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La technologie WirelessHART utilise une bande de 2,4 GHz, utilisée sans licence dans le monde entier, comme mode de transfert pour plusieurs technologies radio, comme WLAN, Bluetooth et ZigBee. Mais la technologie WirelessHART est bien plus qu'une variante de WLAN.
WirelessHART utilise un réseau maillé non étoilé où toutes les stations radio (appareils de terrain) forment un réseau. Chaque station participante sert simultanément de source de signal et de répétiteur. Le transmetteur d'origine envoie un message à son voisin le plus proche, qui transmet le message jusqu'à atteindre la station de base et le récepteur proprement dit. De plus, des itinéraires alternatifs sont configurés pendant la phase d'initialisation. Si le message ne peut pas être transmis via un chemin particulier, à cause d'un obstacle ou d'un récepteur défectueux, le message est transféré automatiquement vers un itinéraire alternatif. En plus d'étendre la portée du réseau, le réseau maillé non étoilé fournit donc des voies de communication redondantes pour plus de fiabilité.
La communication dans le réseau sans fil est coordonnée avec TDMA (Time Division Multiple Access), qui synchronise les composants du réseau par blocs de temps de 10 ms. On obtient ainsi un réseau très fiable (sans collision) et on réduit les délais d'exécution et les temps morts pendant lesquels une station doit rester active.
Pour éviter tout brouillage, WirelessHART utilise aussi FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Les 15 canaux tels que définis dans IEEE802.15.4 sont utilisés en parallèle ; WirelessHART utilise FHSS pour « sauter » d'un canal à l'autre. Les canaux déjà utilisés sont désactivés pour éviter les collisions avec d'autres systèmes de communication sans fil.
La combinaison de la synchronisation 10s et des 15 canaux permet 1 500 communications par seconde.