ProCop 3.1 a síťové technologie Pokročilý návrh systémů

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Co to je síť ? MAN LAN budova A LAN budova B Soustava vzájemně propojených počítačů a dalších prostředků Propojení může být realizováno různými médii metalickými, optickými, rádiovými, … Podle rozsahu je možno rozdělit na PAN – jednotky metrů např. Bluetooth LAN – v rámci budovy obvykle Ethernet MAN – více LAN až do rozsahu města WAN – rozsáhlé sítě propojené různými technologiemi nejznámější a nejrozsáhlejší Internet WAN Internet duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Síťová média Metalická Ethernet - UTP, STP do 100 m, jen uvnitř budov ADSL, VDSL, modemy pro pronajaté linky Optická Média konvertory pro Ethernet Rádiová GSM, GPRS pro GSM sítě WiFi provozované pod generálním povolením Radiomodemy obvykle na pronajaté frekvenci duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Protokoly v sítích Protokoly podle média: Ethernet na metalice, optice, WiFi LONMark na LONu ProfiBus na RS485 MBus, Modbus PPP na GPRS nebo modemu Síťové protokoly: spojově orientované (klasická telefonní linka) paketově orientované IP je paketově orientovaný protokol schopný běžet po různých médiích jako jsou metalická vedení optika, rádiové modemy,GPRS,… TCP je spolehlivá vrstva nad IP, bohužel není v technologiích příliš rozšířena duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Propustnost sítě přenosová rychlost média udává počet dat (bitů) přenesených za sekundu a měří se v bitech za sekundu [bps] neboli [Baud] propustnost sítě udává celkové množství dat přenesených sítí je nutné uvažovat maximální požadavky všech účastníků v nejužším bodem sítě 9600 bps GSM GPRS 100Mbit 1Mbit LAN ADSL Router duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Zpoždění v síti zpoždění udává čas, za který se data dostanou od vysílajícího uzlu k cíli je dáno součtem jednotlivých zpoždění při průchodu dat mezi uzly sítě zpoždění na aktivních prvcích i linkách závislé na okamžitém zatížení sítě Internet GPRS 120 ms 90 ms 500 ms 80 ms ADSL 10ms LAN 1ms LAN 1ms Router 5 ms Router 10 ms NPort 8 ms duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ztráty v síti každé médium má pouze konečnou odolnost média proti ztrátám nejlepší odolnost optika, horší metalika a nejméně jsou odolná bezdrátová připojení i nejlepší síť při zahlcení zahazuje rámce (po přeplnění vyrovnávacích pamětí) jednoduché protokoly dotaz/odpověď jednoduše zopakují dotaz tzv. spolehlivé protokoly jako je TCP, BACnet a protokol ProCop automaticky doplňují chybějící části dat (známé zasekávání při stahování WWW stránek přes GSM síť) duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Bezpečnost monitorování je nejlépe zcela oddělit od ostatní sítě pokud jinak nelze, je možno požádat IT pracovníky o definici, které počítače se vzájemně vidí – VLAN při průchodu dat přes Internet použít šifrované tunely – router s VPN koncentrátorem stojí od 2500 Kč bezpečnost sdíleného WiFi není vysoká používaný protokol IPv4 nemá šifrování ani kompresi Řešením je použití šifrovaných a zabezpečených protokolů koncentrátoru AlfaBox. duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Změna média Max. délka UTP kabelu Ethernet je 100 m, jinak nutná změna média. Ta je nutná, pokud je Ethernet mimo budovu: médiakonvertory Ethernet/optika dig. modemy ISDN, xDSL WiFi GSM modemy GPRS/EDGE modemy a jejich kombinace duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ethernet / RS232 převodníky vyrábí řada firem jako je Moxa (NPort) nebo Papouch (GNOME232, EC485) a další proti převodníku MUSÍ pracovat ovladač Windows nebo zařízení podporující protokol převodníku (UDP – často problém) velký objem přenášených dat velká závislost na kvalitě sítě nelze přenášet některé protokoly (!) bezproblémový provoz pouze na metalické LAN 100 Mbps v rámci jedné budovy duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ethernet / optika spojení bod-bod pro převod médiakonvertory nebo přepínače s optickým vstupem vždy pokud jsme mimo budovu vhodné pro prostředí s vysokou úrovní rušení velmi nízké zpoždění přenosová rychlost typicky 100Mbps duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ethernet / dvojlinka pro velké vzdálenosti pro nekvalitní vedení VDSL, VDSL2, SHDSL je technologie bod-bod po telefonní dvojlince až na vzdálenosti několika km ADSL pro připojení od zákazníka do tel. ústředny operátora (tzv. poslední míle), pozor na agregaci 1:20 až 1:50 přenosové rychlosti dle vzdálenosti max. v jednotkách Mbps nutno vyhrazené vedení nebo přenosové pásmo duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ethernet / GPRS(EDGE) „prodloužení“ Ethernetu přes GPRS síť řešení vypadá velmi lákavě – od počítače vede LAN a na druhém konci opět LAN je třeba započítat velké zpoždění a velmi malou přenosovou rychlost (9600 bps/56 kbps) obrovská náročnost na přenesená data a tedy peníze závislost zpoždění a přenosové rychlosti na okamžitém vytížení sítě LAN GPRS/EDGE LAN duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Ethernet / Mikrovlnný spoj typicky pro připojování zákazníků k síti operátorů pro propojování více částí sítí směrové antény (na každé vysoké budově) velké množství různých technologií s různou přenosovou kapacitou a finanční náročností vyhrazení přenosového pásma pro technologii LAN technologická LAN duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Ethernet / WiFi propojení mezi přístupovým bodem (AP) a několika klienty všesměrovou anténou možno provozovat max. 5 sítí společně (omezení kmitočtových kanálů) propustnost a zpoždění závisí silně na síle signálu a množství přenášených dat dobrým řešením jsou dvě směrové antény proti sobě duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Ethernet / Internet / Ethernet velmi lákavé řešení propojení dvou LAN přes Internet - levné šifrovaný tunel je považován za bezpečný velmi záleží na okamžitém stavu Internetu a kapacitě připojení sítě do Internetu (poskytovatel) v případě výpadků nelze určit, kde ke ztrátě dat došlo spojení je zcela negarantované (!) a závisí na provozu v LAN, u poskytovatele i v Internetu Internet VPN koncentrátor VPN koncentrátor šifrovaný VPN tunel šifruje dešifruje duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Typické rychlosti a zpoždění Všechny technologie umožňující komunikaci více účastníků jsou silně závislé na aktuálním zatížení sítě (!) duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Komunikace dotaz - odpověď Pošli hodnoty 19.2 GJ, 15kW, 53°C na jeden dotaz odpoví zařízení jedním paketem s hodnotami jednoduché, při velkém zpoždění sítě prodloužíme timeouty odpověď může obsahovat více hodnot (MBus, Modbus) nebo pouze jednu hodnotu (PRV) pokud je nutné zařízení budit (některé měřiče), je zpoždění v síti kritické a komunikace nebude spolehlivá (!) musíme se ptát cyklicky – obrovský objem dat Řešením je datový koncentrátor AlfaBox připojený protokolem odolným proti zpoždění a výpadkům s posíláním změn a kompresí. duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Rychlé potvrzování rámců Jaká je teplota ? Slyšel jsem 19,5°C Slyšel jsem Max. 170 ms každý rámec od protistrany musí být potvrzen krátkým bezadresným ACK a na jeden dotaz až několik odpovědí potvrzení musí být velmi rychlé (UNIGYR <170 ms) kritické je tedy zpoždění sítě a připojení přes převodníky Ethernet/RS232 NELZE jinak než v metalické LAN velký objem přenesených dat řešením je opět použití koncentrátoru dat AlfaBox duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Spolehlivá transportní vrstva moderní protokoly dokáží o chybějící části komunikace požádat – vhodné pro rozsáhlé sítě jsou tedy odolné proti ztrátám a výpadkům příkladem je TCP, BACnet a ProCop po ztrátě dat dochází k dočasnému „zakopnutí“ komunikace, kdy se musí doručit chybějící části dat některé protokoly mají v sobě kompresi a šifrování např. IPv6 a ProCop F E D C B A Ztráta Chybí C C G H Vše OK duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Objektově orientované protokoly dnešní regulátory publikují svůj obsah jako strom objektů – proměnných každý objekt např. „Teplota venkovní“ nabízí své vlastnosti: hodnota 15.3 jednotka st. C rozsah čidla –30 až 50 chybu čidla kvitaci chyby náhradní hodnotu přístupová oprávnění a řadu dalších… Tyto protokoly přenášejí velké množství zbytečných informací příkladem je BACnet, Saphir a mají velké nároky na kapacitu linky a nízké zpoždění. duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Protokol koncentrátoru AlfaBox 3.0 je spolehlivý a doplňuje pouze chybějící části dat je imunní vůči velkému zpoždění sítě je optimalizován na nízký objem přenášených dat posílá pouze změny hodnot (i u trendů) a ty komprimuje komprimovaná data ve vlastním protokolu jsou odolná proti napadení (bezpečnost) je schopen připojení po všech popisovaných médiích přenáší data ze všech připojených zařízení v jednom balíku Použít nutno vždy nejsou-li známy parametry sítě a stojí-li přenos peníze. duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Rozhodnutí o přostředcích Připojuji regulátor po síti nevím LAN ne Čistý dotaz odpověď ne Vyhrazená linka/rychlost ne ano ano ano Dostatečná rychlost ne ano Placená data Nízké zpoždění ne ne ano ano Převodník rozhraní Koncentrátor AlfaBox 3.0 duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Komunikace funguje

