Auswahl LPWAN zur Stationsanbindung

[Jana K. (jana-k)]

Guten Morgen,
wir möchten mehrere verteilte Stationen eines Wasserprojekts via Funk 
(im Radius von ca 10 km) an eine zentrale Leitstelleanbinden. Bisher 
wird auf verschiedenste, tw auf 100 Jahre alten Leitungen beruhende, 
Kommunikationsverbindungen gesetzt.

Nun gibt es eine ganze Reihe an Möglichkeiten:

-LoraWan
War so der erste Gedanke. Server sollte allerdings mittelfristig selbst 
betrieben werden, also keine Anbindung über ttn. Dadurch natürlich 
wieder erhöhter Aufwand für den Server, aber laufenden Lizenzkosten für 
die Nebenstellen. Beste Teileverfügbarkeit.

-NB-IoT/ LTE Cat NB1
Die beiden haben den Vorteil, dass wir uns nicht um das Netz kümmern 
müssten und die Übertragung relativ fehlersicher ist. Nachteil ist, dass 
wir die Netzabdeckung nicht kennen und so nicht vorhersagen können, das 
eine abgesetzte Stelle (im Wald, auf Berg, im Tal) nun auf einmal keinen 
Empfang hat. Dann müssten wir wieder ein zweites System aufbauen.

-Sigfox
Scheint in DE keine nennswerte Alternative zu sein. Gäbe es einen 
Vorteil gegenüber allen anderen?

-Mioty
Klingt erstmal gut, äußere Parameter vergleichbar zu Lorawan, aber in 
den Kinderschuhen. Dazu BSI-konform. Sehr schlechte Teileverfügbarkeit, 
kaum Referenzdesigns /-systeme.

Worauf würdet ihr setzen? Was schätzt ihr am zukunftsträchtigsten? Danke 
:)

[Alois (Gast)]

Jana K. schrieb:
> wir möchten mehrere verteilte Stationen eines Wasserprojekts via Funk
> (im Radius von ca 10 km) an eine zentrale Leitstelleanbinden. Bisher
> wird auf verschiedenste, tw auf 100 Jahre alten Leitungen beruhende,
> Kommunikationsverbindungen gesetzt

- Sind die alten Leitungen wartungsaufwändig, und liegt da ev. die 
Stromversorgung parallel?
- Braucht es Zweiweg-Verbindung, oder reicht Einweg?
- Wie hoch ist das Datenaufkommen?
- In wie weit ist die Anwendung sicherheitsrelevant? Muss die Verbindung 
auf Unterbrechung überwacht werden?
- Welche Latenzzeit ist tolerierbar?
- Ist das System dynamisch, d.h. ist geplant, dies zu erweitern?

Ein einheitliches System sieht zwar sexy aus, kann man aber oft nicht 
durchhalten. Ich würde sowas von Anfang an heterogen planen, u.U. auch 
Wähl-Verbindunen über GSM, UMTS et.al. mit einplanen.

Alois

[Jana K. (jana-k)]

Danke schon mal für deine Antwort :)

> - Sind die alten Leitungen wartungsaufwändig, und liegt da ev. die
> Stromversorgung parallel?

Die alten Leitungen sind tw. noch alte ölpapierisolierte Leitungen, tw. 
mehrfach geflickt, tw. mit Kurzschlüssen, Leiterbrüchen etc. Tw. sind 
von 12 Adern noch 2 durchgängig. Neuverlegung wäre nicht nur 
unbezahlbar, sondern würde auch ewig lang für Genehmigungsverfahren, da 
Natur-, Vogel-, Wasserschutzgebiete. Strom liegt tw. parallel, tw aber 
auch neuverlegt.
> - Braucht es Zweiweg-Verbindung, oder reicht Einweg?
Zwingend bidirektional.
> - Wie hoch ist das Datenaufkommen?
das ist nicht groß, Es sind 2-4 analoge Werte (jeweils 8-10 Bit), die 
zyklisch gesendet werden sollte (minütlich bis stündlich, ggf auch 
differentgetriggert), digitale wären dann eventgetriggert. Mit dem 
Datenaufkommen kämen wir jeweils hin.
> - In wie weit ist die Anwendung sicherheitsrelevant? Muss die Verbindung
> auf Unterbrechung überwacht werden?
Sicherheitsrelevant... mehr oder minder. Aber es hängt kein 
Menschenleben dadran. Der Analogwert wäre sozusagen der Heartbeat. 
Bleibt der aus oder bewegt sich in nicht konformen Bereichen, muss 
jemand raus. Das ist aber jetzt auch nicht anders. Wenn mal wieder ein 
Bagger eine Leitung gekappt hat, ist die Station auch erstmal offline. 
Eine Angst wären jedoch Störsender. Das Spräche dann natürlich für LTE, 
da der Provider das Band überwacht. Mehrere SDRs und Spektrumanalyser 
stünden uns jedoch auch zur Verfügung (Uni).
> - Welche Latenzzeit ist tolerierbar?
1 Min
> - Ist das System dynamisch, d.h. ist geplant, dies zu erweitern?
Ja. Wir würden auch nur Station für Station umbauen.
>
> Ein einheitliches System sieht zwar sexy aus, kann man aber oft nicht
> durchhalten. Ich würde sowas von Anfang an heterogen planen, u.U. auch
> Wähl-Verbindunen über GSM, UMTS et.al. mit einplanen.
Das wäre ja dann zB NB-IoT/ LTE Cat NB1. Würdes du solche Verbindungen 
als resistenter bzw zuverlässiger ansehen? Oder meintest du nur um eine 
BackUp-Lösung zu haben?

