Mobile und drahtlose Kommunikation in der Logistik: Von Sensornetzen zu Satellitennetzen

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1 Mobile und drahtlose Kommunikation in der Logistik: Von Sensornetzen zu Satellitennetzen Dr.-Ing. Andreas Timm-Giel Universität Bremen MRC, tzi, ikom, FB1, ComNets, SFB 637 Otto-Hahn-Allee NW1 S2260, Bremen Tel.: , Web: -1-

2 Überblick Einsatz in der Logistik heute Globale Erreichbarkeit: Satellitennetze Zellulare (terrestrische) Netze Lokale Vernetzung Drahtlose lokale Netze (WLAN) Personal Area Network (PAN) Sensornetze SFB 637: Selbststeuerung logistischer Prozesse -2-

3 Anwendungen in der Logistik heute Zentrale Fahrzeugflottensteuerung Überwachung von Fahrzeugen, Geräten, Maschinen Optimierung von Serviceintervallen Ferndiagnose und -unterstützung Pannenhilfe -3-

4 -4-

5 Mobilkommunikation-Vision -5-

6 Satellitennetze Vorteile Flächendeckung Nach Satellitenstart schnelle Netzverfügbarkeit Beispielsysteme: Inmarsat Iridium Globalstar M2sat VSAT Orbcomm Nachteile Kosten Bei geostationären Satelliten: hohe Verzögerungszeit Begrenzte Systemkapazität -6-

7 Beispiel Orbcomm Orbcomm's idealised satellite footprints at a moment in time, generated by SaVi -7-

8 Orbcomm Überblick Messaging-Dienst keine Echtzeitübertragung Nachrichten bis 2000 Zeichen Übertragungszeit < 2min Versenden und Empfang von Daten aus dem Internet oder Datennetzen z.b. X LEO-Satelliten VHF-Band (137/148 MHz), 2.4/4.8 kbit/s Kosten Gerätekosten: < 1000 EUR Kosten per Message: ~50EUR/Monat inkl Zeichen Projektangebote Bilder:

9 Zellulare Netze GSM (und UMTS) GSM-Netze in mehr als 200 Ländern 1.7 Mrd. mobile Teilnehmer weltweit (1.2 Mrd. GSM) Datendienste GPRS und UMTS Endgerätepreise: Datenkarte < 100EUR Preis pro SMS: 1ct 19ct Preis pro MByte: < 1EUR -9-

10 Mobilfunkteilnehmer in Deutschland -10- Quelle: RegTP,

11 GSM Netzabdeckung Quelle:

12 Beispielhafte Netzabdeckung T-Mobile (GSM-900/1800) Berlin Vodafone (GSM-900/1800) e-plus (GSM-1800) O 2 (GSM-1800) ( -12-

13 GSM -> UMTS 3. Generation Mobilfunk Bessere (flexiblere) Unterstützung von Datendiensten Höhere Datenraten -> Multimedia, Web- Zugang, Videokonferenz Bessere QoS, Definition von QoS-Klassen Neue, effektivere Funkschnittstelle Kompatibilität zu GSM Schlechtere Netzabdeckung (noch?) -13-

14 Schlussfolgerung globale Erreichbarkeit Dienste und Systeme für globale Erreichbarkeit stehen zur Verfügung GSM/UMTS gibt keine globale Erreichbarkeit, kann durch Satelliten ergänzt werden Kosten können für die Selbststeuerung (noch) problematisch sein, Flatrate -14-

15 WLAN (IEEE ) Lizenzfreies Spektrum (ISM-Band) wird für drahtlose Erweiterung des LANs verwendet WLAN können z.b. an Umschlagknoten vom Logistikdienstleister betrieben werden Direkte infrastrukturlose Kommunikation möglich (ad hoc) Hoher Stromverbrauch Wartung der Infrastruktur Keine garantierte QoS Authentisierung, Sicherheit Roaming zwischen verschiedenen Logistikdienstleistern

16 PAN Personal Area Networks Kommunikation zwischen persönlichen Geräten: Telefon, PDA, Computer, Freisprecheinrichtung, Tastatur etc. Einsatz für Ad hoc Verbindungen möglich (z.b. BT-DSL) Einsatz für Sensoren möglich, z.b. innerhalb Container Typische Systeme: Bluetooth (IEEE ) ZigBee (IEEE )

17 Sensornetze Selbstorganisierende Vernetzung von Sensoren Herausforderungen Meistens sehr geringe Datenvolumen, Protokolle sind dafür nicht optimiert Batteriebetrieb muss für lange Zeit möglich sein (Jahre) Verbindung ins Internet über Gateways Sensornetze-Betrachtung im SFB Theorie, Protokolle, Skalierbarkeit, Sensorik Demonstrator -17-

18 3G and Beyond Integration heterogener Netze (B3G): WLAN, UMTS, GPRS, Bluetooth, 4G (?) Always best served, always best connected 4G mit neuer Funkschnittstelle Datenraten >100 Mbit/s -18-

19 Selbststeuerung logistischer Prozesse und Kommunikation Fragestellungen: Mit welchen Systemkonzepten kann die für die Selbststeuerung notwendige Kommunikation realisiert werden? Mobile Agententechnologie Verschiedene Gateway-Konzepte Ad hoc Netze Skalierbarkeit und Performanz der Systemkonzepte Lokale Intelligenz Kostenabschätzung der Kommunikation Welche Auswirkungen hat die Möglichkeit zu kommunizieren und die Dienstgüte der Kommunikation auf die Selbststeuerung logistischer Prozesse und deren Performanz Erstellung einer kombinierten Simulationsumgebung (Poster Teilprojekt B3) -19-

20 Erste Antworten Verschiedene Systemkonzepte definiert mit: Heterogenen Netzen: UMTS, WLAN, Bluetooth, ZigBee Mobilen Agenten Kombinierte Simulationsumgebung für Logistik und Kommunikation Erste Simulationsergebnisse zeigen ausreichende Netzkapazität für Selbststeuerung (ohne Sensornetze) Demo & Teilprojekt B3 Internet Internet!! - 20-!

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? sonst auch unter: oder

22 Zusammenfassung Kurzüberblick über Satelliten- und zellulare Netze Kommunikation für Selbststeuerung ist technisch möglich Kosten-Nutzen-Abschätzung Kommunikation an Umschlagknoten und Lagern ist auch durch WLAN, Bluetooth etc. möglich Sensornetze unterstützen den Nutzen der Selbststeuerung Poster und B3-22-