von Marius Liess und Alexander Dietz Informationssysteme in der Logistik Standards zur mobilen Datenübertragung von Marius Liess und Alexander Dietz

Inhalt Historische Entwicklung der mobilen Datenübertragung in Deutschland GSM - Global System for Mobile Communications EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution HSCSD - High Speed Circuit Switched Data GPRS - General Packet Radio Service UMTS - Universal Mobile Telecommunications System HSPA - High Speed Packet Access LTE - Long Term Evolution WLAN - Wireless Local Area Network Satellitengestützte Systeme Einsatz mobiler Datenübertragungsstandards in der Logistik

Historische Entwicklung test Historische Entwicklung Ende des 19. JH – Drahtlose telegrafische Übertragung (Morsen) Mitte der 30er – Erstes Autotelefon Mitte der 80er – Digitalisierung der Datenübertragung Anfang der 90er – Wandel in der mobilen Kommunikation Digitalisierung der Netze in Deutschland – Sprache wird von Vermittlungsstelle digitalisiert und danach digital weiter übertragen. Am anderen Ende wurden die digitalen Sprachdaten wieder in ein analoges Signal umgewandelt und über die Telefonleitung zum Endteilnehmer geschickt. Für das GSM wurde die bereits vorhandene Festnetztechnik in Form von Vermittlungsstellen und Weitverkehrsübertragungstechnik zurückgegriffen. In einem Mobilfunknetzwerk jedoch kann der Teilnehmer seinen Standort frei wählen. Somit war es nicht mehr möglich, ein Gespräch immer über den gleichen Anschluss der Verbindungsmatrix zu einem Teilnehmer durchzuschalten. Da ein Mobilfunknetzwerk wie ein Festnetz viele Vermittlungsstellen besitzt, die jeweils ein begrenztes geographisches Gebiet versorgen, ist in einem Mobilfunknetzwerk nicht einmal gewährleistet, dass ein Teilnehmer immer über die gleiche Vermittlungsstelle zu erreichen ist. Somit konnte auch die im Festnetz verwendete Software für die Teilnehmerverwaltung und Gesprächsvermittlung für ein Mobilfunknetzwerk nicht weiterverwendet werden. Statt einer statischen 1:1-Zuweisung von Teilnehmer und Leitung wurde die Software in der Vermittlungsstelle um eine Mobilitätsmanagementkomponente erweitert. Diese verwaltet alle Teilnehmer und kennt den aktuellen Aufenthaltsort jedes erreichbaren Teilnehmers. Analoge system (A,B,C-Netze) Netze lösten sich aufgrund von technischen Neuerungen ab. Quelle: www.wikipedia.org, 13.05.2015

Historische Entwicklung der mobilen Datenübertragung in Deutschland Leitungsvermittelt: Beim Beginn eines Gespräches wurde dabei vom Netzwerk eine Leitung direkt von Teilnehmer zu Teilnehmer geschaltet, die diese dann exklusiv für sich verwenden konnten. Es wird für eine herkömmliche Sprach- oder Datenverbindung zwischen zwei Teilnehmern ein exklusiver Kanal geschaltet. Paketvermittelt: Nachrichten werden dabei in einzelne Datenpakete aufgeteilt und übermittelt werden. Dabei wird eine Effizientere Auslastung erreicht, da eine Leitung nicht exklusiv belegt ist, sondern mehrere Nutzer gleichzeitig kommunizieren können. Das heißt, die Daten werden beim Sender in einzelne Pakete umgewandelt, als solche übertragen und beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de, 13.05.2015

Datenübertragung

GSM – Global System for Mobile Communication Standard für volldigitale Mobilfunknetze Mobile Telefonie Leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenübertragung Kurzmitteilung 2. Generation Heutzutage ca. 2 Mrd. Menschen mobiltelefonisch erreichbar Umsatz ca. 277 Mrd. US-Dollar für GSM-Technik Standard für volldigitale Mobilfunknetze & weltweit am meisten verbreitet mit ca. 2 Mrd Menschen, die mobiltelefonisch erreichbar sind – laut GSM association. Ziel des GSM war das Anbieten eines mobilen Telefonsystems Entspricht der zweiten Generation

