Wireless Planungs-/ und Installationsleitfaden

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1 Wireless Planungs-/ und Installationsleitfaden GPG Building Automation Dok.-Typ: Applikationsbeschreibung Dok.-Nr. 9AKK106930A5534 Dok.-Version: 1.1 Abteilung: Global Support Autor: C. Kruppa System: Produkt: wireless Seite: 1/11 Datum: Haftungsausschluss: Es dient zur technischen Information und soll Anregungen zum Einsatz geben. Dieses Dokument ersetzt nicht die technischen Informationen zur Projektierung, Montage und Inbetriebnahme des Produkts. Technische Änderungen und Irrtümer sind vorbehalten. Trotz Überprüfung des Inhalts dieser Druckschrift auf Übereinstimmung mit der Hard- und Software können Abweichungen nicht vollkommen ausgeschlossen werden. Daher können wir hierfür keine Gewähr übernehmen. Notwendige Korrekturen fließen in neue Versionen des Dokuments ein.

2 Einführung Dieses Dokument zeigt die Grundinformationen von wireless, sowie einige Hinweise für die Planung und Installation der Geräte. Ziel des Dokuments Mit dieser Beschreibung soll der Elektroinstallateur bzw. Benutzer wireless besser verstehen und anwenden. Inhalt Fakten Funkfrequenz: 2.4GHz Funkprotokoll: Wireless Verschlüsselung: AES-128 Reichweite im Gebäude: typisch m (kann aufgrund der baulichen Gegebenheiten stark variieren) Teilnehmer in einem System: 64 Wireless + 64 Wired Alle free@home wireless Geräte unterstützen die die bekannten free@home Funktionen Robuste Kommunikation durch Mesh-Netzwerk Einfacher Austausch von vorhandenen Schaltern dank Kombinierten Sensor/Aktor Geräten Sofortige Funktion ohne Programmierung (Geräte sind vorkonfiguriert) Ein System kann Drahtlose und Drahtgebundene enthalten Integration in Balance, SI, solo, future, carat, axcent, pur edelstahl, Basic55, Dynasty Seite: 2/11

3 Grundlagen Mesh-Netzwerk Alle Wireless-Netzwerktechnologien haben, physikalisch bedingt, eine begrenzte Reichweite. In einem Smart Home sind die Teilnehmer des Netzwerkes, wie Lichtschalter, Jalousieschalter, etc., jedoch über eine große Fläche verteilt und müssen dennoch in der Lage sein, zuverlässig miteinander zu kommunizieren. Um die maximale Ausdehnung des Netzwerkes zu vergrößern verwendet Wireless die so genannte Mesh-Netzwerk Topologie. Abbildung 1: Wireless Mesh-Netzwerk Bei der Mesh-Netzwerk Topologie kommunizieren alle Teilnehmer des Netzwerkes mit allen anderen Teilnehmern. Entweder direkt, wenn sie sich in Reichweite befinden, oder aber indirekt über einen oder mehrere "Knoten", wenn sie es nicht sind. Dies steht im Gegensatz zu anderen Netzwerktypen, die oft einen zentralen Kommunikationsknoten verwenden durch den der gesamte Datenverkehr fließen muss. Mesh-Netze haben keine solche zentrale Nabe und finden mehrere Wege, um Daten von einem Gerät zu einem anderen zu senden. Das Wireless Mesh-Netzwerk verwendet das so genannte "Routing- Verfahren". Bei diesem Verfahren ermittelt der System Accesspoint automatisch den effizientesten Weg um eine Nachricht von einem Punkt des Netzwerkes, über mehrere Knoten hinweg, zum richtigen Adressaten zu versenden. Diese Information wird in sog. Routing Tabellen abgelegt und an alle Netzwerkteilnehmer verteilt. Dieses Verfahren wird kontinuierlich fortgeführt, so dass das System auch auf nachträgliche Änderungen reagieren kann (z.b. bei Ausfall von einzelnen Geräten, neu hinzugefügten Geräten, oder baulichen Veränderungen die den Empfang beeinträchtigen). Seite: 3/11

4 Reichweite Der Montageort der Wireless Geräte sollte schon während der Planung berücksichtigt werden. Im theoretischen Freifeldversuch wird eine Reichweite von 100m erzielt. Im Gebäude ist dies in der Praxis jedoch nicht möglich. Die örtlichen Gegebenheiten haben großen Einfluss auf die Empfangsqualität bzw. die Reichweite der Geräte, wodurch das Signal mehr oder weniger stark gedämpft wird. Armierte Betondecken dämpfen z.b. stärker als Holzdecken, Metallständerwerk stärker als Holzständerwerk, usw. Eine pauschale Aussage zur Reichweite ist daher nicht möglich. Als genereller daumenwert sollten folgende Regeln beachtet werden: 1. Zwischen zwei Geräten sollte nicht mehr als eine Geschossdecke liegen 2. Zwischen zwei Geräten sollte nicht mehr als eine Wand liegen 3. Die Geräte sollten nicht unmittelbar neben großen metallischen Oberflächen installiert werden. Seite: 4/11

