Jste zde

Analogová telefonní linka a modem versus GSM/GPRS

insys, 18. Únor 2005 - 0:00

Má v době GSM/GPRS prenosů smysl analogová pevná linka? Jaké jsou výhody a nevýhody EDGE? Jak lze

tyto technologie využít v průmyslu? Na tyto i další otázky se pokouší odpovědět následující článek.

V dnešní době dochází k rušení mnoha zavedených analogových telefonních linek a postupnému přechodu na GSM sítě. Tento trend je zcela zřejmě způsoben nepříznivým vývojem telekomunikačních poplatků na pevné lince. Telefonování přes mobil není nějak dramaticky drahé a telefon je možné přenášet s sebou kamkoliv. Připojení na internet přes mobil je už dnes také možné solidními rychlostmi, které však závisí na konkrétní použité technologii. Nejstarší typ připojení je klasické datové spojení, kde rychlost nepřekračuje 9600bitů za sekundu. Novější způsob realizace spojení, s jinou technologií i tarifikací, tzv. GPRS, průměrně dosahuje rychlosti asi trojnásobné. Podstatný pokrok přináší v současné době až technologie EDGE, kterou u nás prozatím provozuje pouze jediný mobilní operátor. Právě datové přenosy jsou ale v průmyslovém použití tím nejdůležitějším faktorem, podle kterého se zákazník v dnešní době rozhoduje pro různé způsoby realizace připojení vzdálené dohledové stanice.

Nicméně je nutné zmínit, že poměr celkových nákladů pro uživatele a rychlosti komunikace, je pro analogovou telefonní linku poměrně příznivý. Jediný typ datového spojení, který svojí rychlostí analogovou linku předčí je totiž pouze právě EDGE. Tento způsob datového spojení ovšem bohužel ještě není příliš rozšířen, jedná se o novinku. Naše firma plánuje uvedení tohoto typu přístroje na trh v průmyslovém provedení v druhé polovině roku 2005. GPRS je ve srovnání s pevnou linkou pomalejší a komunikace s sebou přináší mnoho problémů.

Princip datového spojení je u GPRS založen na protokolu TCP/IP, připojený přístroj má přidělenou dynamickou IP adresu. Komunikace ze strany připojeného GSM/GPRS modemu směrem „ven“ není žádná překážka. Téměř nepřekonatelné potíže ovšem nastávají v okamžiku, kdy se protistrana snaží o komunikaci opačným směrem, tedy směr přístupu na GSM/GPRS modem zvenčí. Tento směr pohybu dat je od provozovatelů sítě blokován, pokud tato příchozí data nebyla vyžádána.

V praxi si představme konkrétní následující případ: Firma má dispečink na jiném místě, než je provozována výrobní technologie a získává pravidelné informace od vzdálené výrobní linky přes GPRS. Zde je použití tohoto způsobu komunikace naprosto v pořádku. Pokud chce ovšem dispečink neplánovaně přistoupit ke kontrole vzdálené technologie, nastává zde řada problémů s přenosem dat. Za prvé - neznámá IP adresa vzdáleného zařízení. Dejme tomu, že tento problém není až tak nepřekonatelný. V okamžiku přihlášení pomocí GPRS je IP adresa jednou přidělena a až do konce spojení se nemění. Lze ji tedy jednou předat a pak už je dál v průběhu spojení známá. Takže teď už známe IP adresu přístroje a zdá se, že už je vše v nejlepším pořádku a můžeme pracovat kdy se nám zlíbí, a to poměrně solidní rychlostí, která se téměř blíží rychlosti pevné analogové telefonní linky. Jenže toto je obrovský omyl. Výše zmíněné blokování příchozích paketů směrem k diskutovanému přístroji tomuto typu přístupu brání. Původní účel GPRS bylo připojení k internetu a emailu, např. z notebooku, telefonu apod. V této aplikaci je vždy terminál v roli žadatele o data a je schopen tato data posléze přijímat. Všechny nevyžádané pakety jsou odmítány. Přirovnal bych chování GPRS jednosměrné ulici.


Pokud je naším cílem využívat tuto technologii i v oblasti automatizační techniky, znamená to, že potřebujeme, aby byl sledovaný terminál jednoduchým způsobem dotazovatelný. Jediná možná realizace transparentního GPRS přenosu je opatření terminálu doplňkovým mikropočítačem, který se bude protistrany neustále v určitých časových intervalech dotazovat, zda ona nechce data odeslat, přijímat a vyhodnocovat její odpovědi a případně rovnou odpovídat. Je třeba zde zmínit, že tato komunikace(dotaz-odpověď) důležitá pouze pro „obcházení“ omezení GPRS, představuje jisou nutnou režii v datovém toku a o toto nutné zatížení klesá celková přenosová rychlost celého systému. Takový přístroj, který z GPRS udělá transparentní datový tok připravujeme, bude uveden na trh zřejmě společně s výše zmíněnými terminály pro EDGE.

