עיתון תעשיות

מבוא לתקשורת אלחוטית - או הטלמטריה בשירות המכשור והבקרה יישום אל־חוטיליישום הטלמטריה בגלי רדיו אל־חוטיים יתרונות ברורים על־פני עקרונות שידור אחרים:לא ניתן לחתוך או לשבור את קווי התמסורת.זמן תגובה מהיר יותר.עלות נמוכה בהשוואה לאספקת קווי נחושת.עלות אפסית בהשוואה לתחזוקה על־פני שנים של רשת קווית.התקשורת פרטית ולא ציבורית.עלות זניחה להפעלה ושימוש חודשיים.עבור מערכות גדולות, ישנו חיוב שנתי מקסימלי – תשלום רק עבור 23 אתרים ראשונים בלבד.קלות היישום באתרים שאין זה מעשי להתקין בהם תקשורת קווית. קלות העתקת הציוד לאתר חדש.הפתרון האל־חוטי "שקוף" ומתאים למגוון יחידות קצה של יצרנים שונים.תפקוד תקין בתנאי הפעלה מגוונים.תכנון מתאים של מערכת אל־חוט יספקו ללקוח עורק תקשורת זול, יעיל וגמיש אשר יתפקד בצורה מיטבית לאורך שנים רבות עם אחזקה מעטה ביותר. כיום תוכנות דיאגנוסטיקה מאפשרות ניטור אוטומטי של הטווח האל־חוטי בזמן אמת. בצורה זו ניתן לצפות מראש את יעילות עורק התקשורת האל־חוטי וניתן לשדרג את ביצועיו עוד בטרם מתרחשת תקלת שבר. מרכיבי מערכת הטלמטריה חיישנים מגוונים מהווים את מקור המידע באתרי הקצה. יחידת בקרה מקומית (RTU = Remote Terminal Unit), באתר הקצה, ממירה את יציאת החיישנים למידע דיגיטלי. בנוסף, יחידת ה־RTU מתחברת למודם אל־חוטי אשר ממיר את המידע הדיגיטלי למידע אנלוגי. את המידע האנלוגי ניתן לשדר. השידור האל־חוטי משדר את המידע למקלט הנמצא במוקד הבקרה המרכזי. במוקד מתבצעת פעולה הפוכה: המודם האל־חוטי במוקד ממיר את המידע האנלוגי בחזרה לדיגיטלי כדי שניתן יהיה להציגו באמצעות תוכנות SCADA.אפליקציה אופיינית במוקד בקרה מרכזי פועלת בשני משטרי עבודה עיקריים: משטר עבודה אחד הוא תשאול אתרי הקצה. המוקד שולח בקשה לקבלת נתונים מאתר הקצה ועובר מייד למצב "האזנה". במצב זה המוקד מחכה לקבלת שידור הנתונים מאתר הקצה. לאחר שאתר הקצה מסיים לשדר את הנתונים למוקד, גם הוא עובר למצב "האזנה", ומחכה לפקודה הבאה מהמוקד. לאחר שהמוקד מקבל את המידע מאתר הקצה ומפענח אותו, הוא מחליט האם לקבל נתונים נוספים או לפנות לקבלת נתונים מאתר קצה אחר.משטר עבודה שני נקרא: "מצב התפרצות" ובו המוקד נמצא במצב האזנה ואתרי הקצה מתפרצים ומשדרים אליו את המידע מאתר הקצה.התפשטות גלי רדיו – שידור נתונים באווירגלי רדיו מתפשטים באוויר כאשר האנרגיה החשמלית המיוצרת במשדר האל־חוט מומרים על־ידי האנטנה לאנרגיה מגנטית. גלים מגנטיים מתפשטים היטב בחלל. האנטנה הקולטת אוספת לתוכה רק חלק קטן מן הגלים והאנרגיה המגנטית, וממירה אותה בחזרה לאנרגיה חשמלית אשר מוגברת על־ידי מקלט הרדיו. בצורה זו ניתן לשדר מידע באוויר.כמה רחוק ניתן לשדר?