GHz-es frekvenciasávban. Az NK-2.4Y megfelel az amerikai FCC, a kanadai IC, az európai EN és a japán ARIB szabványokban leírt, vonatkozó követelményeknek. A modullal könnyedén lehet a világ bármely pontján használható rádiós rendszert építeni ipari távvezérlési alkalmazásokhoz.
Hogyan lehetséges egy időben több eszközt is használni összeférhetetlenség nélkül?
Az FHSS olyan rádiókommunikációs módszer, amelyben az adattovábbítás az adó és vevő között úgy történik, hogy folyamatosan változtatásra kerül az átvitelhez használt, adott frekvenciájú csatorna (frekvenciaugratás). Az NK-2.4Y több tucat csatorna között választ véletlenszerűen frekvenciát adatátvitel során. Ha az adó és a vevő ugyanazt a frekvenciaugratási stratégiát alkalmazza (pl. f5, f10, f3, f7 ... f1 stb.), akkor az adatok vétele helyes lesz.
Sőt, ugyanabban az időpillanatban több adó-vevő pár szabadon is kommunikálhat abban az esetben, ha frekvenciaugratási szabályaik különböznek.
Hogyan lehetséges különböző, a kommunikációs módszereket alkalmazó eszközök együttélése?
Tételezzük fel, hogy az „X” jelű eszköz az f5 frekvencián rögzített kommunikációt folytat, az FHSS-módszerrel kommunikáló NK-2.4Y pedig a frekvenciaugratás folyamán ugyanerre a frekvenciára ér! Ahogy az alábbi diagramon látható, ha az NK-2.4Y az f5 frekvenciát választja ki, ütközés lesz az adatátvitelben, más frekvencia választása esetén viszont zavartalan lesz a kommunikáció. Ütközés esetén se az „X” eszköz, se pedig az NK-2.4Y nem képes kommunikálni. Ebben az esetben „X” jelű eszköz újra elküldi az adatokat az ütközéstől számítva, az NK-2.4Y pedig folytatja az adatok küldését a következő, ütközésben nem érintett frekvenciára beállás alkalmával.
Ilyen értelmezésben az NK-2.4Y nem foglal el egy adott frekvenciacsatornát, ehelyett egyik csatornáról a másikra ugrik folyamatosan, gyakorlatilag tehát olyan szabad frekvenciacsatornát keres, amelyen szabadon végezhet adattovábbítást. Ily módon tehát az NK-2.4Y létezhet egy környezetben a más kommunikációs módszerekkel működő (pl. WLAN, Bluetooth stb.) eszközökkel.
Most pedig vegyünk egy olyan esetet, amelyben más, szórt spektrumú rendszerek (mint pl. az említett WLAN vagy Bluetooth) rádióhullámai vannak jelen! A WLAN direkt szekvenciális szórt spektrumú (DSSS) kommunikációs módszert használ, és egy adategységet több frekvencián továbbít, így még ha adott esetben a kommunikáció során ütközés lép is fel az NK-2.4Y adásával, végeredményben az adatátvitel a WLAN szabványú eszközön is megtörténik. A DSSS-ben használt korrelációs folyamatok révén, ha adott a lehetőség több, szórt frekvencián folytatott kommunikációra, nem jelentkezik probléma, ha egy adott frekvencián ütközés történik. Az ütközések negatív hatása az adott térben aktív WLAN eszközök számától függ, de a legnagyobb hátrány a kommunikáció átviteli sebességének visszaesése lehet, amely az újraküldések mennyiségének növekedésétől függ.
A Bluetooth szabványú kommunikációt folytató eszközök ugyanazt az FHSS átviteli elvet alkalmazzák, mint az NK-2.4Y, így a szituáció ebben az esetben valamivel összetettebb. Ha az NK-2.4Y választása ugyanarra a frekvenciára esik, mint egy Bluetooth eszközé, és ezáltal ütközés jön létre, a Bluetooth-kommunikációt használó eszköz megnöveli újraküldési sebességét, így az eredő átviteli sebessége lecsökken. A szabványban foglaltak értelmében a Bluetooth-kommunikációt támogató eszközök 79 csatornát támogatnak, az NK-2.4Y pedig 20-at, így ha adatújraküldésre kerül sor, legrosszabb esetben 25%-kal csökken az adatátviteli sebesség.
