Moderne Kommunikationswege Moderne

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Gemeinsam wachsen – smart und individuell
Moderne Kommunikationswege
zur Übertragung von Daten
Erlangen, den 25.05.2011
Uwe
Jeschke,
IDS GmbH
© IDS
GmbH
/ www.ids.de/Gruppe
/ 25.05.2011
Seite 1
Inhalt
Anforderungen
Technische Grundlagen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Konzepte und Projektbeispiele
© IDS GmbH / www.ids.de/Gruppe / 25.05.2011
Seite 2
Inhalt
Anforderungen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Seite 3
Anforderungen
Iststand
Vorrangig eigene Kommunikationsinfrastruktur auf Basis
von Kupferkabeln vorhanden
Schmalbandige Übertragungstechniken im Einsatz
Alte Fernwirkstationen mit herstellerspezifischen
Fernwirkprotokollen
Herstellerspezifische Übertragungstechnik
Geringe Analysemöglichkeiten
Seite 4
Anforderungen
Motivation für eine
Umstellung
Anbindung leistungsfähiger moderner Fernwirktechnik
Stückweise Migration der vorhandenen Fernwirktechnik
Umstellung auf offene und genormte
Kommunikation nach IEC60870-5-101/104
Möglichst breitbandige Anschaltung
bis in die Feldebene
Bessere Analysemöglichkeiten
Nutzung der Kommunikationsinfrastruktur
auch für andere Dienste
Seite 5
Anforderungen
Randbedingungen
Einsatz erweiterungsfähiger Technik
Höchste Verfügbarkeit
Modulare Erweiterbarkeit
Einfache Wartung und Pflege
Interne Sicherheitsanforderungen
Kostenaspekte
Wie soll das funktionieren ???
Seite 6
Inhalt
Anforderungen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Seite 7
Technische
Grundlagen
xDSL: Bandbreite,
Datenrate, Reichweite
Vergleich analoger Bandbreiten auf einem Stück Kupferdraht
WT
physikalische Brandbreite
ISDN
50
spektrale Leistungsdichte
POTS (plain old telephon service)
ADSL up
VDSL
ADSL2+
(down)
10
ADSL
(down)
SHDSL ADSL
3,4
120
300
400
ADSL2+ down
1
VDSL
2
Frequenz in MHz
2
SHDSL
1
HDSL
ISDN
WT (FSK)
POTS
0,8 1,6 2,4 3,2 4,0
8,0
12
16
1,6
16
24
32
8
Seite 8
Leitungslänge in km
gering
Leitungsqualität
Datendurchsatz in Mbit/s
25
HDSL
hoch
Technische
Grundlagen
Verfügbarkeiten und
Moderne Alternativen
Alte Technik / Trägergestützte Modulationsverfahren
• extrem schmalbandig
• sehr schnelle, eindeutige Übertragungszeiten (exklusives Kabel für jeden
Nutzer)
Moderne Übertragungsnetze
• Hohe Bandbreite, IP-basierte Übertragung
• Einsatz von HDSL und SHDSL je nach Leitungsqualität 10-15 km möglich
• Mischung eigener Netze und Mietnetze
• Parallele Dienste erlauben mehrere Anwendungsfälle
• Variable Übertragungszeiten, steuerbar durch Priorisierung
(mehrere Dienste/Nutzer teilen sich eine Gesamtbandbreite)
Auswahl der für die Anwendung sinnvollen Technik !
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Inhalt
Anforderungen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Seite 10
Planungsleistungen
Was leistet IDS?
