Sistemi za bežični prenos podataka

RACOM je jedan od svjetskih lidera u proizvodnji industrijskih radio modema visokih performansi, dizajniranih pretežno za ‘narrow-band’ od 140 to 900 MHz. TETA d.o.o. ima partnerski odnos sa firmom RACOM, zastupstvo za područje Bosne i Hercegovine.

MORSE je jedinstvena mreža za prenos podataka koja se sastoji od pojedinačnih komponenti iz proizvodnog programa RACOM.

Superioran RACOM hardware i izvrsne softverske solucije su dovele do velike ekspanzije MORSE sistema uz upotrebu kod različitih korisnika mreža za prenos podataka, u raznim područjima primjene širom svijeta.

MORSE (MOdems for Radio-based SystEms)

MORSE je komunikacioni sistem, koji podržava prenos digitalnih informacija između fiksnih i mobilnih terminala koristeći paketski način rada. Posjeduje veliku inteligenciju, modularnu tehnologiju i specifičan softver koji garantuju brzu adaptaciju i kompatibilnost prema korisničkim zahtjevima i tehnološkim uslovima u komunikacionim sistemima prenosa podataka.

MORSE sistem kao medij za prenos podataka prvenstveno koristi vrlo kratke talase VHF/UHF i zbog toga je pogodan za korištenje tamo gdje su velike razdaljine izmedju pojedinih tačaka kontrole. Kao medij za konekciju je moguće koristiti i sve ostale komunikacione puteve (FIKSNI ŽIčNI LINK, MIKROTALASNE LINKOVE, SATELIT, WAN, GPRS), ili neku drugu mrežu za prenos podataka (npr. INTERNET). Sve hardwarske i softwarske komponente su razvijene i napravljene od strane RACOM-a.

MORSE sistem je paketski orjentisan sistem i kao takav je pogodan za učestali prenos malih blokova podataka u mreži sa velikim brojem učesnika i to sve u jako kratkom vremenskom periodu.

Prvenstveno se koristi za prikupljanje podataka i kontrolu visoke tehnologije (energija, voda, gas, grijanje, meteorologija..., za prenos informacija u sistemima policije, bankama, obezbjeđenja, parking satova, za podršku platnog prometa (kreditne kartice), prenos podataka za lutriju.

Tipična je zvjezdasta konfiguracija mreže u kojoj svaki učesnik može biti radna, retranslacijska ili upravna stanica, sa mogućnosti rutiranja saobraćaja na čvorovima ili baznim stanicama.

U mobilnim aplikacijama se koristi u javnom gradskom prevozu, policiji, taxi, brodovima a specifičan softver dozvoljava integraciju sa ostalim komunikacionim sistemima na istoj platformi.

Tehnički dizajn MORSE sistema je umnogome nekonvecionalan a primarna obilježja su sljedeća:

  • paketski orjentisan način rada optimiziran za prenos podataka na radio kanalu
  • zvjezdasta struktura mreže omogućava različite mogućnosti spajanja zadnjih tačaka
  • povezivanje sa drugim medijima (optički, kablovski, mikrotalasni sistemi, GPRS...)
  • rad u kompleksnim, modularno koncipiranim mrežama
  • red od 2 do nx1000 terminala na jednoj simpleksnoj frekvenciji
  • velika brzina prenosa: 21.600 bps do 133.000 bps
  • velika brzina preklapanja <1.5msec omogućava do 10 otprema/sec
  • velika inteligencija i mogućnost slučajnog izbora pristupa radio kanalu
  • veliki broj adresa – 4 biliona adresa (32 bita)
  • rad bez repetitora- ne mora postojati „izdignuta tačka“
  • zadnja tačka, čvorište, centar i mobilni terminal su na istom nivo
  • mogućnost komunikacije 'svaki – svima'
  • softverska retranslacija paketa
  • svaka tačka se može ponašati kao ruter, bez ograničenja u broju tačaka retranslacije
  • veliko broj interfejsa: do 4xRS232, 1xEthernet, analogni i digitalni ulazi/izlazi, GPS prijemnik
  • daljinska promjena konfiguracije, rute, kanala, parametara interfejsa
  • daljinska dogradnja softvera
  • mogućnost  proširenja mreže bez većih problema
  • djelotvornost mreže kako kod malih lokalnih tako i kod jako velikih javnih mreža
  • prenos preko 70 različitih protokola
  • pristupačnost informacija omogućava kontrolu mreže od strane korisnika
  • sigurnost prenosa je omogućena sa 16bit CRC zaglavljem i 32bit CRC podacima
  • zaštita od neautorizovanog pristupa mreži korištenjem različitih nivoa password-a
  • administriranje mrežom – izvještaji, raporti, statistika, analiza stanja i kvaliteta spojnog puta, plan
  • nadzor i upravljanje mrežom - dijagnosticiranje, monitoring

 

Sve ovo omogućava korisniku maksimalno iskorištenje sistema prenosa podataka sa svim respektom prema ekonomskim i ekološkim standardima.

