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
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Anforderungen Iststand Vorrangig eigene Kommunikationsinfrastruktur auf Basis von Kupferkabeln vorhanden Schmalbandige Übertragungstechniken im Einsatz Alte Fernwirkstationen mit herstellerspezifischen Fernwirkprotokollen Herstellerspezifische Übertragungstechnik Geringe Analysemöglichkeiten IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 5
Anforderungen Randbedingungen Einsatz erweiterungsfähiger Technik Höchste Verfügbarkeit Modulare Erweiterbarkeit Einfache Wartung und Pflege Interne Sicherheitsanforderungen Kostenaspekte Wie soll das funktionieren??? IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 6
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Technische Grundlagen xdsl: Bandbreite, Datenrate, Reichweite Vergleich analoger Bandbreiten auf einem Stück Kupferdraht WT physikalische Brandbreite ISDN POTS (plain old telephon service) ADSL up Datendurchsatz in Mbit/s 50 25 10 2 1 VDSL ADSL2+ (down) ADSL (down) ISDN POTS SHDSL HDSL spektrale Leistungsdichte SHDSLADSL HDSL ADSL2+ down VDSL 3,4 120 300 400 1 2 Frequenz in MHz WT (FSK) gering 0,8 1,6 2,4 3,2 4,0 8,0 12 16 1,6 8 16 24 32 Leitungslänge in km Leitungsqualität hoch IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 8
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! IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 9
Inhalt Anforderungen Technische Grundlagen Planungsleistungen Kommunikationsnetze Konzepte und Projektbeispiele IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 10
Planungsleistungen Was leistet IDS? Planung Realisierung Service Bedarf Topografie Istzustand Netz mögliche IP-Knoten HB Pumpwerk HB Pumpwerk HB Pumpwerk Pumpwerk HB HB HB HB HB HB Verwaltung Verwaltung HB Verwaltung Wasserwerk HB Wasserwerk HB Wasserwerk Wasserwerk Schacht Schacht Schacht RÜB RÜB RÜB Kläranlage RÜB RÜB Kläranlage RÜB RÜB Kläranlage RÜB RÜB Kläranlage WT, teilw. TML Telefon DSL DSL möglich Richtfunk möglich IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 11
Planungsleistungen Bedarfsanalyse Bewertung der individuellen Anforderungen Kommunikationskanal IEC 60870-5-104 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 12
Planungsleistungen Bedarfsanalyse Bewertung der individuellen Anforderungen Sub 1 IEC 60870-5-104 Zukunftsoptionen Kommunikationskanal Sub 2 IEC 60870-5-104 Voice over IP Video IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 13
Planungsleistungen Bedarfsanalyse Bewertung der individuellen Anforderungen Kommunikationskanal Sub 2 Sub 1 IEC 60870-5-104 IEC 60870-5-104 Voice over IP Zukunftsoptionen Tatsächlicher Bedarf Video IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 14
Planungsleistungen Bedarfsanalyse Bewertung der individuellen Anforderungen Kommunikationskanal Sub 2 Sub 1 IEC 60870-5-104 IEC 60870-5-104 Voice over IP Video Zukunftsoptionen Tatsächlicher Bedarf Sicherheitsanforderungen IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 15
Planungsleistungen Analyse des Istzustands Bewertung der individuellen Kundenvorgaben IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 16
Planungsleistungen Analyse des Istzustands Bewertung der individuellen Kundenvorgaben detaillierte Betrachtung Leitungslängen freie Adernpaare Leitungsqualitäten Topografische und funktionale Begebenheiten IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 17
Planungsleistungen Spiegelung an der Realität tatsächliche Schnittstellen tatsächliche Leitungsqualitäten Zuständigkeiten spez. Richtlinien IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 18
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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 19
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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 21
Planungsleistungen Lösungsfindung Vermittlung technischer Lösungsansätze Kommunikation mit allen Beteiligten Projektrealisierung auf Basis der Planung IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 22
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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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 24
Kommunikationsnetze Der Trend: IP-basierte Netze 1995 2000 2005 2010 Zeit IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 25
Kommunikationsnetze Ersatz klassischer Fernwirknetze IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 26
Kommunikationsnetze Unabhängige Übertragungssysteme IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 27
Kommunikationsnetze Neue Ersatzwege / Redundanzkonzepte IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 28
Kommunikationsnetze Wegemanagement / Überwachung IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 29
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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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 31
Konzepte und Projektbeispiele Klassische WT- Zubringernetze Anmerkungen WT-basierte Zubringernetze Fernwirkkommunikation nach IEC 60870-5-101 Überlagertes Backbonenetz mit Fernwirkprotokoll nach IEC 60870-5-104 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 32
Konzepte und Projektbeispiele ADSL- oder GPRSüber Internet Anmerkungen Verfügbarkeit abhängig von der Dienstgüte des Netzes höchste Verfügbarkeiten durchgängiges IT- Securitykonzept IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 33
Konzepte und Projektbeispiele Aufbau individueller Mietnetze Anmerkungen Kosten je nach individueller Dienstgüte variabel keine eigene IT- Kommunikationsinfra- struktur notwendig Flexibel bei Umstellung auf neue Verträge Verfügbarkeiten bis zu 99,9% verhandelbar Änderung vorhandener Rangierungen IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 TK- Festnetz 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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 35
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) IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 36
Konzepte und Projektbeispiele Übersicht Netzwerkring IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 38
Konzepte und Projektbeispiele Konfiguration Leitsystem / Zentrale IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 Seite 39
Konzepte und Projektbeispiele Übersicht Netzwerk / Ringe IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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. IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 IDS GmbH / www.ids.de/gruppe / 25.05.2011 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 Seite 43