Planung
Realisierung
Bedarf
Istzustand Netz
Topografie
HB
HB
Pumpwerk
HB
HB
HB
HB
Verwaltung
Wasserwerk
HB
Pumpwerk
mögliche IP-Knoten
Pumpwerk
Wasserwerk
Pumpwerk
HB
HB
Verwaltung
HB
Service
HB
HB
Verwaltung
Wasserwerk
Wasserwerk
Schacht
Schacht
Schacht
RÜB
RÜB
Kläranlage
RÜB
RÜB
Kläranlage
RÜB
RÜB
Kläranlage
RÜB
RÜB
WT, teilw. TML
Telefon
Kläranlage
RÜB
Seite 11
DSL
DSL möglich
Richtfunk möglich
Planungsleistungen
Bedarfsanalyse
Bewertung der
individuellen
Anforderungen
IEC 60870-5-104
Kommunikationskanal
Seite 12
Planungsleistungen
Bedarfsanalyse
Bewertung der
individuellen
Anforderungen
Zukunftsoptionen
Sub 1
IEC 60870-5-104
IEC 60870-5-104
Kommunikationskanal
Sub 2
Voice over IP
Video
Seite 13
Planungsleistungen
Bedarfsanalyse
Bewertung der
individuellen
Anforderungen
Zukunftsoptionen
Sub 1
IEC 60870-5-104
Tatsächlicher
Bedarf
IEC 60870-5-104
Kommunikationskanal
Sub 2
Voice over IP
Video
Seite 14
Planungsleistungen
Bedarfsanalyse
Bewertung der
individuellen
Anforderungen
Zukunftsoptionen
Sub 1
IEC 60870-5-104
Tatsächlicher
Bedarf
IEC 60870-5-104
Kommunikationskanal
Sub 2
Sicherheits-
Voice over IP
anforderungen
Video
Seite 15
Planungsleistungen
Analyse des
Istzustands
Bewertung der
individuellen
Kundenvorgaben
Seite 16
Planungsleistungen
Analyse des
Istzustands
Bewertung der
individuellen
Kundenvorgaben
detaillierte
Betrachtung
Leitungslängen
freie Adernpaare
Leitungsqualitäten
Topografische und
funktionale
Begebenheiten
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Planungsleistungen
Spiegelung an der
Realität
tatsächliche
Schnittstellen
tatsächliche
Leitungsqualitäten
Zuständigkeiten
spez. Richtlinien
…
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Planungsleistungen
Informationen
zusammentragen
Betriebsarten der bestehenden
Verbindungen
• Punkt zu Punkt
• Punkt zu Multipunkt
• Voll-/Halbduplex
Betroffene Fernwirkstationen
• Stationstyp, Firmwarestand, Einstelloptionen
• Verfügbare/Erweiterbare Schnittstellen
• Steckplatzreserven Kompatibilität
• Einstelloptionen
• Umstellung auf P2P-Betrieb
Betroffene Fernwirkteilnetze
• UZE zu unterlagerten Teilnetzen
• Rangierungen
• Zeitsynchronisationsmechanismen
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Planungsleistungen
Informationen
bewerten
Technisch
• Verfügbare Kommunikationsdienste
• Verfügbare Schnittstellen und Protokolle
• Wie lassen sich Schnittstellen adaptieren
Prozess
• Verfügbarkeitsanforderungen
• Datenintegrität, Sicherheitsanforderungen
• Abhängigkeiten: Steuerungs/Rangierfunktionen
• Verarbeitungszeiten der Gesamt-/Teilsysteme
• Was ändert sich beim Wechsel der
Kommunikationsprozeduren?
Kommerziell
• max. monatliche Mietleitungskosten
• Standardisierung/Zukunftsorientierung
Seite 20
Planungsleistungen
Ausarbeitung und
Bewertung von Konzepten
Konzeptvorschläge
• Anbindung über Breitbandzugänge
• Anbindung über Mobilfunknetze
• Anbindung via IP-basierten Mietnetze
• Anbindung über gemischte Netze/Dienste
Kommerzielle Bewertung
• Vergleich der möglichen Lösungen
• Kosten-Nutzenanalyse
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Planungsleistungen
Lösungsfindung
Vermittlung
technischer
Lösungsansätze
Kommunikation mit
allen Beteiligten
Projektrealisierung
auf Basis der Planung
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Inhalt
Anforderungen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Seite 23
Kommunikationsnetze
Normen und
Standards
Die Unterhaltung alter proprietärer Schnittstellen verteuert sich im Zuge
von Abkündigungen
• analoge Telekom Mietleitungen
• V.24, V.23 Schnittstellen
neue Standards und Normen geben Planungssicherheit für Investitionen
• ITU International Telecommunication Union Anbindung über Mobilfunknetze
• IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
• weitere europäische Institutionen
Kostengünstige, industrietaugliche Übertragungs- und Netzwerktechnik
ersetzt Spezialanwendungen
• SHDSL-Modem
• GPRS-Router
• LWL-Kommunikation
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Kommunikationsnetze
1995
2000
Der Trend:
IP-basierte Netze
2010
2005
Seite 25
Zeit
Kommunikationsnetze
Ersatz klassischer
Fernwirknetze
Seite 26
Kommunikationsnetze
Unabhängige
Übertragungssysteme
Seite 27
Kommunikationsnetze
Neue Ersatzwege /
Redundanzkonzepte
Seite 28
Kommunikationsnetze
Wegemanagement /
Überwachung
Seite 29
Inhalt
Anforderungen