 

Pouzdanost

Komunikacioni sistemi za industrijske potrebe treba da obezbjedi prenos podataka 100% bez greške, da ne bi dolazilo do lažnih alarma ili grešaka u kontroli samog sistema.

Kada se uzme u obzir da vrlo često dolazi do promjena na samoj UHF radio frekvenciji zahtjev za 100% pouzdanošću nije nimalo lagan zahtjev. Zbog toga je i razvijen specijalni MORSE RLP – Radio link protokol koji zahvaljujući samoj svoj strukturi adresiranja i pristupa obezbjeđuje 100% prenos bez greške. Zahvaljući ovom protoklu omogućeno je da istu frekvenciju koriste različite mreže ako ima dovoljno kapaciteta.
Svjetski zahtjevi pri implementaciji mreža za prenos podataka

Morse sistem zadovoljava svih 17 tačaka koji se danas zahtjevaju od radio data mreža:

  1. Paketski orjentisana mreža
  2. Velika inteligencija
  3. Anti-kolizioni sistem
  4. Velika komunikaciona brzina
  5. Malo vrijeme prijem-predaja
  6. Hibridne mreže (priključenje na druge komunikacione medije)
  7. Više serijskih komunikacionih kanala (SCC) na jednom radio modemu
  8. Različiti protokoli na korisničkom interfejsu
  9. Korisničko konfigurisanje
  10. Diagnosticiranje putem mreže
  11. Daljinski nadzor i kontrola mreže (HOT-LINE)
  12. Testiranje i posmatranje kvalitete svake linije (linka)
  13. Firmware upload putem mreže (daljinski)
  14. Mobilne aplikacije
  15. Otvorenost sistema
  16. Zaštita protiv neovlaštenog pristupa


1.   Paketski orjentisana mreža

U osnovi postoje dva tipa prenosa podataka:

  1. Kružno orijentisani sistem – uspostavljanje veze, prenos podataka, i prekid konekcije (npr. telefonska konekcija, trunk mreža)
  2. Paketski orijentisana mreža – individualni paketi sa adresom destinacije se utiskuju u samu mrežu

Paketski orjentisana mreža je značajno efikasnija za frekventni prenos kraćih podataka, u odnosu na  kružno orijentisanu mrežu i poznatu činjenicu da je takvoj mreži potrebno puno vremena za uspostavljanje veze (1sec) što je neprihvatljivo za kratke podatke (od 10ms).

Još jedna prednost paketskog sistema je mogućnost simultanog prijema podataka (paketa) od različitih pošiljaoca. MORSE sistem je paketski orijentisan sistem

2.   Velika inteligencija

Svi nodovi u MORSE sistemu posjeduju jednaku inteligenciju koja eliminiše potrebu za centralnom kontrolom  sistema i specijalnim retranslatorima. Svaka tačka (stanica) u mreži je pripremljena da omogući retranslaciju po potrebi. Ovo je veoma bitno jer omogućava da se mreža prilagodi zahtjevima aplikacije i korisnika kao i optimizaciju pokrivanja signalom određenog terena. Svaka tačka u u mreži simultano omogućava usluge retranslacije i repetitora. Za mobilne aplikacije svaka tačka može biti kao bazna stanica.

4.   Anti-kolizioni sistem

Na svakoj tački u mreži, ili na korisničkom interfejsu, moguće je razviti-optimizirati  individualni 'algoritam' pristupa frekvenciji (radio kanal), setovati nivo bezbjednosti za isporučene podatke i optimizirati druge bitne parametre vodeći pri tome računa o uslovima prostiranja signala i količinom neophodnih operacija. Zahvaljujući ovom, moguće je izgraditi sistem (mrežu) koji komunicira spontano. Bilo koji nod u MORSE mreži može slati podatke bilo kad i prema bilo kojem drugom nodu a da pri tome ne zavisi ni od čega.

