ГОСТ Р МЭК 62657-2-2016 Сети промышленной коммуникации. Беспроволочные коммуникационные сети. Часть 2. Обеспечение совместимости (Переиздание)

     4.4 Интерференционный потенциал

Беспроводные приложения, использующие один и тот же частотный диапазон в качестве "совместной среды", могут мешать друг другу.

При одновременном соблюдении следующих условий взаимные помехи приводят к:

- перекрытию сигналов в частотной области;

- перекрытию сигналов во временной области;

- перекрытию сигналов при кодировании;

- отсутствию сигнала (сигналу логического нуля) (в зависимости от местоположения, мощности, характеристики антенны, поляризации).

Это приводит к столкновениям беспроводных приложений таким образом, что, например, переданный пакет необходимо повторить. Реакция системы на описанные помехи зависит от нескольких факторов, например, от стандарта радиосвязи, программно-аппаратной реализации или от класса приложения, который использует система связи для передачи данных.

Отделение неперекрывающихся частотных каналов является способом достижения совместимости.

Однако, возможны помехи между системами беспроводной связи, использующими одну и ту же полосу частот, например, из-за помех соседнего канала. Данные помехи называются помехами перекрестного канала связи. В частности, аналоговые беспроводные системы связи содержат в себе большой интерференционный потенциал для цифровых беспроводных систем связи из-за их высокой степени занятости канала. Кроме того, системы беспроводной связи, использующие разные частотные диапазоны, могут создавать помехи друг другу. Под основным сигналом, система беспроводной связи также издает внешние полосные сигналы, которые могут проникать в частотный канал подвергающейся опасности беспроводной системы связи, тем самым оказывая воздействие на полезный сигнал. Качество принимаемого сигнала в приемнике, в зависимости от помех со стороны других систем беспроводной связи, обычно измеряется соотношением сигнала к помехе (SIR), которым является отношение мощности полезного сигнала к общей остаточной мощности мешающего сигнала (помехи). Приемник может правильно обрабатывать (расшифровывать) входящие данные только тогда, когда соотношение сигнала к помехе выше заданного порогового значения. Значение порога зависит от принятой модуляции, в то время как фактическое значение соотношения сигнала к помехе зависит от наложения источников помех относительно намеренной передачи данных в следующих двух областях: времени и частоты. В зависимости от того, является ли наложение (стало быть, конфликт) в этих областях полным или только частичным, можно достичь различных функциональных характеристик.

Для временной области, поскольку поток информационного обмена между пострадавшей системой(ами) беспроводной связи и источником(ами) помех систем(ы) беспроводной связи может меняться всякий раз, оценке соотношения сигнала к помехе должно предшествовать определение временного интервала, в котором помехи являются постоянными.

Для частотной области оценка соотношения сигнала к помехе должна рассматривать как минимум эффект совместного действия передатчика(ов) помех и пострадавших спектральных масок приемника. По сути передатчик(и) помех могут иметь побочное излучение даже за пределами принятого частотного канала. С другой стороны, защитная маска приемника может отклонять сигнал(ы) источника(ов) помех, смягчая их влияние.

Для того, чтобы предусмотреть/оценить влияние помех, можно использовать аналитические модели, моделирование и экспериментально-испытательные стенды. Эти три подхода имеют различную (увеличивающуюся) сложность и, следовательно, различную (увеличивающуюся) точность.

Для того, чтобы оценить, существует ли риск возникновения конфликта или нет, риск возникновения конфликта всегда следует учитывать, если беспроводные приложения работают параллельно в той же полосе частот без подтверждения их радиотехнической надежности.

Примечание 1 - Данное понятие беспроводного приложения является более полным по сравнению с понятием системы беспроводной связи, потому что в беспроводных приложениях энергия частоты используется не только для передачи информации.

Примечание 2 - Использование электромагнитной энергии может быть либо намеренным (необходимым для обслуживания конкретного приложения), либо ненамеренным/случайным.

Однако, риск возникновения конфликта не означает, что параллельная работа конкурирующих беспроводных систем невозможна. Они могут быть совместимы при условии соблюдения требований к данным решениям беспроводной связи. Этот критерий должен быть принят в качестве основы для принятия решений относительно применения беспроводных систем связи.

По возможности, будущие изменения в требованиях, подразумевающие изменения интерференционного потенциала, также должны быть рассмотрены. В промышленной автоматизации жизненный цикл решения беспроводной связи, как правило, длится более пяти лет. В течение этого времени могут быть разработаны и использованы новые приложения для существующей системы беспроводной связи. Определение, координирование и контроль этих изменений является частью обеспечения совместимости.

Еще одним воздействием являются излучаемые помехи электромагнитной совместимости. Многие беспроводные приложения, подлежащие частотному регулированию, обладают значительной мощностью излучения, способной генерировать высокую напряженность электромагнитного поля вблизи от другой системы беспроводной связи. Решение беспроводной связи показывает определенную устойчивость к тем излучаемым помехам, которые определены в соответствующих стандартах. Данное предельное значение может быть превышено сигналом мощного беспроводного приложения.

Несмотря на то, что реальные решения беспроводной связи часто обладают большей устойчивостью к помехам, чем нормативно заявленной, и превышение предельного значения не всегда приводит к возникновению помех, дизайн должен быть выполнен таким образом, чтобы уровень шума на приемнике не превышал это предельное значение. Помехи с той же частотной полосы гораздо более вероятны, чем с других частотных полос. Тем не менее, интерференционные потенциалы с других частотных полос также необходимо принимать во внимание.

В зданиях и участках вблизи аэропортов, портов, передающих антенных мачт и прочих мест расположения мощных систем радиосвязи интерференционный потенциал там чрезвычайно высок.

Электромагнитные помехи, вызванные не радиоканалом (а например, мощными промышленными энергетическими системами, частотными преобразователями), могут вызывать помехи. Данные электромагнитные помехи являются предметом Директивы по ЕМС, и не рассматривается в настоящем стандарте.