5 Störung des Funksignals Das Funksignal der Wireless Geräte kann durch andere Funksender gestört werden. Problematisch sind vor allem Sender die in einem ähnlichen Frequenzband senden. Dazu können gehören: WLAN Router (2,4GHz) Mikrowellen Leuchtstofflampen Billige oder defekte Elektronikprodukte Auswirkungen von Störungen Die Störung des Funksignals kann folgende Auswirkung haben: 1. Verzögerte Reaktion 2. Verbindungsabbruch zu einem Teilnehmer Anmerkungen zum 2,4 GHz Band Das von WLAN und Wireless genutzte 2,4GHz Band erstreckt sich über einen Frequenzbereich von MHz bis MHz. Dieser Bereich wird in mehrere Kanäle aufgeteilt. Das Frequenzband eines WLAN Kanals ist dabei nicht Deckungsgleich mit dem Frequenzband eines Wireless Kanals. Seite: 5/11

6 Maßnahmen zur Vermeidung von Störungen die durch das WLAN verursacht werden 2,4 GHz WLAN Geräte stellen das größte Störpotential dar, da es im gleichen Frequenzband wie Wireless liegt. Um Störungen zu vermeiden wäre es daher natürlich am besten diese Störquelle auszuschalten (z.b. durch Verwendung von 5GHz WLAN). In den meisten Fällen wird das jedoch nicht möglich sein, dann sollte folgendes beachtet werden: 1. Verwenden Sie für Ihr WLAN und für Wireless Kanäle, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen liegen (siehe Anmerkungen zum 2,4 GHz Band ). Sie können den WLAN Kanal in der Benutzeroberfläche ihres Routers, bzw. den Wireless Kanal in der Benutzeroberfläche des System Access Points einstellen. Im Auslieferungszustand des System Access Points ist der Wireless Kanal 26 gesetzt. In diesem Fall können alle WLAN Kanäle von 1 11 verwendet werden, ohne dass es zu Überschneidungen mit dem free@home Wireless Frequenzband käme. 2. Möglicherweise gibt es in Ihrer Umgebung weitere WLAN Netze auf deren Kanalwahl Sie keinen Einfluss haben. Dann sollten Sie den free@home Wireless Kanal in einen Frequenzbereich legen, der möglichst wenig belastet ist. Sie können in der Benutzeroberfläche des System Access Points unter Systemeinstellungen -> free@home Wireless -> Kanal Wechseln einen anderen free@home Wireless Kanal einstellen. Anmerkungen zum System Access Point Im Betriebsmodus WLAN Accesspoint (währende der Inbetriebnahme) verwendet der System Access Point den WLAN Kanal 1 (der Kanal kann nicht geändert werden). Der Kanal für die free@home Wireless Kommunikation ist standardmäßig auf 26 gestellt. So kommt es zu keiner Überschneidung der Frequenzbereiche der beiden Funkprotokolle. Der free@home Wireless Kanal sollte im WLAN Accesspoint Modus nicht verändert werden. Automatische Kanalempfehlung Während des Bootvorganges des System Access Points werden alle benachbarten WLAN Netzwerke gescannt und auf deren Frequenzbereich und Signalstärke analysiert. Auf dieser Basis wird die automatische Kanalempfehlung ausgesprochen, sobald die Kanal wechseln Funktion bestätigt wird. Seite: 6/11

7 Nach Auswahl der Funktion wird über die automatische Kanalempfehlung ein Kanal vorgeschlagen in dessen Frequenzbereich die geringsten Störungen vorliegen (siehe auch Anmerkungen System Access Point). Der System Access Point Scannt dabei seine Umgebung nach den vorhandenen WLAN s, deren Kanal und Signalpegel ab. 3. Welche WLAN Netzwerke es in der Umgebung gibt und welche Kanäle diese verwenden kann mit Hilfe von Kostenlosen Software Tools ermittelt werden (z.b. - Android; - OSX/ Windows) Seite: 7/11