A Bluetooth szabvány az 1.2-es verzió óta támogatja az adaptív frekvenciaugratást (AFH), amely lehetővé teszi azon frekvenciák kiválasztását, amelyen más eszközök nem forgalmaznak. Mivel ez csökkenti az ütközés és adatújraküldés következtében fellépő átvitelisebesség-csökkenést, a Bluetooth eszközök együttlétezése az NK-2.4Y-nal kevésbé problémás, mint a WLAN esetében.
A továbbfejlesztett FHSS-technológia jellemzői
Ahogy ismertettük, az FHSS-kommunikációs módban az eszközök az átvitelhez használt frekvenciák között olyan véletlenszerű minta alapján ugrálnak, amely eltér a többi, aktívan forgalmazó eszközétől. Ám olyan rádiós környezetben, amelyben nagyszámú aktív eszköz található, minden eszköz a másikétól eltérő időzítéssel működik, ami azt jelenti, hogy „A” eszköz esetenként ugyanazt a csatornát választhatja, mint „B” eszköz, „C” eszköz – és így tovább. Ezt a szaknyelvben csatornaütközésnek nevezik, FHSS esetében pedig elvileg sem küszöbölhető ki ez a jelenség.
A Circuit Design által továbbfejlesztett FHSS-technológia egyik újdonsága, hogy a csatornaütközés valószínűsége minden eszköz esetében és minden időpillanatban azonos. Abban az esetben, ha FHSS-kommunikációnál csatornaütközés lép fel, a következő frekvenciaugratás során a rendszer kísérletet tesz arra, hogy a folyamatos ütközéseket elkerülje. Következésképpen, egy olyan környezetben, ahol akár több NK-2.4Y távvezérlő is működik, sikerült elérni, hogy a reakciókészséget biztosító válaszidő tekintetében standard egyenetlenséggel lehessen kalkulálni az FHSS-re jellemző csatornaütközések vonatkozásában.
A továbbfejlesztett FHSS-technológia másik újdonsága, hogy optimális együttélést biztosít a DSSS-alapú WLAN eszközökkel és FHSS-technológiás (pl. Bluetooth) eszközökkel is olyan esetekben is, amennyiben az időzítés különbözik az NK-2.4Y eszközök által használt időzítésektől.
A korábban kifejtettek szerint az NK-2.4Y egyenlően képes használni a frekvenciákat, és mivel ugyanazon frekvenciák kiválasztására nem szekvenciálisan kerül sor, lehetőség van a lehető legalacsonyabb szinten tartani a frekvenciacsatorna-ütközési arányt az NK-2.4Y-nal aszinkron működő WLAN és Bluetooth eszközöket illetően.
Konklúzió
A gyártóüzemi és/vagy városi környezetben használt, rádiókommunikációs ipari eszközök teljesítményét nemcsak a más eszközök felől érkező, váratlan és kiszámíthatatlan interferenciahatások, hanem a fading és egyéb ártalmas hatások és jelenségek is ronthatják. Ennek következtében a rádiós ipari eszközök esetében elfogadott, hogy a kommunikációs csatornákat körültekintően konfigurálni és menedzselni kell, továbbá a rádiófrekvenciás hullámterjedés sajátosságai miatt esetenként szükség lehet egy használaton kívüli kommunikációs csatorna felderítésére és használatbavételére stb.
A Circuit Design által megalkotott NK-2.4Y távvezérlőben alkalmazott, újgenerációs FHSS-technológia az átvitelhez használt frekvenciák között véletlenszerű ugratást valósít meg, ezáltal a kommunikációs csatornák manuális kiválasztása és menedzselése szükségtelen. Ráadásul rendkívül nagy megbízhatóságú rádiókommunikációs eszközök megalkotását teszi lehetővé, teljesítve az ipari távvezérlési rendszerektől elvárt normákat rendelkezésre állás és reakcióidő tekintetében egyaránt.
| A Circuit Design, Inc. különböző alkalmazási területekre (pl. távvezérlés, telemetria, riasztórendszerek, sorosadat- és hangátvitel stb.) fejleszt és gyárt kis teljesítményű rádiókommunikációs modulokat és megoldásokat. Megoldásaik kompatibilisek az európai ETSI, az amerikai FCC és a japán ARIB szabványok vonatkozó részeivel egyaránt. A cég minőségpolitikája az ISO 9001-ben leírtaknak felel meg, gyártóbázisa Japánban található. |
