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21.10.2005

GPRS steuert den Verkehr

Ein Mobilfunk-Oldie etabliert sich bei der Maschinenkommunikation.
Kostengünstige Alternative: Per GPRS steuern die Münchner die Wechselverkehrszeichen um die neue Allianz Arena.
Kostengünstige Alternative: Per GPRS steuern die Münchner die Wechselverkehrszeichen um die neue Allianz Arena.

Während Mobilfunk-Provider und Analysten lautstark UMTS als die Zukunftstechnik für Handy-TV oder Musikdienste feiern, erfreut sich im Verborgenen ein Daten-Oldie im professionellen Einsatz immer größerer Beliebtheit: der rund acht Jahre alte General Packet Radio Service (GPRS). Der paketorientierte IP-Datendienst, der mit Transferraten von bis zu 56 Kbit/s aufwartet, löst bei der Maschinen-zu-Maschinen-(M2M-)Kommunikation immer häufiger Standleitungen ab.

Hier lesen Sie …

• warum sich GPRS als Standleitungsalternative rechnet;

• wie München den Verkehr zur Allianz-Arena per Mobilfunk steuert und dabei Geld spart;

• was bei der Migration zur IP-Infrastruktur zu beachten ist.

Mehr zum Thema

www.computerwoche.de/go/

153092: Daten besser mit GPRS funken;

153352: Mobile Daten auf Trab gebracht;

*61847: Forrester zerstört UMTS- Hoffnungen.

Für den Mobilfunkdienst spricht dabei nicht nur, dass teure Erdarbeiten für die Kabelverlegung entfallen, sondern auch dass die Kosten deutlich niedriger sind als bei einer Standleitung. Ferner ist GPRS in Westeuropa mittlerweile fast flächendeckend verfügbar. Zudem ist die Einbindung in die heute übliche IP-Landschaft einfacher als mit den bislang üblichen seriellen Modems.

Dass dem Einsatz von GPRS in der professionellen Maschinenkommunikation lediglich die Phantasie Grenzen setzt, zeigt die Infrastruktur um die Allianz-Arena, dem neuen Fußballstadion in München. Dort wird GPRS im Verkehrsleitsystem München Nord zur Steuerung von sechs Wechselwegweisern genutzt. Pro Wechselwegweiser spart die Stadt München dabei, so rechnet die mit der Realisierung beauftragte Osmo Anlagenbau GmbH aus der Nähe von Osnabrück vor, rund 35 Euro pro Monat. Für eine Mietleitung hätten die Münchner nämlich rund 50 Euro pro Monat veranschlagen müssen, während sie für GPRS inklusive dem anfallenden Datenvolumen rund 15 Euro bezahlen.

Die Angst, ein Cracker könnte über die Funkverbindung oder das Internet in die Schilder eindringen und somit im Münchner Norden ein Verkehrschaos auslösen, entkräftet man bei Osmo mit dem Hinweis, dass die Kommunikation getunnelt über ein VPN erfolge. Dabei baue das GPRS-Modem der Verkehrschilder selbständig eine Verbindung zum Internet auf und kontaktiere dann via VPN die Leitstelle. Das Problem, dass via GPRS keine festen IP-Adressen vergeben werden, lässt sich per Dyndns umgehen. Trotz wechselnder IP-Adressen kann mit diesem Dienst so den Geräten ein Fully Qualified Domain Name zugeordnet werden und damit ein VPN-Aufbau realisiert werden.

VPN mit dynamischen IP-Adressen

Lediglich die eingesetzte VPN-Software muss neben numerischen IP-Adressen auch die Verwendung von Domain-Namen erlauben. Dadurch, dass bei GPRS nur das übertragene Datenvolumen und nicht die Zeit berechnet wird, kann die Verbindung die ganze Zeit aufrechterhalten werden. Steht der VPN-Tunnel, kann die Leitzentrale direkt auf die Schilder zugreifen und sie entsprechend dem Verkehrsfluss stellen.

Obige Anwendung ist nur ein Beispiel dafür, wie GPRS immer häufiger als kostengünstige Lösung zur Datenkommunikation mit Maschinen genutzt wird. Andere Einsatzgebiete sind etwa in der Energie- und Wasserwirtschaft das Messen und Fernwirken sowie im industriellen Bereich die Kommunikation mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS).

Während bei neuen Projekten, wie dem Münchner Beispiel die Realisierung einer durchgängigen IP-Kommunikation ohne weiteres möglich ist, ergibt sich bei einer geplanten Migration bereits vorhandener Installationen ein Problem: Die Maschinen oder Messeinrichtungen verfügen meist nur über serielle Schnittstellen und verwenden den klassischen AT-Befehlssatz der Modems. Ebenso sind auf der Gegenseite, also in der Leitzentrale oder der IT-Abteilung, häufig Anwendungen im Einsatz, die nur per AT-Befehl kommunizieren - also nicht von Haus aus für bidirektionale Datenverbindungen über TCP/IP-Netzwerke im LAN oder WAN geeignet sind. Ein Umschreiben dieser Applikationen, um sie für TCP/IP fit zu machen, steht dabei meist in keinem Verhältnis zu den möglichen Einsparungen die durch den Einsatz der paketbasierenden Funkübertragung per GPRS zu erzielen sind.

AT-Befehle in der IP-Welt

Einen Ausweg aus diesem Dilemma hat die zum Sagem-Konzern gehörende Hamburger Dr. Neuhaus Telekommunikations GmbH mit ihrer Produktfamilie "Tainy Connect" entwickelt. Diese umfasst sowohl LAN- als auch GPRS-Modems ("Tainy LMOD" und "Tainy GMOD"), die direkt an die serielle Schnittstelle einer Maschine angeschlossen werden können, und dann über eine vorhandene TCP/IP-Infrastruktur Daten austauschen. Dies ermöglicht somit die Kommunikation von Prozessen untereinander oder Leitstellen, die selbst nicht TCP/IP-fähig sind. Kommen mehrere LAN- oder GPRS-Modems zum Einsatz, so dienen das "Tainy Switching Center" oder der "Tainy Modem Server" als eine Art Vermittlungszentrale beziehungsweise Nebenstellenanlage für die IP-basierenden AT-Modems. In den Leitstellen selbst emuliert dann der "Tainy ComPortClient" auf den Arbeitsplatzrechnern für die entsprechende Steuerungssoftware ein AT-Modem. (hi)