Planungsleistungen
Kommunikationsnetze
Seite 30
Konzepte und
Projektbeispiele
Wähldienste
Anmerkungen
• Zeitabhängige
Verbindungskosten
• Keine dauerhafte
Verbindung zur Leitstelle
• Die dauerhafte
Verwendung von
„Flatrate“-Tarifen ist
fraglich
• Mittelfristig Umstellung
aller analogen
Telefonanschlüsse auf
VoIP
Seite 31
Konzepte und
Projektbeispiele
Klassische WTZubringernetze
Anmerkungen
• WT-basierte
Zubringernetze
• Fernwirkkommunikation
nach IEC 60870-5-101
• Überlagertes
Backbonenetz mit
Fernwirkprotokoll nach
IEC 60870-5-104
Seite 32
Konzepte und
Projektbeispiele
ADSL- oder GPRSüber Internet
Anmerkungen
• Verfügbarkeit
abhängig von der
Dienstgüte des Netzes
• höchste
Verfügbarkeiten
• durchgängiges ITSecuritykonzept
Seite 33
Konzepte und
Projektbeispiele
Aufbau individueller
Mietnetze
Anmerkungen
• Kosten je nach
individueller Dienstgüte
variabel
• keine eigene ITKommunikationsinfrastruktur notwendig
• Flexibel bei Umstellung
auf neue Verträge
• Verfügbarkeiten bis zu
99,9% verhandelbar
• Änderung vorhandener
Rangierungen
Seite 34
Konzepte und
Projektbeispiele
Anlagenbestand vor
der Umstellung
System der HEW Hof
• Drei redundante Front-End-Rechner
• Kommunikationsringe zur Datenübertragung auf Basis DKS-Kopplungen
(x21… RAD-Modem) über proprietäre Protokolle
• Anschaltung IDS Fernwirktechnik über Linien mit WT-Betrieb, GSM und TKFestnetz
• Zubringerstationen über Funknetz (10 mW) über Punkt-Punkt-Betrieb
• Einsatz von IDS Fernwirktechnik aller Generationen und Telegramme
(Systeme 802, 450, 550, 640, 650, 850)
• Fremdkopplungen Profibus, Modbus, IEC 61850
• In Summe 155 Stationen
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Konzepte und
Projektbeispiele
Umstellung der
Fernwirktechnik
Sehr alte Fernwirkstationen 802, 450 und 550 wurden ersetzt
durch moderne Stationen IDS 640 und 650 (IEC-Fähigkeit)
Modernere Stationen IDS 650 und IDS 850 wurden IEC-fähig
gemacht (Software-Update oder Ersatz CPU-Baugruppe)
Vereinheitlichung der WT-Baugruppen
Aufbau des Netzwerk-Rings über Kupfer und LWL-Strecken
• RAD-Modem ASMI 54 für 4 Doppeladern (5-15 Mbit/s)
• Hirschmann Switche RS20 / RS 30
Stationsparametrierung über Leitsystem IDS HIGH-LEIT und
ACOS ET (Quick-Setup und Modem Setup)
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Konzepte und
Projektbeispiele
Übersicht
Netzwerkring
Seite 37
Konzepte und
Projektbeispiele
Vorteile der neuen
Übertragungstechnik
Vereinheitlichung der Fernwirkanlagen
• günstige Ersatzteilhaltung
• Einfache und zuverlässige Unterstationsparametrierung
• Einfache Erweiterung oder Umstellung eines Linienmodells
Bessere Übersicht des Systems / Parametrierung und Diagnose
• Parametrierbarkeit an der Kopfstation im Leitsystem
• Übersichtliche und zuverlässige Parametrierfiles
• SNMP Überwachung der Netzwerkinfrastruktur
Einfache Erweiterung von Fremdkopplungen
Nutzung der Übertragungstechnik für weitere Anwendungen
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Konzepte und
Projektbeispiele
Konfiguration
Leitsystem / Zentrale
Seite 39
Konzepte und
Projektbeispiele
Übersicht
Netzwerk / Ringe
Seite 40
Zusammenfassung
Analyse Zustand
und Anforderungen
Analyse des aktuellen Zustands und der technischen
Möglichkeiten
• Welche Systeme können 1:1 weiter verwendet oder aufgerüstet werden?
• Welche Systeme müssen ersetzt werden?
Technische und wirtschaftliche Anforderungen des Nutzers
detailliert analysieren
• Welche Anforderungen existieren aus dem Bereich Fernwirktechnik?
• Welche zusätzlichen Anforderungen müssen noch berücksichtigt werden?
• Welche Kommunikationsmöglichkeiten gibt es
· Eigene Kabelnetze, Mietnetze, Wählnetze, etc.
Seite 41
Zusammenfassung
Erarbeitung Konzepte
und Umsetzung
Technische und wirtschaftliche Betrachtung der alternativen
Kommunikationskonzepte
• Von Fall zu Fall unterschiedliche Alternativen
• Umstieg auf eine funktionale 1:1-Lösung oft möglich, häufig jedoch nicht
zeitgemäß
• Technisch und wirtschaftlich optimale Lösung
IDS erarbeitet gemeinsam mit Ihnen individuelle und
zukunftssichere IT-Konzepte
Planung und Realisierung aus einer Hand
Seite 42
Gemeinsam wachsen – smart und individuell
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit / Fragen ?
Erlangen, den 25.05.2011
Uwe
Jeschke,
IDS GmbH
© IDS
GmbH
/ www.ids.de/Gruppe
/ 25.05.2011
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