© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 1 Prezentace: Landis+Gyr Česká republika Informace o rádiových technologiích a možnostech nasazení GPRS přenosů ve srovnání s GSM

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 2 Společnost Landis + Gyr Přehled bodů -obecné schema datové přenosové sítě -technologická skladba sítě pevná a rádiová část -srovnání vlivu prostředí na spolehlivost přenosu dat -systém GSM -systém GPRS -síťové komunikační protokoly TCP/IP

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 3 Blokový diagram datové přenosové sítě - mobilní /home/hyena/Desktop/Landis GPRS/Prenosovka_Radio.pdf

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 4 Blokový diagram datové přenosové sítě – pevná část Pevné linky IP/MPLS/ATM bacbone DSLAM Mobilní síť BS,BTS, MSC, GGSN DASAN hid 6610 hid 6615 Ethernet Access First Mile Aggregation Second Mile Radio Access First Mile Aggregation Second Mile Switch SIEMENS hid 6630 hid 6650 hiD6670 Switch SIEMENS hid 56xx SIEMENS hid 6630 hid 6650 hiD6670 Switch JUNIPER M,T,E series Propojení na Mobile NMC, dataware house DB Sběr dat V budoucnosti je možno očekávat další zvýšení snahy o sdílení technologií pro různé typy provozu. Volání, data, dohled a řízení v jedné společné síti. Propustnost se získává na úkor rychlosti přenosu.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 5 Pevná část sítě -páteřní síť přenosové medium zpravidla optická vlákna GigabitEthernet nebo 10GE mnoho datových toků prochazí přes relativně menší množství síťových prvků zálohované přenosové cesty pracuje na L3 vrstvě OSI modelu. Technologie ATM a nově MPLS. vysoká provozní spolehlivost az 99,99996 procenta u pateřních routeru Juniper výpadek části technologie působi přeroutovani na náhradní cestu s krátkodobým výpadkem v řádu ms až sekund dnešní páteřní sítě jsou navrženy pro datové přenosy i v prostředí přehlcení sítě – použití priorizačních mechanismů DWRR,SP,WRR a podobně TriplePlay – data, hlas a video přenášené přes sdílenou síťovou infrastrukturu

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 6 Pevná část sítě -přístupová síť přenosove medium zpravidla metalický kabel FastEthernet nebo GigabitEthernet propojovací vzdálenosti jsou 10-ky až 100-ky metrů zprostředkovává propojení nízkokapacitních rádiových nebo pevných linek poměrně vysoký počet připojek pracuje na L2/L3 vrstvě OSI modelu – tedy koncentrační switche

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 7 Rádiová část sítě -vzdálenosti až 40 km -přenosové medium je elektromagnetické záření -regulované a volné radiové frekvence podle Evropskych norem -regulátorem v ČR je ČTÚ Český telekomunikační úřad -možnost mobility -nutnost rádiové viditelnosti -veliké množství radiových spojů s malou přenosovou kapacitou E1 -výpadek zpravidla způsobí úplné přerušení spojení v dosahu dotčené základnové stanice -možnost přeregistrování terminalových stanic na jinou základnovou stanici v případě vhodných radiových a kapacitních podmínek

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 8 Vliv prostředí na kvalitu přenosu dat - obecné vlivy napájecí napětí provozní teplota, chlazení vlhkost vzduchu nadmořská výška atmosferické vlivy, vodní a sněhové srážky – vliv na radiové spoje elektromagnetické rušení útlum přenosového media - pevné sítě konstantní, radio kolísavý dostupnost pro opravy lidský faktor

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 9 Přenosový řetězec radiové části

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 10 Systém GSM GSM (Global System for Mobile, Groupe Spéciale Mobile)‏ Původní systém GSM pracoval na kmitočtech 890 až 915 MHz (uplink) a 935 až 960 MHz (downlink). Později došlo k rozšíření přiděleného pásma o 10 MHz, čímž vznik systém označovaný jako E-GSM (Extended). Tato novější varianta používá kmitočty 880 až 915 a 925 až 960 MHz. Standard GSM využívá kmitočtového duplexu (FDD) s odstupem kanálů 45 MHz. Celé pracovní pásmo obsahuje 125 respektive 175 rádiových duplexních kanálů o šířce pásma 200 kHz. Na každém rádiovém kanálu je pomocí metody TDMA vytvořeno 8 slotů, přičemž každý slot představuje jeden uživatelský kanál. Celkově je tedy k dispozici 992 (popř. 1392) duplexních kanálů.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 11 Systém GPRS GPRS (General Packet Radio Service – všeobecná paketová rádiová služba)‏ Služba GPRS je přenos dat v paketovém režimu využívající GSM terminál. Implementace tohoto systému však vyžaduje změny v logické struktuře sítě. Celá architektura je založena na uzlech GSN (GPRS Support Node – podpůrný uzel GPRS), které směrují pakety mimo určené GSN. Pro přístup do veřejné datové sítě musí celá struktura obsahovat ještě GGSN (Gateway GSN) Nejkritičtější částí systému je i tentokrát rádiové rozhraní se svými fyzickými omezeními (šířka pásma, modulace apod.). Tyto parametry je třeba zachovat podle současného standardu. Přidává se pouze vrstva řízení přístupu k rádiovému prostředí. Služba GPRS podporuje stejné protokoly jako pevné drátové sítě, tedy IP (Internet Protocol), OSI protokoly a X.25.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 12 Systém GPRS Odolnost proti selektivnímu úniku zajišťuje ekvalizace. V každém slotu je vysílána známá posloupnost bitů tzv. tréninková posloupnost, podle které se nastavuje ekvalizační filtr. V prostředích, kde dochází k dlouhým výpadkům signálu a ekvalizace tak ztrácí na účinnosti, mění základnová stanice v každém slotu kmitočet komunikace. Použitá ekvalizace spolu se strukturou rámců dovoluje mobilním terminálům pohybovat se rychlostí až 250 km/h. Ale i přechod na jiné kanály v případě zhoršených přenosových podmínek u statických instalací. Mobilní terminál neustále sleduje kvalitu rádiových kanálů nejen z hlediska intenzity signálů, ale i z hlediska chybovosti BER (Bit Error Rate). Měří se až 6 sousedních základnových stanic. Informace o kvalitě sousedních stanic jsou posílány do mobilní ústředny MSC, která rozhoduje o handoveru.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 13 Síťové komunikační protokoly OSI model radiové části