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Síťová pracoviště plnohodnotné monitorování kdekoliv na rychlé síti žádný rozdíl proti lokálnímu zpracování bez kopírování projektů, práce více klientů současně plovoucí licence – hlídáno Access Serverem nutná 100 Mbit síť, povolení komunikace DCOM správná konfigurace oprávnění – InstallShield, firewall duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Podružné dispečinky pro pomalá připojení kopie všech dat pro off-line, druhý klíč, druhý systém automatické generovaní podružných dispečinků přenášejí se změny hodnot, trendů, displejů pro přehledové dispečinky možnost prefixů duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. ProCop Web 3.1 moderní komunikace vhodná pro většinu typů připojení bez nutnosti instalací na klientech instalace i na WinXP Pro „jedním kliknutím“ bez nutnosti zasahování do dispečinku alarmy kvitované, aktivní, servis trendy k dispozici všechny stejně jako na dispečinku ovládání obdobné PC duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

NPort po lokální síti LAN dostatečná kapacita nízké zpoždění postačující bezpečnost LAN (100Mb Ethernet) … NPort ü RS232 RS232 RS232 PLC PLC PLC duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. NPort přes Internet PLC RS232 Eth. ADSL D vysoké zpoždění negarantováno nebezpečné PLC RS232 Eth. WiFi D GSM síť GPRS/EDGE ADSL Internet Ethernet/ RS232 GPRS/RS232 PLC D duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. NPort přes GPRS GPRS/Ethernet router Ethernet/ RS232 PLC Eth. D GSM síť GPRS/EDGE GPRS Modem GPRS/RS232 PLC RS232 D vysoké zpoždění až 5 sekund velký objem přenesených dat duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

NPort po rozlehlé síti WAN WAN (MAN) !!! WiFi, ADSL, VPN Tunel, … LAN LAN RS232 PLC … D NPort ü MBus RS232/MBus Měřiče vysoké zpoždění vhodné pouze pro dotaz-odpověď (měřiče) duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

NPort přes vyhrazený mikrovlnný spoj Vyhrazená směrovaná WiFi zpoždění do 50ms ü LAN LAN … NPort ü ü RS232 RS232 RS232 MBus RS232/MBus PLC PLC Měřiče možné pouze v případě vyhrazené WiFi se směrovou anténou ! duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. GPRS s AlfaBox ü GPRS Modem AlfaBox GSM síť GPRS/EDGE RS232 Připojení k operátorovi MBus RS232 PLC imunní vůči zpoždění a výpadkům bezpečné minimální objem dat Měřiče duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Regulátory přes GPRS/EDGE router PX… nízká přenosová rychlost vysoké zpoždění placená data PX… Eth LON GSM síť GPRS/EDGE GPRS/EDGE Router PXG80 LAN RS232 RS232/MBus Měřiče MBus ü NPort AlfaBox .Eth LON PX… ü Ethernet GPRS/EDGE Router RS232 GPRS Modem ADSL/Internet duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. !!! Vše nelze spojit! LAN switch PXG80 PX… LON … NPort RS232 PXG80 PX… LON … RS232 9600 Bd stovky ms PXG80 PX… LON … duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.

Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o. Automatizace technologií Adresa: Rudná 839/90 700 30 Ostrava – Zábřeh Telefon: +420 596 788 689 Fax: +420 596 788 691 Mail: mail@alfamik.cz Web: http://www.alfamik.cz duben 2008 Copyright © 2005 - 2008 ALFA Mikrosystémy, s.r.o.