Wasserversorger setzen bei Datenfunknetzen verstärkt auf standardisierte IP Protokolle und sichern sich langfristigen Investitionsschutz
 NEWS-EINTRAG
vom 20.04.08 - 09:09 Uhr: Datenfunkanwendungen gibt es im Bereich der Wasserverorgung seit mehr als 10 Jahren. Zumeist wird hier die sog. Zeitschlitztechnologie eingesetzt. Bei diesem lizensierten Frequenzband (448 MHz) nutzt der Anwender einen Zeitschlitz mit 6 Sek. pro Min. Die maximale Sendeleistung beträgt 6 W für bis zu 20 Km. Die Steuerungen (SPS) kommunizieren über serielle Schnittstellen per Datenfunk mit der Wasserzentrale. Seit kurzem werden nun auch in der Wasserversorgung Steuerungen über TCP/IP per Datenfunk vernetzt. Langfristiger Investitiosschutz hat hier eine zentrale Bedeutung.
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Die Wasserversorgunger folgen damit dem aktuellen Trend in der industriellen Steuerungstechnik und setzen verstärkt auf Steuerungen, die mit IP Protokoll arbeiten. Die Datenfunkverbindung erfolgt im Schmalband (20 KHz) auf lizensierten Frequenzen bei 459 MHz. Diese Frequenzen sind für ortsfesten Datenfunk vorgesehen und hier dürfen bis zu 6 W Sendeleistung abgestrahlt werden. Die erzielbare Reichweite liegt je nach Geländebeschaffenheit und Antennenhöhe bei bis zu 20 Km. Ein wesentlicher Unterschied zu Richtfunk (Punkt-zu-Punkt) oder Breitband (2,4GHz, 100mW) besteht darin, daß die Basisstation i.d.R. auf diese grosse Distanz rundum, d.h. also in alle Richtungen, strahlen und empfangen muss. Die erste IP-Funkanwendung läuft nun seit Ende 2007 ohne Störungen zur äußersten Zufriedenheit des Anwenders. Die hierbei überbrückten Entfernungen mit 8 Km ohne direkte Sichtverbindung in stark hügeliger Umgebung zeigen deutlich, wo der Vorteil der Wellenausbreitung im 70cm Funkband gegenüber Mikrowellen (2,4 GHz) besteht. Zum Einsatz kamen hier die SPS Steuerungen mit IP-Protokoll des Herstellers Phoenix contact. Der Vorteil dieser Lösung besteht zum einen darin, daß es sich um ein standardisiertes Protokoll handelt. Die Funkmodems bilden sozusagen eine Brücke (Bridge) zwischen den Stationen mit einer Routingfunktion. Über diese Routingfunktion kann die Masterstation definierte IP Adressen auf den Slavestationen ansprechen und Daten austauschen. Zum anderen wird ein wesentlicher Nachteil von TCP/IP gegenüber der klassischen seriellen Kommunikation, nämlich der umfangreiche Protokoll Overhead, eliminiert. Auf der Funkstrecke wird nicht das TCP/IP Protokoll übertragen. Das wäre bei 20 KHz Kanal Bandbreite (das entspricht einer Datenrate von etwa 10 KBps) nicht realisierbar. Deshalb werden die Nutzdaten (das sind i.d.R. nur sehr kleine Datenpakete) aus dem TCP/IP Protokoll herausgefiltert und in ein sehr effizientes Funkprotokoll (MORSE) umgesetzt. Dadurch ist es möglich, TCP/IP basierte Datenfunksysteme mit mehreren 10 Stationen (bisherige Durchschnittswerte der Wasserversorgungen liegen bei etwa 7 Stationen) aufzubauen, die eine Reichweite von bis zu 20 Km erreichen. Der Anwender verfügt hier über ein privates Datenfunknetz, mit dem er unabhängig von öffentlichen Netzen (z.B. Mobilfunk) zuverlässig und störungsfrei und dazu auch auch noch extrem kostengünstig seine Steuerungen, die sich z.B. in teilweise abgelegenen Hochbehältern, Druckerhöhungen, Brunnenschächten oder Pumpstationen befinden, mit der Wasserzentrale verbinden kann. Die Lizenzgebühr beträgt pro Jahr und pro Station ca. 15,- Euro. Diese Gebühr kann auch noch erlassen werden, wenn die Bedingungen zur Befreiung von der Beitragsverordnung gegeben sind (u.a. kommunale Einrichtungen mit öffentlichen Versorgungsaufgaben und mit nichtkommerzieller Funk-Anwendung).
Da dieses private Datenfunknetz eine infrastrukturelle Invesitition darstellt, muss die Betriebsszeit mindestens der Laufzeit der Frequenzzuteilung (mindestens 10 Jahre) entsprechen. Seit 1997 liegen nun gesicherte Erfahrungen mit solchen Datenfunknetzen vor. Die Degetel Datenfunkmodems haben bisher die prognostizierten Ausfallraten (MTBF von 100.000 h) deutlich unterschritten. Von den schätztungsweise etwa 3000 in dieser Branche eingesetzten Datenfunkmodems sind weniger als 0,1 % ausgefallen. Das entspricht einer Verfügbarkeit von 99,9 % über einen Zeitraum von 10 Jahren. Die ersten Modernisierungsprojekte stehen bereits an. Dabei ist der Trend eindeutig in Richtung IP Kommunikation zu sehen. Alle von Degetel Datenfunk eingesetzten Datenfunkkomponenten werden nach ISO9001 Qualitätsmanagement entwickelt und produziert. Die Entwicklungsstrategie des Funkmodemherstellers RACOM garantiert eine langfristige Abwärtskompatibiltät der neuen Produkte. Verfügbarkeit und Service werden für mindestens 10 Jahre garantiert.
Um das Datenfunknetz langfristig stabil zu planen und zu konzipieren, bietet die Degetel Datenfunk GmbH sog. Funkausleuchtungen vor Ort an. Hier werden alle Stationen auf eine stabile Funkversorgung geprüft und die Dimensionierung (Masthöhen, Antennentypen, Kabellängen usw.) ermittelt. Diese Daten dienen als Grundlage für den Antrag auf Frequenzzuteilung bei der BNA und werden als Mengengerüst für die Beschaffung verwendet.
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