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Basisinformationen zur LON-Technologie


 

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Die Idee hinter LON

LON, das Lokal Operierende Netzwerk bringt das Computernetzwerk auf das Chip, das ist die Vision der Echelon Gründer. Die Technologie strebt an, dass Netzwerke aus einer grossen Anzahl kostengünstiger, sogenannter Knoten aufgebaut werden können. Diese Knoten können durch verschiedene Hersteller hergestellt werden und mittels LonTalk®-Protokoll untereinander kommunizieren.

Die Knoten besitzen alle ihre eigene Intelligenz und können Daten untereinander ereignisgesteuert austauchen. Sie messen, steuern, regeln und kommunizieren. Dies ergibt ein äusserst flexibles Netz von Funktionen mit beinahe beliebigem Vernetzungs- und Komplexitätsgrad.

Knoten

Realisieren statt normieren war von Anfang an die Devise der Technologiebegründer rund um A.C. Markkula, welcher sich zuvor bereits bei Intel und Apple einen Namen als Manager von High-Tech Firmen im Pionierstadium aufbauen konnte.

Durch die Verfügbarkeit eines Chips mit einem integrierten Kommunikationssystem ist es Echelon gelungen, durch die rasche Verbreitung einen Quasi-Standard zu schaffen. Das Herzstück, das LonTalk®-Protokoll, wurde solange nur über diese spezifische Chips verfügbar gemacht, bis sich der Standard gebildet hatte. Zum heutigen Zeitpunkt ist das Protokoll normiert und zur auf mehreren Mikroprozessoren implementiert. In zahlreichen Normierungen hat LonWorks® Eingang gefunden. So z.B. in BACnet (ASHRAE American Society of Heating and Air-Conditioning Engineers), ISFS (Internation Forecourt Standard Forum, d.h. alle grossen Ölfirmen), CEN TC-247, SEMI (Massen-Durchfluss-Meter), CELECT (UK für Heizungen), IEC 708.1..708.3 und als wichtigste Norm ISO 14908-X. Der wichtigste Standard bildet LonMark®, eine durch die Anwender von LON-Komponenten geführte Organisation.

LonTalk® kann über Zweidrahtleitungen, 230 V Netze, Fiberoptik, Funk- und Ethernet-Netzwerke nahtlos übermittelt werden.


Die vier Elemente von LON

vierElemente


Die LonWorks-Technologie basiert grundsätzlich auf vier Elementen:

LonTalk®-Protokoll
Das LonTalk®-Protokoll definiert die Sprache, welche auf dem Medium gesprochen wird.

Mikroprozessoren
Mikroprozessoren auf Kontrollgeräten können diese Sprache interpretieren und bilden sogenannte Knoten, welche mittels der LonTalk®-Sprache vernetzte Funktionen ausführen können.

LonWorks® Transceiver
Die LonWorks® Transceiver können LonTalk® auf verschiedenen physikalischen Medien abbilden, so dass die Sprache über verschiedenste Kommunikationskanäle übertragen werden kann.

LonWorks® Tool
Schlussendlich bilden die Tools das Rückgrat für die Entwicklung von Produkten und die Planung und Durchführung von Installationen. Dementsprechend wird zwischen Entwicklungstools (NodeBuilder, Mirkoprozessor Workbench) und Installationstools (LonMaker, NL220, NL-Facilities) unterschieden.

Ausführliche Infos zu diesem Thema finden Sie in unserer Broschüre "Technische Grundlagen zur LonWorks®-Technologie", die wir Ihnen gerne auf Anfrage zustellen.marketing@lonmark.ch

 


Bausteine eines Netzes

 

Knoten

Der Systemintegrator braucht für seinen Knoten mindestens folgende Angaben:
- einen guten und vollständigen Funktionsbeschrieb
- ein sogenanntes XIF-File, welches das Netzwerkinterface beschreibt
- die Beschreibung des elektrischen Interfaces
- mögliche Konfigurationsbeschriebe
- mögliche Programmanpassung und Firmwareversionen

 

Netzwerkorganisationsbausteine


Verschiedene Channels werden über Router logisch miteinander verknüpft, wobei die beiden Busschnittstellen des Routers unterschiedlicher oder gleicher physikalischer Natur sein können. Auf diese Weise verbindet man beispielsweise einen Funkkanal mit einer Zweidrahtstrecke.

Unter dem Oberbegriff Router fallen Kopplungsmöglichkeiten mit unterschiedlichen Vermittlungsmethoden (Router Algorithms)

Repeater


Den einfachsten Router stellt ein Repeater dar, er leitet alle Telegramme von einem Channel zum anderen weiter. Neben der Umsetzung zwischen unterschiedlichen Übertragungsmedien kann ein Repeater auch zur analogen Signalregenerierung und damit zur Verlängerung des Busses eingesetzt werden.

 

Bridges


Die nächste Stufe in der Routerhierarchie ist die Bridge. Eine Bridge ist ein Router mit lokaler Intelligenz. Sie vermittelt nur Telegramme innerhalb derselben Domain, wobei zwei Domains übertragen werden können.

 

Learning Router


„Learning Router“ beobachten den Datenverkehr auf den beiden angeschlossenen Netzwerkbereichen und erschliessen sich daraus den Netzaufbau auf Domain- und Subnet-Ebene. Dieses Wissen benutzt der Learning Router dann, um die Telegramme auszuwählen, die er von einem Channel zum anderen weiterleitet. Da ein Learning Router aus dem Telegrammverkehr nicht auf bestehende Gruppentopologien schliessen kann, werden stets alle Telegramme mit Gruppenadressen weitergeleitet.

 

Configured Router


„Configured Router“ setzen dagegen nur ausgewählte, in einer Vermittlungstabelle (Routing Table) eingetragene Telegramme zwischen Channels um. Die Vermittlungstabelle erstellt man mit Hilfe eines Netzwerkmanagement-Tools. Da dieses Tool auch über die Vergabe von Gruppenadressen bestimmt, kann ein Configured Router auch für das selektive Vermitteln von Gruppentelegrammen programmiert werden.

 

Warum Router einsetzen?


Configured Router und Learning Router gehören zur Klasse der intelligenten Router. Sie sind nicht nur ein Mittel zum Verbinden von physikalisch unterschiedlichen Übertragungsmedien. Dank ihrer Programmierung können sie auch als Telegrammfilter zwischen physikalisch gleichartigen Channels eingesetzt werden. Indem sie nur ausgewählte Telegramme in andere Bereiche weitervermitteln, beschränken sie den Telegrammannahmeverkehr auf den örtlichen Bereich. Der Rest des LON-Systems bleibt so von dem für ihn uninteressanten Datenverkehr verschont.


 

 

Die Konfiguration und das Netzwerkmanagement

Auf logischer Ebene können mit Hilfe der Netzwerkvariablen zwischen den einzelnen Neuron-Knoten eine Vielzahl von Kommunikationsverbindungen aufgebaut werden (sogenannte Bindings). Das wird in der Regel mit Hilfe eines Installationswerkzeuges (Handheld-Gerät, PC unter DOS und Windows) im Feld durchgeführt, wobei entsprechende Einträge im EEPROM der einzelnen Knoten vorgenommen werden. Es gibt aber auch Fälle, wie z.B. in einer Maschinensteuerung, wo alle Knoten bereits mit sämtlichen Kommunikationsbeziehungen vordefiniert werden.

Für die Inbetriebnahme eines LON-Systems bieten sich mehrere Szenarien. Je nach Zustand der zu installierenden LON-Knoten müssen die Kommunikationsbeziehungen und das Applikationsprogramm in den Knoten übertragen werden. Die einfachste Variante bei kleinen Systemen stellt die Plug-and-Play Installation von vorkonfigurierten Knoten durch den Benutzer dar.

Grössere Systeme nimmt man mit Hilfe eines Netzwerkmanagementknotens (NMK, Handgerät oder PC) in Betrieb. Ein NMK kann ein LON-System nach neu hinzugekommenen Knoten absuchen und konfigurieren. Ein Applikationsprogramm auf den Knoten laden, starten stoppen und zurücksetzen (Reset). Ausserdem kann er die von den Knoten geführte Kommunikationsstatistik auslesen. Router konfigurieren und die Struktur eines laufenden LON-Systems feststellen.


 

 

 


 

LonMark® Schweiz, Genossenschaft

LON verbindet.
Die LonWorks® Technologie wird überall dort eingesetzt, wo hohe Ansprüche an die vertikale Integration gestellt werden. Dies favorisiert die Technologie in grossen
Gebäuden. Oft ist LonWorks® auch
das Bindeglied zu Funklösungen (EnOcean) oder kostengünstigen Lichtanlagen auf Basis DALI.

Das Ziel der Genossenschaft ist es, die LonWorks®-Technologie zu fördern und zu verbreiten sowie gemeinsame Interessen der Mitglieder zu entwickeln und zu unterstützen.