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GSM, UMTS und LTE für die Industrie

Welches Funkmodul ist das Richtige?

5. Juli 2016, 10:10 Uhr | Stefan Koltes

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Abwärts-Kompatibilität ist weiterhin gefragt

Die Anforderungen, die an geeignete Übertragungsmodule gestellt werden, sind zum einen die Kommunikation mit Geräten der älteren Generation via GPRS und zum anderen die Verfügbarkeit freier Ressourcen bei der Funkübertragung. Außerdem muss sichergestellt sein, dass die technische Lösung Software-seitig ausgebaut werden kann und zwar, ohne dass das komplexe Hardware Design verändert werden muss. Ein weiteres Argument für das Fallback zu GSM/GPRS, EDGE und UMTS ist vor allem die Erreichbarkeit der Steuerung im Feld.

In Anbetracht der Tatsache, dass gerade in den ländlichen Gebieten der Ausbau der LTE-Topologie zum jetzigen Zeitpunkt teilweise noch nicht flächendeckend realisiert ist, empfiehlt es sich, LTE-Module mit diesem Fallback einzusetzen.

Nur so ist gewährleistet, dass die Industriesteuerung überall – heute und in den nächsten fünf Jahren – verfügbar sein wird; jedenfalls solange, bis die LTE-Infrastruktur die erwähnten Landstriche erreicht haben wird.

Die Module der Serie L8XX des Herstellers Fibocom (Bild 1) verfügen über die Rückwärtskompatibilität bis hin zu GSM/GPRS und verfügen mit einer Download-Datenrate bis 300 Mbit/s über ausreichend Potenzial, um auch den zukünftigen Anforderungen einer Applikation gerecht zu werden – ohne das Hardware-Design anpassen zu müssen.

Sicherheitsaspekt Endgeräte-Erreichbarkeit

Als letzter Aspekt stellt sich die Frage, ob Endgeräte-Erreichbarkeit auch bei Ausfällen der Netzwerktopologie gewährleistet werden kann. Dies war zum Beispiel Anfang März 2016 ein Problem, als das Vodafone-Netz in großen Gebieten Deutschlands ausgefallen war. Damit man bei solchen Fällen entsprechend gerüstet ist, bietet es sich an, dass man in den Applikationen eine Redundanz der Netzwerke vorsieht.

Veranschaulichen lässt sich das anhand zweier Fallballspiele, bei denen die Redundanz bereits im Layout berücksichtigt wurde: Im ersten Fall befindet sich die Steuerung in einem Gebäude und hat Zugang zu einem Ethernet-Anschluss; Priorität 1 fällt hier der Ethernet-Karte zu. Sollte der Kommunikations-Host der Steuerung hier nun kein Feedback erhalten, so wird eine LTE-Karte hoch-gefahren. Sobald das Ethernet wieder zur Verfügung steht, fährt die LTE-Karte herunter und das System kommuniziert wieder über Ethernet.

Im zweiten Fall befindet sich die Steuerung im freien Feld, wo kein Ethernet-Zugang zur Verfügung steht. Hier wird ein Multiplexing des SIM-Karteneingangs des Moduls mit zwei SIM-Karten vorgenommen, welche von verschiedenen Providern stammen. Dies kann wie in Bild 2 gezeigt realisiert werden.

Um wirkliche Redundanz sicherstellen zu können, empfiehlt es sich heute, zwei Module der verschiedenen Technologien – zum Beispiel UMTS und LTE mit je einer SIM-Karte von unterschiedlichen Providern – einzusetzen. Mit dieser Lösung kann sichergestellt werden, dass Unterbrechungen, die durch den Ausfall von Frequenzbändern oder beim Ausfall einer kompletten Zelle entstehen, umgangen werden. Dies ist allerdings die kostenintensivste Lösung. Erfahrungsgemäß wird daher das Multiplexing der SIM-Karten bevorzugt implementiert.