Jak vybrat vhodné frekvenční pásmo wM-Bus převodníku

Klíčové poznatky

• Při bezdrátovém přenosu dat z měřidel se informace přenášejí modulací nosné rádiové vlny. V Evropě bezdrátový M-Bus běžně pracuje v pásmech 868 MHz a 433 MHz.
• Bezdrátový M-Bus definuje různé komunikační režimy, mimo jiné T1, C1 a S1 v pásmu 868 MHz a režim F v pásmu 433 MHz. Pro některé aplikace měření se využívá i pásmo 169 MHz. Přijímač musí podporovat jak frekvenční pásmo, tak příslušný komunikační režim.
• Někteří výrobci používají vedle standardního bezdrátového M-Bus i proprietární rádiové protokoly nebo datové formáty. Kompatibilita proto nezávisí jen na frekvenčním pásmu.
• Frekvenční pásmo, které měřidlo podporuje, závisí na jeho rádiovém hardwaru a konfiguraci. Většina jednopásmových měřidel nedokáže přejít mezi 868 MHz a 433 MHz pouhou změnou nastavení, převodník proto musí podporovat skutečné parametry vysílání měřidla.
• Pásmo 868 MHz se v Evropě pro bezdrátový M-Bus široce používá, mimo jiné v mnoha nasazeních založených na OMS. Provoz v pásmu 868 MHz ale automaticky nezaručuje interoperabilitu podle OMS ani kompatibilitu s konkrétním přijímačem.
• Pásmo 433 MHz se často zvažuje pro obtížně dostupná místa, jako jsou šachty, sklepy nebo historické budovy, protože za srovnatelných podmínek může mít výhodnější šíření signálu. Skutečný příjem ale závisí na anténách, vysílacím výkonu, stavebních materiálech, rušení a podmínkách instalace a některé státy v tomto pásmu omezují vysílací výkon nebo střídu (duty cycle).

‍

Co přesně znamená „frekvenční pásmo“ v kontextu wM-Bus? Aby bylo možné bezdrátově přenášet data z měřidel, jako jsou vodoměry, kalorimetry nebo RTN jednotky, musí být digitální informace modulována na tzv. nosnou frekvenci. V Evropě se pro tyto účely běžně využívají tzv. ISM pásma – zejména 868 MHz a 433 MHz. Bezdrátový M-Bus (wM-Bus), standardizovaný protokol pro chytré měření, operuje právě v těchto frekvenčních pásmech.

Mezi běžné režimy patří:

• T1 a C1 na frekvenci 868,95 MHz
• S1 na frekvenci 868,3 MHz
• T1 i v pásmu 433 MHz na frekvenci 434,475 MHz

Existuje i pásmo 169 MHz, které se využívá v extrémních podmínkách s velmi špatnou prostupností, ale v běžné praxi se s ním setkáte zřídka.

A co proprietární protokoly?

Ne všechna měřidla dodržují striktně režimy T1/C1/S1. Někteří výrobci využívají proprietární varianty wM-Bus, které si přizpůsobují na míru. I tato zařízení však téměř vždy zůstávají v rámci pásma 868 nebo 433 MHz, mimo jiné kvůli regulatorním nákladům spojeným s použitím jiných frekvencí. Jak si tedy správně vybrat? ACRIOS převodníky podporují obě frekvenční pásma. Při výběru hraje roli hlavně:

• vzdálenost mezi převodníkem a měřidlem
• fyzické překážky v prostředí
• frekvenční pásmo použité v samotném měřidle (to nelze změnit)

Proč zvolit převodník pro pásmo 868 MHz?

• Jedná se o standardizované pásmo využívané většinou wM-Bus měřidel v EU
• Kompatibilita s OMS profily a režimy T1/C1/S1
• Ideální pro běžné instalace v bytech, domech, komerčních objektech
• Umí částečně zachytit i signály z pásma 433 MHz (na velmi krátkou vzdálenost)

Proč zvolit převodník pro pásmo 433 MHz?

• Lepší prostupnost signálu v náročných prostředích – šachty, sklepy, kovové konstrukce
• Vhodné pro města se silným rušením nebo historické budovy
• Vyžaduje měřidla nativně vyráběná pro 433 MHz
• Často spolehlivější detekce i přenosů z 868 MHz zařízení než naopak

A co když máte měřidla v obou variantách? Pak záleží především na fyzickém umístění měřidel. Obecně platí:

• 868 MHz → výchozí volba pro standardní podmínky
• 433 MHz → doporučeno pro problematická místa se zhoršeným příjmem

Volba frekvenčního pásma s ohledem na fyzické umístění

Slovníček užitých pojmů

• Duty cycle (střída): podíl času, po který zařízení v daném období vysílá; v některých rádiových pásmech může podléhat regulatorním limitům
• EED (Energy Efficiency Directive): evropská směrnice o energetické účinnosti, která mimo jiné stanovuje požadavky na dálkově odečitatelná měřidla a pravidelný přístup k informacím o spotřebě
• Frekvenční pásmo (frequency band): vymezený rozsah rádiových frekvencí využívaný pro určité komunikační nebo jiné rádiové aplikace
• ISM pásmo (Industrial, Scientific and Medical): rádiové pásmo určené pro průmyslové, vědecké a lékařské účely; některá z těchto pásem, například 433 MHz v Evropě, se využívají i pro komunikaci bez individuální licence
• Komunikační režimy (communication modes): režimy přenosu definované v normě EN 13757-4 pro bezdrátový M-Bus, mimo jiné S (stationary), T (frequent transmit) a C (compact) v pásmu 868 MHz, režim F v pásmu 433 MHz a režim N v pásmu 169 MHz, které se liší například přenosovou rychlostí a způsobem vysílání
• Modulace (modulation): změna některé vlastnosti nosné vlny, například frekvence nebo fáze, za účelem zakódování přenášených dat
• Nosná frekvence (carrier frequency): frekvence rádiové vlny, která je modulována, aby přenášela data
• OMS (Open Metering System): komunikační specifikace pro systémy odečtu měřidel založená na evropských normách včetně wireless M-Bus, která podporuje interoperabilitu mezi měřidly a systémy sběru dat od různých výrobců
• Převodník: zařízení, které převádí signál nebo data z jednoho rozhraní či formátu do jiného, aby spolu mohly spolupracovat různé snímače, měřidla nebo komunikační systémy
• Rozdělovač topných nákladů (RTN, heat cost allocator): zařízení umístěné na otopném tělese, které zaznamenává hodnoty sloužící k poměrnému rozúčtování nákladů na vytápění mezi uživatele budovy
• Wireless M-Bus (wM-Bus): bezdrátová varianta M-Bus určená k rádiovému přenosu dat z měřidel