התפשטות גלי רדיו תלויה במספר רב של פרמטרים המשפיעים על מרחק השידור ועל הביצועים הכלליים של עורק האל־חוט. הפסדי אנרגיה במסלול השידור (בין המשדר והמקלט), הוא הפרמטר בעל החשיבות הגדולה ביותר. גורמים המשפיעים על הפסדים אלו הם בדרך כלל מכשולים בתוואי השידור והפסדי הספק. מערכת אל־חוט אמינה תיישם הנדסת רדיו אשר תכלול "קו ראייה" (line-of-sight), אשר מאפשר לגלי האל־חוט לנוע ישירות מהאנטנה המשדרת אל האנטנה הקולטת ללא מכשולים כלשהם, כפי שמוצג באיור מספר 1.עקמומיות האדמה מגבילה את קשר העין ומכאן מגבלת המרחק. אם האנטנות, המשדרת והקולטת נמצאות במרחק רב זה מזה, האדמה תחסום את גלי האל־חוט. המרחק המקסימלי של מרחק קו ראייה (line-of-sight) נקבע על־ידי גובה האנטנה. מרחק זה מוגבל על־ידי מכשולי שטח נוספים כפי שניתן לראות באיור מספר 1.שידור "קו ראייה"קו ראייה ומכשולבאופן תאורטי עוצמת הגלים באוויר נחלשת ביחס לשורש מרחק השידור. לדוגמה, אם המרחק גדל פי 2 עוצמת הגלים קטנה פי 4. אולם במציאות העוצמה קטנה ונחלשת הרבה יותר מהנוסחה המתוארת. הדבר נובע מהפסדי הספק, שנגרמים על־ידי מכשולי תכסית, מבנים, עצים וגורמים אחרים. ניתן לבצע חישובים מוקדמים לחיזוי איכות וטיב התקשורת האל־חוטית בין אתרים. מודלים אלו מתאימים לתנאים אידיאלים, אך במציאות יש להתחשב בגורמים אחרים עליהם אסביר בהרחבה בהמשך.תחומי תדריםבדרך כלל מערכות טלמטריה אל־חוטיות מאופיינות באתר נייח מרכזי אשר משיג מידע מאתר/ים נייח/ים אחר/ים. משרד התקשורת מאפשר פעילות טלמטריה שכזו (בקרה) בתחום ה־VHF ובתחום UHF. גם בתחומים אחרים ניתן ליישם פעילויות טלמטריה, אולם במקרים אלו בדרך כלל היישום הוא למערכות ניידות ובהספקי שידור נמוכים מאוד המתאימים לשידור של עד כמה מאות מטרים בלבד, לכן לא ארחיב את ההסבר עליהם.תחום ה־(VHF (150-174 MHZ תחום ה־VHF הנו תחום המכיל מקורות רעש רבים והפרעות. החל ברעש אשר נוצר על־ידי אדם, למשל: מכוניות,קווי הולכת חשמל, הפרעות שנוצרות כתוצאה מהחזר של גלי האל־חוט לקרקע על־ידי היוניספירה ועוד.שידורים ארוכי טווח מסוגלים לגרום להפרעות במצבים מיוחדים של האטמוספרה. בדרך כלל המקדם הדיאלקטרי של האטמוספרה יורד כאשר עוצמת השידור גדלה, אך במצבי מזג אוויר אחרים קורה דבר הפוך.גלי האל־חוט נלכדים בין האדמה והגובה המקסימלי של מסלול השידור כפי שמוצג באיור מספר 2. תופעה זו ידועה כ"תופעת התעלה" (Ducting) הגורמת לגלי האל־חוט לשדר למרחק לא רצוי – מרחק הגדול יותר ממרחק line-of-sight. התופעה נדירה ויכולה לגרום להפרעות לגלי אל־חוט אחרים. בישראל תחום ה־VHF עמוס עד מאוד במערכות VOICE וגם DATA וכן רבות ההפרעות ההדדיות כתוצאה מעומס. איור 2: תופעת התעלהתחום ה־(UHF (450-470 MHZבשנים האחרונות תחום זה נפוץ ושימושי בגלל זמינות הערוצים והתדרים. טווח השידור אינו טוב כמו בתחום ה־VHF, אולם בתחום זה כמעט ואין רעשי אדם או תופעות תעלה. בתחום זה העצים סופגים אליהם יותר אנרגיה, כך שההפסד גדול יותר, אולם החדירה של הגלים דרך מבנים טובה יותר מכיוון שאות השידור הוא ברוחב גל קצר יותר.

סקירות נוספות אודות עיתון תעשיות