8 Beispiel: Figure 1: Screenshot aus "WiFi Scanner" Im Beispiel belegt das heimische Netzwerk Asus den WLAN Kanal 1. Alle anderen Frequenzen des 2,4 GHz Frequenzbandes werden zwar durch benachbarte Netzwerke belegt, jedoch sind diese so stark gedämpft, dass keine Störungen des Wireless Signales auf Kanal 26 zu erwarten sind. Seite: 8/11

9 Wireless Inbetriebnahme Wireless Geräte müssen zunächst mit dem System Access Point gekoppelt werden bevor sie in einem Projekt verwendet werden können. Während des Koppel-Vorganges tauschen die Geräte einen Sicherheitsschlüssel aus. Nach der Kopplung erfolgt die Kommunikation zwischen den Geräten verschlüsselt und sie sind fest mit dem System Access Point verbunden. Gekoppelte Geräte können nicht mit einem anderen System Access Point verbunden werden. Sie müssen zuvor auf Werkseinstellungen zurückgesetzt werden. Führen Sie folgende Schritte aus um ein oder mehrere Geräte mit dem System zu koppeln: 1. Installieren Sie das/die Wireless Gerät(e) 2. Schalten Sie die Netzspannung der Wireless Geräte ein 3. Die Geräte befinden sich jetzt für 30min im Einlernmodus. 4. Verbinden Sie sich mit der Benutzeroberfläche eine Betriebsbereiten System Access Point 5. Wählen Sie in der Benutzeroberfläche des System Access Point Systemeinstellungen -> Wireless -> Scan Seite: 9/11

10 Während des Einlernmodus wechseln die Wireless Geräte alle 15s den Wireless Kanal. Sobald auf einem Kanal eine Kommunikation mit einem System Access Point im Scan Modus zustande kommt, werden die Geräte automatisch in das System eingebunden. 10min nachdem das letzte Gerät gefunden wurde wird der Scanvorgang beendet. 6. Eingebundene Geräte werden in der Benutzeroberfläche in der Geräteliste aufgelistet. Kontrollieren Sie anhand der Seriennummer ob alle installierten Geräte gefunden wurden. Zurücksetzen auf Werkseinstellung 1. Schalten Sie das Wireless Gerät stromlos 2. Halten Sie die Taste unten links gedrückt 3. Bestromen Sie die Geräte erneut Die LED blinkt langsam für 10s, danach 5s schnell und geht dann aus Die Werkseinstellungen wurden wieder hergestellt und das Gerät kann erneut eingelernt werden Anmerkung: Geräte die sich bereits im Werkszustand befinden werden nicht erneut zurück gesetzt. Die LED bleibt in Schritt 3 aus. 7. Wenn ein Gerät nicht gefunden wurde, befand es sich möglicherweise nicht im Einlernmodus. Der Grund dafür könnte sein das Die Einlernzeit abgelaufen ist Das Gerät bereits mit einem anderen System gekoppelt wurde Setzen Sie das Gerät auf Werkseinstellungen zurück und starten Sie einen neuen Scanvorgang. Seite: 10/11

11 Austausch eines vorhandenen System Access Points mit einem Wireless System Access Points Soll ein bestehendes, Bus basiertes System mit Wireless Komponenten ersetzt werden, so kann dies auf folgende Weise durchgeführt werden: Voraussetzungen: 1. Eingerichtetes System 2. System Access Point 6200 AP Wireless Geräte Vorbereitung: 1. Verbinden Sie sich mit der Benutzeroberfläche des bereits eingerichteten System Access Point 2. Erstellen Sie unter Einstellungen -> Projektsicherungen -> Projektsicherung erzeugen, ein neues Backup und speichern Sie dieses auf Ihrem PC. 3. Stellen Sie sicher dass Sie das Zugangspasswort zur Benutzeroberfläche des System Access Point noch kennen. Austausch 1. Tauschen Sie den alten System Access Point mit der neuen Variante aus Achtung: Schließen Sie niemals beide System Access Points an einem System an! 2. Nehmen Sie den neuen System Access Point in betrieb Wiederherstellung der Konfiguration 1. Verbinden Sie sich mit der Bedienoberfläche des System Access Point und vervollständigen Sie den Inbetriebnahme Assistenten. 2. Wählen Sie unter Einstellungen -> Projektsicherungen -> Projektsicherung importieren die lokale Backup Datei aus die Sie zuvor vom alten System erzeugt haben. 3. Nachdem die Projektsicherung wieder hergestellt wurde, fahren Sie fort mit der Inbetriebnahme der Wireless Geräte wie unter Wireless Inbetriebnahme beschrieben. Verweise auf andere Dokumente FAQ Home and Building Automation FAQ Engineering Guide Database Seite: 11/11