Nabízí se otázka proč nás ti mobilní operátoři takovým omezením trápí. V prvopočátku se přenesená data u GPRS účtovala jako součet objemu přijatých a odeslaných dat vynásobený cenou za 1kB. Pokud by tedy na náš připojený GSM/GPRS modem náhodně někdo ze sítě přistupoval, každý takový nevyžádaný přístup bychom si pěkně zaplatili. Při pohledu na měsíční vyúčtování by tedy asi každému ztuhl úsměv na tváři a podivoval se kolik dat proteklo. Dnes již sice někteří operátoři poskytují službu, kde se platí paušální sazba za celý měsíc, nezávislá na objemu přenesených dat. V tomto případě by se s účtem zákazníka nic nestalo, ovšem zase by na druhou stranu hrozilo zbytečné nadměrné využívání telefonní sítě, což jistě není cílem žádného provozovatele mobilní telefonní sítě.

Vidíme, že v kostce popsaný postup je velmi složitý. Pokud tedy vyžadujeme rychlost kolem 50kbit/s a máme k dispozici telefonní linku, je možná právě analogový modem zařízením, které je v dané situaci vhodné použít. Odpadnou potíže s netransparentností datového spojení, i cena analogového modemu je podstatně nižší než u zažízení GSM/GPRS. Používání mobilních sítí má význam jen v případech, kdy se jedná o přenosná zařízení a nelze se spolehnout, že pevná linka zrovna bude vždy k dispozici, nebo v místech kde linka není zřízena a zřízení linky by se z finančních důvodů nevyplácelo. Pro aplikace, kde se nevyžaduje vysoká rychlost připojení a analogový modem nelze použít, jsou na trh dodávány i jednoduché, levnější modemy GSM, které přenášejí data pouze formou standardního datového spojení nízkou rychlostí 9600bitů za sekundu.


Užití modemů analogových i GSM je vhodné zejména v provozech, kde se počítá jen s občasnou údržbou a stálý dohled by byl zbytečným plýtváním lidskými zdroji. Technik může v pohodlí centrály dispečinku kontrolovat celé řady vzdálených přístrojů a výrobních linek a vyrazit na údržbu do „terénu“ jen tam, kde je servis opravdu zapotřebí, čímž ušetří spousty drahého času.

Firma INSYS MICROELECTRONICS CZ, s.r.o. dodává na trh analogové i GSM modemy pro průmyslové použití v různých verzích, které jsou vybaveny mnoha bezpečnostními funkcemi(sestavení spojení s heslem, security callback s heslem, remote control s heslem, selektivní příjem hovoru), možností dálkové konfigurace, oddesílání SMS, emailů, faxů, podporují řadu datových formátů na komunikačním rozhraní RS 232. INSYS MODEM 56k, a INSYS GSM/GPRS (4.1/4.0) obsahují i poplachové vstupy. Pomocí těchto vstupů lze odeslat z modemů až 20 poplachových zpráv formou emailu, SMS zprávy, nebo faxu. Naopak výstupní relé umožňují, při sestaveném spojení, ovládat pomocí DTMF tónů, nebo příchozích SMS zpráv různá vzdálená zařízení.

Další výhodou modemů INSYS je jejich přímá návaznost na řídicí automaty (PLC). Lze je pro tento to způsob práce nakonfigurovat jednoduše přes standardní RS232 kabel, pomocí komfortního parametrizačního softwaru HSComm pod Windows. Na výběr jsou všechny běžné řídicí automaty. Pro provoz v režimu s jednotlivýmo PLC byly modemy testovány a optimalizovány. Kromě parametrizačního softwaru lze modem nakonfigurovat i ručně pomocí AT příkazů, resp. dálkové konfigurace.


Pomocí telefonní sítě a modemů tak může prakticky každý jednoduchým způsobem prodloužit komunikační rozhraní RS232 umístěné na PLC ve výrobní hale až k sobě na stůl, do kanceláře, kamkoliv na světě. Funkce vstupů a výstupů, kterou jsou modemy INSYS vybaveny umožňují kontrolovat a řídit části technologie zcela nezávisle na PLC, takže v případě poruchy řídicího automatu není obsluha zcela odříznuta od výrobní linky a může celý provoz například pomocí výstupního relé modomu odstavit, pomalu vyrazit na místo za účelem zjištění závady a následně provést potřebný servis.

K výrobkům INSYS jsou k dispozici kompletní kvalitní manuály v českém jazyce. Obsahují technický popis zařízení včetně popisu sady podporovaných AT-příkazů. Výrobky vyhovují homologačním podmínkám,nesou značku CE, jsou vyráběna dle ISO9002. Pro ČR je zřízena v Plzni pobočka INSYS MICROELECTRONICS CZ, s.r.o., která zajišťuje zákaznickou a technickou podporu zákazníkům, bude se dále věnovat vývoji nových zařízení v oblasti datové komunikace v měřící technice a inovacím stávajícího sortimentu výrobků.

Lubomír Kuchynka
lkuchynka@ Insys-tec.de
INSYS MICROELECTRONICS CZ, s. r. o

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: