Datenverbindungen

Industrielle Datenverbindungen zum Fernwarten und Fernwirken im GSM-Mobilfunknetz

Zum Fernwirken müssen in der Energietechnik oft entlegene Außenstationen permanent über eine Datenverbindung mit der Leitzentrale kommunizieren. Um die erheblichen Reisekosten im Wartungsfall zu vermeiden, verbindet sich der Servicetechniker über eine temporäre Datenverbindung mit der Applikation, sodass er Fehler aus der Ferne diagnostizieren und beheben kann.

Für die Kommunikation wird dabei meist das vorhandene öffentliche Telefonnetz verwendet. Hier kommen analoge Modems zum Einsatz, die eine Übertragungsrate von bis zu 33,6 kBit/s zwischen zwei Modems ermöglichen. Die temporären Verbindungen werden durch Anwahl der entsprechenden Telefonnummer hergestellt.

Sollen permanente Verbindungen aufgebaut werden, haben die Anwender bislang eine Standleitung vom Telefonanbieter angemietet. Allerdings hat die Deutsche Telekom ihre analogen Standleitungen zum 30. September 2009 abgekündigt. Die als Ersatz angebotenen ISDN-Standleitungen sind voraussichtlich auch nur noch maximal fünf Jahre verfügbar.

Weltweit verfügbares GSM-Mobilfunknetz

Maschinen ohne Festnetz-Anbindung, schwer zugängliche Anlagen und mobile Applikationen können Daten über das GSM-Mobilfunknetz (Global System for Mobile Communication) austauschen. GSM-Netze in den vier Frequenzbändern 850, 900, 1800 und 1900 MHz sind in über 200 Ländern vorhanden.

Die GSM-Quadband-Modems von Phoenix Contact unterstützen diese Frequenzen, sodass sie bis auf Japan und Südkorea nahezu weltweit einsetzbar sind. Für den Betrieb eines solchen Modems ist eine SIM-Karte notwendig, wie sie auch in Mobiltelefonen verwendet wird. Die Karte muss für den jeweiligen Dienst, beispielsweise Datenrufnummer oder GPRS, frei geschaltet sein.

Der Verbindungsaufbau kann dann wie beim analogen Modem über eine Wählleitung erfolgen, die im GSM-Mobilfunknetz als CSD-Verbindung (Circuit Switched Data) bezeichnet und in der Regel nach der Verbindungsdauer berechnet wird.

Da sich die Verbindung durch die direkte Anwahl einer Telefonnummer aufbaut, reicht ein Passwort aus, um die bis zu 14 400 Bit/s schnelle Datenübertragung zu schützen. Aufgrund der einfachen Handhabung und der relativ konstanten Signallaufzeit ist die CSD-Wählverbindung ein gängiges Verfahren zur globalen Fernwartung von Maschinen und Anlagen.

Im Rahmen von Wählverbindungen lassen sich analoge und GSM-Modems beliebig miteinander kombinieren. Schneller und kostengünstiger Für die Prozessdatenerfassung, die eine permanente Kommunikation erfordert, stellt das GSM-Mobilfunknetz den GPRS-Dienst (General Packet Radio Service) zur Verfügung.

GPRS-Verbindungen werden nicht nach der Verbindungszeit, sondern dem entstandenen Datenvolumen berechnet. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel Pumpstationen 24 Stunden pro Tag kostengünstig an die Leitzentrale ankoppeln. Statt über eine Telefonnummer wird die Verbindung nun über eine IP-Adresse aufgebaut.

Bei EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) handelt es sich um eine Weiterentwicklung von GPRS mit einer höheren Übertragungsrate von bis zu 210 kBit/s. EDGE nutzt die Infrastruktur des GSM-Mobilfunknetzes, sodass die Technologie im Gegensatz zu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) auch in entlegenen Gebieten verfügbar ist.