[Andreas (Gast)]

Mioty hätte ich auch schon gerne eingesetzt, jedoch ist der Zugang sehr 
schwer. Sehr schlechte Bauteilverfügbarkeit, wenig Dokumentation, 
geringer Nutzerkreis. Hier hätte ich mir gewünscht, dass das vllt 
wirklich mehr durch FI oder dt. Unis gepusht werden würde, weil ich den 
Ansatz schon sehr gut finde.

Ich würde wahrscheinlich auch aus den von dir genannten Gründen eher auf 
einen Mobilfunkdienst setzen, sofern das Datenvolumen passt.
-kein Aufbau und Management des Netzes notwendig.
-Frequenzband reguliert und überwacht

[Alois (Gast)]

Im universitären Bereich war es früher so, dass Investitionskosten eher 
kein Problem waren, wohl aber die Unterhaltskosten. Aus jener Zeit kenne 
ich Messstationen, die man über "GSM-Modem" ansprechen konnte (s.o). 
Muss man halt untersuchen, wie dies bei gegebener Abfragefrequenz und 
Datenvolumen in die aktuelle Kostenstruktur passt. Und über die 
Verfügbarkeit im Katastrophenfall.

Ich jedenfalls würde versuchen, möglichst große Teile der 
Übertragungstechnik denen auf‘s Auge zu drücken, die über Wissen und 
Infrastruktur verfügen (TK-Unternehmen) - sprich diesen Teil der 
Infrastruktur "out-zu-sourcen".

Zu "Bundespost"-Zeiten legten dir die Brüder, mit etwas politischen 
Druck, für kleines Geld (wimre 39 DM) eine Telefon-Leitung bis mitten in 
Wald - so richtig mit "Telegrafen-Masten" und extra geschlagener 
Schneise.

Schon liegende Leitungen würde ich trotzdem weiternutzen. 
Ölpapierisolierte Leitungen, auch die in "trocken", sind z.B. bei der 
Telekom heute noch vielfach im Einsatz. Solange diese funktionieren, 
sind sie gnadenlos billig. Was du hier haben solltest, ist ein Konzept 
für den Austausch des betroffenen Links, für den Fall des Falles.

Zu LoraWan, NB-IoT/LTE Cat NB1 et al. kann ich wenig sagen. Dazu bin ich 
zu lange 'draußen'. Zu meiner Zeit waren auch Sat-Links im Gespräch. Für 
DE keine Option, aber in USA wurde das wohl sogar für CC-Terminals 
eingesetzt.

Wieso baust Du keine Teststation auf? Für so was, wenn richtig verkauft, 
könnte man sicher Projekt-Mittel auftreiben.

[Wolfgang (Gast)]

Jana K. schrieb:
> Worauf würdet ihr setzen?

Bei Funk kommt es immer auf die Topographie an.

[Jana K. (jana-k)]

Alois schrieb:
> Investitionskosten eher
> kein Problem waren, wohl aber die Unterhaltskosten.
>
> Ich jedenfalls würde versuchen, möglichst große Teile der
> Übertragungstechnik denen auf‘s Auge zu drücken, die über Wissen und
> Infrastruktur verfügen (TK-Unternehmen)
Genau das sind auch meine Gedanken. Dem stehen nur wieder die laufenden 
Kosten und Verträge gegenüber. "Arbeitsaufwand" wird dagegen nicht 
großartig betrachtet.
> Zu "Bundespost"-Zeiten legten dir die Brüder, mit etwas politischen
> Druck, für kleines Geld (wimre 39 DM) eine Telefon-Leitung bis mitten in
> Wald - so richtig mit "Telegrafen-Masten" und extra geschlagener
> Schneise.
Das reicht heute vllt für einen Meter. Dann darf aber nicht viel 
dazwischen kommen.
> Schon liegende Leitungen würde ich trotzdem weiternutzen.
Diese werden nur mehr und mehr zum Problem, denn sie fallen immer mehr 
und mehr aus bzw benötigen dann irgendwelche Bastellösungen, um wieder 
eine Übertragung aufzubauen. Wir benötigen somit ein zweites System, das 
eben auf Funk basieren muss. Wir mussten zB mal einen Kurzschluss suchen 
und dafür ein paar Meter im Naturschutzgebiet baggern. Die Frau von der 
Naturschutzbehörde hat fast einen Herzinfarkt bekommen, als sie den 
Baggern im Schilf hat stehen sehen.

SAT ist einfach zu teuer und etwas overkill.

> Wieso baust Du keine Teststation auf? Für so was, wenn richtig verkauft,
> könnte man sicher Projekt-Mittel auftreiben.
Das war der Plan. Leider ist der Markt sehr erschöpft. Lieferzeiten 
werden permanent verschoben. Und weil auch custom Hardware zum Einsatz 
kommt, wäre es ganz schön, wenn man in der Zeit schon mal die Richtung 
der Entwicklung festlegen kann.