5.   Komunikaciona brzina

MORSE tehnologija posjeduje veoma veliki kapacitet prenosa i kao svoju prednost koristi činjenicu da kratko vrijeme predaje, smanjuje rizik od interferncije. Kombinirajući ove dvije svoje prednosti  MORSE sistem postiže brzinu prenosa od 21,680 bps koristeći 25kHz širinu kanala na frekvencijama 160-500 MHz (MR400) nasuprot trenutnoj industrijskoj barijeri u brzini od 9600bps sa istom širinom kanala. Za 200kHz širine kanala na VHF opsegu brzina iznosi 133.000 bps a na 900 MHz brzina prenosa od 192.000 bps se dostiže na širini kanala 500 kHz (MR900).

6.   Vrijeme prijem-predaja

Ovaj parametar je veoma značajan za 'ukupno vrijeme'  koje je veoma bitno kod prenosa svakog paketa i samim tim na ukupan kapacitet sistema. 'Ukupno vrijeme' je vrlo značajno kod paketa koje je potrebno retranslirati. Zbog ovih razloga 'vrijeme prijem-predaja'  kod bilo kojeg boljeg radio modema ne smije da prelazi 10ms. Svi MORSE radio modemi su daleko ispod ove norme sa vremenom prijem-predaja ispod 1.5ms.

7.   Hibridne mreže (priključenje na druge komunikacione medije)

U praksi je veoma značajno ako radio sistem ima mogućnost priključenja na druge komunikacione medije (optika, mikro-talasni link,satelitski link, telefonska linija, GPRS....).       S obzirom na ovu činjenicu, veoma velike radio mreže se mogu izgraditi na samo jednoj ferekvenciji, uz korištenje drugih medija za spajanje ekstremno teških ruta. Bilo koji medij za transfer podataka,uključujući i GPRS, se može integrirati u MORSE sistem. Na alternativnim spojnim putevima MORSE podaci se prvenstveno prenose kroz UDP/IP iako ne mora biti pravilo.

8.   Broj serijskih komunikacionih kanala (SCC) na jednom radio modemu

Veći broj serijskih portova na radio modemu koji služi kao zadnja tačka u mreži, dozvoljava korisniku spajanje više uređaja (istih ili različitih) bez dodatnih troškova. Modularna adaptaciju u zavisnosti od potreba i zahtjeva korisnika dozvoljava 1-4 RS232 serijska komunikaciona porta, Ethernet interfejs i modul sa dodatnim analognih i digitalnih ulaza/izlaza ili GPS modul.

9.   Protokoli na korisničkom interfejsu

Transmisioni sistem (mreža) je prvenstveno namijenjen za osnovni zahtjev korisnika a to je prenos podataka sa bilo kojeg spojenog korisničkog uređaja koji je predviđen tu namjenu (npr. sabirnica podataka, alarmni sistemi, vatrodojava, mobilni ili stacionarni terminali, IP,...). Tek tada korisnik može očekivati puno iskorištenje uloženih sredstava. Desetine različitih protokola je već implementirano u MORSE sistemu i stalno se vrši implementacija novih, na zahtjev korisnika.

10.  Korisničko konfigurisanje

Konfiguracioni alati su veoma bitni i oni omogućuju laganu, jeftinu i brzu izgradnju (konfigurisanje) bilo koje mreže. Veoma su bitni kod manipulisanja sa komunikacionim jedinicama, a dobri alati dokazuju svoj kvalitet u situacijama kada mrežu treba proširivati, kada dođe do promjena u uslovima prostiranja radio talasa kao i korisničkih zahtjeva. Bilo kakve promjene u sistemskoj konfiguraciju su tek efikasne kada u takvim slučajevima nema potrebe za bilo kakvom hardverskom promjenom (EEPROM). Morse sistem ima izvanredne konfiguracione softvere i predviđeni su za standardni PC.

11.  Diagnosticiranje putem mreže

Ovo omogućava posmatranje (monitorisanje) kvalitete samog prenosa podataka, kao i optimiziranje mreže i mrežnih puteva. Ovim je omogućeno da se u kratkom vremenu otkrije loš link i samim tim je omogućena pravovremena reakcija prije nego se taj link totalno prekine.

