(openPR) TMO-100, Funkmodem für die Datenkommunikation in Tetra Funknetzen
Für verschiedene Anwendungsbereiche, aber auch abhängig von der geographischen Region, werden für Automatisierungsanwendungen unterschiedliche Protokolle verwendet. Energieversorger setzen in Deutschland und Europa vorzugsweise das IEC 60870-5-101 oder IEC 60870-5-104 ein, während in Asien und USA überwiegend das Modbus RTU oder das DNP3 Protokoll verwendet werden. Weniger bekannt ist das PakBus Protokoll oder das Sinaut von Siemens, das in der Wasser- und Abwasserversorgung zu finden ist.
Das Modbus RTU Protokoll eignet sich wegen seiner einfachen und kompakten Struktur besonders gut für langsame bzw. drahtlose Übertragungswege. Es hat jedoch im Gegensatz zu anderen Protokollen den Nachteil, dass die Unterstationen ausschließlich im Pollingbetrieb (Zyklische Abfrage der einzelnen Stationen durch die Zentrale) arbeitet. Bei den anderen Protokollen hingegen besteht bei den Unterstationen auch die Möglichkeit ereignisgesteuerte Meldungen abzusetzen und somit Alarme unabhängig vom Abfragezyklus zu melden.
Die Tetra Modembaugruppe TMO-100 unterstütz alle oben genannten (sowie auch weitere) Protokolle. Dabei wurde besonders Wert darauf gelegt nicht mit GISSI (also Gruppen) zu arbeiten, sondern die einzelnen Datensätze gezielt an jene Außenstation zu senden, an die der Datensatz gerichtet ist. Dies ist bei Tetra Infrastrukturen besonders wichtig, da bei der Übertragung zu Gruppen die Netzlast um ein vielfaches höher sein kann als bei der selektiv gerichteten Datenübertragung. Ebenfalls zur Reduzierung der Netzlast wurde ein Datenkompressionsmechanismus in die Baugruppe integriert.
Für das Modbus RTU Protokoll stellt das TMO-100 eine Sonderoption zur Verfügung durch die es möglich wird mit Modbus auch ereignisgesteuerte Alarme spontan zu verarbeiten. Dazu können die Außenstationen zusätzlich zu ihren seriellen Schnittstellen mit einen E/A Board ausgestattet werden, über dessen Eingänge bei Signalwechseln Status-Alarmmeldungen an die Master Funkstation gesendet werden. Diese speichert die Alarme in Modbus Registern ab, womit sie von der angeschlossenen Master-SPS bzw. vom Leitsystem jederzeit lokal abgefragt werden können, und somit unmittelbar auf einen Alarm oder eine Störmeldung reagiert werden kann.
Zusätzlich zu den seriell asynchronen Protokollen, kann das TMO-100 sowohl UDP- als auch TCP-Protokolle verarbeiten. Das Gerät arbeitet in diesem Fall als Tetra-Router.
Nach dem Einschalten baut es automatisch eine PPP Verbindung zur Tetra Infrastruktur auf, bezieht eine IP-Netzwerkadresse und kann dann IP Daten von der lokalen Ethernetschnittstelle in die Tetra-IP Welt und umgekehrt versenden. Dabei verwendet das TMO-100 das NAT und Portforwarding, was die Baugruppe zu einem vollwertigen Tetra-Router macht. Für den Anwender ist somit die Tetra Infrastruktur im Prinzip nicht mehr sichtbar. Er schließt lediglich seine SPS an den lokalen Ethernetport an und kann nach Einstellung der IP-Adresse sofort mit anderen Datenendgeräten oder einer Leitstelle im Tetra Netz (wenn frei geschaltet auch darüber hinaus) über IP kommunizieren.
Für die Konfiguration der Baugruppe kann man wahlweise auf den integrierten Webserver, per Modbus RTU Protokoll über die serielle Schnittstelle, oder per Modbus/TCP über die lokale Ethernetschnittstelle bzw. remote über die Tetra Infrastruktur zugreifen.
Für Anwendungen bei denen am Endgerät integrierte digitale und analoge E/A benötigt werden (RTU-Funktionalität) kann das TMO-100 mit einem E/A-Board mit 16 Binäreingängen, acht (optional 16) Binärausgängen, sowie 4 analogen Messeingängen (12 Bit Auflösung, 0-20mA/4-20mA) ausgestattet werden. Dabei werden über die 16 Binäreingänge auch acht Ereingiszähler und acht Betriebsstundenzähler angesteuert. Alle Ein- und Ausgänge sind galvanisch getrennt aufgebaut. Der Zugriff auf die Ein- und Ausgänge erfolgt über das Modbus-RTU oder Modbus/TCP Protokoll und kann lokal oder über die Tetra Infrastruktur per SDS oder Packet Data realisiert werden. Ab 4Q2009 bzw. 1Q2010 kann die Baugruppe auch per IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104 und DNP3 angesprochen werden.
Ein weiteres wichtiges Leistungsmerkmal für Datenmodems ist die Fähigkeit, auch Sprechverbindungen zu ermöglichen. Über einen 8-poligen RJ45 Stecker kann dazu am TMO-100 eine Hörsprechgarnitur oder ein Handset mit Mikrophon und Lautsprecher angeschlossen werden. Sobald dann die Sprechtaste betätigt wird, baut das Modem alle offenen Datenverbindungen (SDS, CSD, PSD) ab und wechselt in den Sprachbetrieb, der über die vereingestellte ISSI (Zielrufnummer) oder GISSI (Gruppenrufnummer) abgewickelt wird. Nach Beendigung der Sprachkommunikation wird der Datenverkehr von der Baugruppe automatisch wieder aufgenommen. Beim Umschalten vom Datenmodus in den Sprachbetrieb (und umgekehrt) kann das Modem zur Information eine SDS Statusmeldung an die Leitstelle senden.
Das TMO-100 kann in den Frequenzbereichen 300-350 MHz, 370-400 MHz, 400-430 MHZ, 450-470 MHz sowie 800 MHz eingesetzt werden. Die maximale Senderausgangsleistung beträgt bei den 300/400 MHz Geräten 3 Watt, bei 800 MHz 1 Watt. Es werden alle SDS Typen, Status-Signalisierung, Circuit Switched Data, Packet Switched Data, sowie ab 4Q2009 Multi Slot Packet Data unterstützt.