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 14 Komunikace TCP IP GPRS modul-Aplikační PC

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 15 Komunikační modul MC39i Duální GSM modul s GPRS class 10 GSM datový modul MC39i umožňuje s využitím technologie GPRS, rychlejší přístup mobilním zařízením a ke službám sítě internet.Výhodou technologie GPRS oproti je permanentní on-line spojení s vysokou přenosovou rychlostí. Modul MC39i podporuje všechny funkce jako starší modul TC35i a navíc nabízí technologii GPRS a podporu SIM toolkit. Vlastnosti: * Dual-band EGSM900 / GSM1800 * GPRS Class 10 * Kódovací schéma CS1,2,3,4 * CSD 14,4 kbps * Hlasové volání (HR/FR/EFR)‏ * Hmotnost 18g

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 16 Propojení měřícího zařízení do datové sítě Vlastnosti Použitý GSM modul Siemens ME39i dokáže pracovat na frekvenčních pásmech 900 popřípadě 1800 MHz. Poradí si s přenosem hlasu, faxu, textových zpráv, zprostředkuje klasické datové přenosy rychlostí 14.4 kbps a zejména pak GPRS třídy 10. Pakety dokáže přenášet až na 4 timeslotech v příchozím a 2 v odchozím směru. Pokud patříte mezi technické fandy, pak vás zaujme podpora SIM-toolkitu, ovšem k tomu už potřebujete speciální software, abyste to dokázali rozumným způsobem využít.To je v našem případě program MAP110. Obsluha přes sadu AT příkazů není zrovna nejpohodlnější. Modul se vyznačuje velmi dobrou citlivostí, což ho spolu s nezbytnou externí anténou přímo předurčuje pro použití v lokalitách s menším stupněm pokrytí. Sílu přijímaného signálu buď můžete sledovat prostřednictvím software dodávaného například mobilním operátorem (Eurotel Mobile Phonetools) nebo přímým posíláním AT příkazů na sériovou linku.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 17 Komunikace RS232 AT příkazy Elektroměr-Aplikační SW TST GPRS 01 (DBNr: 1001) started at SrvFileName: C051_0000.vws Comport:51 Baud:9600 DataBits:7 Parity:Even StopBits:1 Initialize Modem: ATV1^M Transmit: ATV1[0D] Receive: [0D][0A] Dial: :12111 Transmit: ATDT :12111[0D] Receive: OK[0D][0A][0D][0A]CONNECT[0D][0A]

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 18 Komunikace RS232 AT příkazy Elektroměr-Aplikační SW Modem is connected Initialise connection: Transmit: /? ![0D][0A] Receive: /LGZ4\2ZMD B23[0D][0A] Query billing values Receive: [02]F.F( )[0D][0A]0.9.1(16:41:06)[0D][0A]0.9.2( )[0D][0A]0.9.5(1 )[0D][0A]0.0.0( )[0D][0A]1.8.0( *kWh)[0D][0A]C.8.0( )[0D]

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 19 Charakteristiky GSM a GPRS Tabulka srovnání GSM a GPRS přístupových technologií

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 20 Poskytovatelé mobilního datového připojení v České republice Eurotel Telefonica O2 Vodafone T-mobile UFON

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 21 Mapy pokrytí území signálem mobilních sítí –O2GPRS

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 22 Mapy pokrytí území signálem mobilních sítí –O2GSM

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 23 Mapy pokrytí území signálem mobilních sítí –Tmobile

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 24 Možné zdroje problémů Nejrizikovější je radiová část. Důležité je vhodne umístění antény, tak aby byl zajistěn dostatečně kvalitní příjem rádiového signálu. Viz mapy pokrytí. Kontrola přítomnosti rádiového rušení specializovanými přístroji. Měření příjmových podmínek spektralním analyzátorem. Sezónní výkyvy počasí mají vliv i na rádiové přenosy. Na třetí vrstvě OSI modelu kontrola velikosti TCP okna. Na sedmé vrstvě zajistit správnou konfiguraci ovládací aplikace s ohledem na časové charakteristiky spoje. Je nutno počítat s delší dobou odezvy u mobilních technologií a tedy naležitě prodloužit timeouty. Aplikace pro sběr dat by se měla dotazovat na měřené hodnoty v případě potřeby opakovaně. IP Adresace – statická nebo dynamická dle domluvy s operátorem

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 25 Alternativní technologie Vyžadují konvertor propojovacího rozhraní -pevné linky ADSL, SHDSL -pronajaté okruhy pevné - leased line TDM time division multiplex -WiFi radio -powerlines -FTTB, FTTH a další Propojování snímačů do skupin pomocí sběrnice RS485 nebo M-bus a jejich společné propojení do datové přenosové sítě pomocí jednoho komunikačního modulu GSM/GPRS pro úsporu nákladů. Dosah až 1,2 km. Přes jednu IP adresu se dají sbírat data z více snímačů.

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 26 Dotazy ?

© Landis+Gyr Autor: Jan Háněl / 27 Jan Háněl Děkuji za Vaši pozornost mail : skype: janhanel7