Daljinsko diagnosticiranje i servisiranje pruža mogućnost lokaliziranja većine problema u mreži, vremena kada je taj problem nastao te da li je taj problem u samoj mreži ili na korisničkim uređajima (npr.RTU) koji su spojeni na radio modeme. Većina problema se na taj način može detektovati i otkloniti brzo i uz male troškove. Korisnicima komunikacione mreže su na raspolaganju informacije o trenutnom stanju mreže kao i istorija (zapisi) o proteklom radu mreže. Zapisi o protekla 3 dana rada mreže su dostupna  u hardverskim komponentama MORSE sistema i sadrže vrlo opsežne informacije o samom protoku podataka, status transmisionih kanala (broj ponovljenih paketa, izgubljeni paketi, broj paketa...), smetnje. Softver RANEC se može korisiti  za prikaz ovih informacija ili alternativno, korisnik može manipulisati sa ovim informacijama u svojoj aplikaciji putem MySQL databaze.

12.  Daljinski nadzor i kontrola mreže od strane RACOM-a (HOT-LINE)

Ako korisnik nije zainteresovan da sam vrši servisiranje, nadzor i kontrolu mreže, postoji mogućnost daljinske konekcije RACOM-a u samu korisničku mrežu.

Zahvaljujući mogućnosti samog MORSE sistema (integracija na bilo koji drugi prenosni medij), RACOM, putem lokalnog RACOM partnera, kao proizvođač i dobavljač samog sistema može uspostaviti daljinsku konekciju prema korisničkoj mreži putem interneta, telefonske linije, GPRS, itd.

13.  Testiranje i posmatranje kvalitete svake linije (linka)

Kod samog dizajniranja i izgradnje komunikacione mreže, neophodno je mjeriti kvalitet svakog pojedinačnog linka. Da bi se uradila ovakva mjerenja koriste se uređaji koji će se kasnije i koristiti u toj mreži. Zbog toga je jedan dio u samom MORSE firmware-u skup specijalnih softvera predviđenih samo za testiranje i mjerenje kvalitete prenosa podataka, razne simulacije itd. Sam MORSE sistem (čak i kad prenosi korisničke podatke) konstantno mjeri i snima čujnost stanica, nivo signala, kvalitet podataka, smetnje itd.

14.  Firmware upload putem mreže (daljinski)

Tehnički uređaji, uključujući komunikacione mreže, uvijek podliježi konstantnom razvoju i napretku. Racom redovno pravi softverske promjene za svoje radio modeme. Upload novih softverskih verzija u sam radio modem je moguće učiniti i daljinski putem mreže, bez potrebe posjećivanja svake individualne tačke u mreži.


15.  Mobilne aplikacije

Racom je upoznat sa činjenicom da će u budućnosti biti potrebno obezbjediti konstantan prenos podataka sa mobilnih objekata (auto, autobus, voz...). Tako je MORSE sistem dizajniran i predviđen za korištenje u prenosu podataka sa mobilnih objekata. Nakon izgradnje stacionarne MORSE mreže, bez dodatnih troškova mobilne MORSE jednice (stanice) se mogu uključivati na postojeću mrežu.

Ovo je omogućeno zato jer se svaka stacionarna (bazna) stanica ponaša i radi kao bazna stanica u celularnoj (GSM) mreži.

Mobilna mreža se može koristiti za spajanje sa odgovarajućim uređajima (data terminali, kontrola...), može biti kontrolni centar (informacije dobija iz glavne korisničke databaze, za komunikaciju sa operatorima preko terminala) ili za praćenje pozicije pokretnog objekta (koristeći modul sa GPS prijemnikom)

16.  Otvorenost sistema

Korisnik sistema (komunikacione mreže) treba da ima sve informacije o samom sistemu na raspolaganju. To znači, da je korisnik u stanju da u potpunosti iskoristi mogućnosti sistema a da pri tom nije vezan na bilo koji način za proizvođača. Zbog toga RACOM kao proizvođač MORSE sistema, daje na raspolaganje tehničku dokumentaciju o samom sistemu.

17.  Zaštita protiv neovlaštenog pristupa

Svaka komunikaciona mreža treba da bude zaštićena protiv namjernog ili nenamjernog neovlaštenog pristupa sistemskim konfiguracionim informacijama. Da bi omogućio ovakvu zaštitu MORSE sistem je opremljen sa pristupnim siframa i njihovim korištenjem je moguće spriječiti djelimični ili totalni pristup konfiguracionim parametrima na svakom modem