HSCSD – High Speed Circuit Switched Data Erweiterung des GSM-Mobilfunk-Standards CSD leitungsvermittelt Schnellere Datenübertragung Bündelung mehrerer Datenkanäle Datenübertragungsrate 57,6 kbit/s (=4 x 14,4 kbit/s) Zur Nutzung ist ein kompatibles Mobiltelefon notwendig, Auf Seiten des Netzbetreibers sind Hardware- und Softwareänderungen notwendig Anzahl der erhältlichen Endgeräte nimmt ab Verliert Bedeutung aufgrund der paketorientierten Übertragung GPRS/EDGE und UMTS-HSDPA deutsch etwa schnelle leitungsvermittelte Datenübertragung, ist eine Erweiterung des GSM-Mobilfunk-Standards CSD um schnellere Datenübertragung zu erreichen. Durch Bündelung mehrerer Datenkanäle können theoretisch Datenübertragungsraten bis etwa 115,2 kbit/s (= 8 × 14,4 kbit/s) erreicht werden. Circuit Switched Data ist ein Übertragungsverfahren beim Mobilfunk, bei dem eine Datenverbindung vom Mobilfunktelefon zu einer (beliebigen) Gegenstelle hergestellt wird. Diese Verbindung ist mit einem einfachen Telefongespräch vergleichbar. Durch die Kopplung von mehreren Kanälen erreicht HSCSD insgesamt eine höhere Datenrate, maximal 115,2 kbit/s. Um HSCSD nutzen zu können, braucht man ein kompatibles Mobiltelefon, auf Seiten des Netzbetreibers sind Hardware- und Softwareänderungen bei Komponenten innerhalb der Basisstationen und des Kernnetzes erforderlich. In Deutschland unterstützen nur Vodafone und E-Plus HSCSD.

GPRS – General Packet Radio Service GPRS ist zur Datenübertragung in GSM-Netzen Erster paketorientierter Ansatz Übertrifft die leitungsvermittelte GPRS-Übertragungsgeschwindigkeit (9,6 kbit/s – 14,4 kbit/s) Abrechnung nach Datenvolumen statt Onlinezeit. Geschwindigkeiten praktisch von etwa 115 kbit/s erreicht Anwendung: MMS (Multimedia Message Service) basiert auf GPRS Verbindungsmöglichkeit GPRS-Handy – Computer Steckkarten für Notebooks GPRS-Steckkarte für Notebooks Bei GPRS wird üblicherweise nach Datenvolumen statt Onlinezeit abgerechnet werden. Großer Vorteil hierbei ist, dass z. B. beim Websurfen „nur“ für das übertragene Datenvolumen bezahlt werden muss und nicht für die Zeit, in der die Webseite gelesen wird. Da während des Lesens keine Daten übertragen werden, kann die frei gewordene Bandbreite für andere Nutzer verwendet werden. Dies ist bei der Leitungsvermittlung grundsätzlich nicht möglich Oft kann auch ein Computer oder Handheld mit einem GPRS-fähigen Mobiltelefon verbunden werden, um diesem einen vollwertigen, wenn auch df Internetzugang zu gewähren.

EDGE – Enhanced Data Rates for GSM Evolution Erweiterung zur Erhöhung der Datenübertragungsrate im GSM Gleich wie GSM, mit höherer Bitrate Zwischenschritt auf dem Weg hin zu UMTS Geschwindigkeit von GSM, GPRS und EDGE in kbit/s

UMTS - Universal Mobile Telecommunications System test UMTS - Universal Mobile Telecommunications System digitaler, teilweise paketvermittelter Mobilfunkstandard zur Datenübertragung 3. Generation des Mobilfunks (3G) Voraussetzung für Internet-basierte Dienste Frequenzbereich 1900 - 2170 MHz max. Übertragungsrate 2 MHz/s (theoretisch) bzw. 384 kbit/s Downlink 64 - 128 kbit/s Uplink Anzeigesymbol "3G" (Android-Betriebssystem) Quelle: Bundesnetzagentur (2015)

UMTS - Versorgungszonen test UMTS - Versorgungszonen UMTS-Versorgungszonen. Quelle: Eigene Tabelle basierend auf Gabler Wirtschaftslexikon (2015).

HSPA - High Speed Packet Access test HSPA - High Speed Packet Access UMTS-Erweiterung in Bezug auf Übertragungsverfahren --> digitaler, teilweise paketvermittelter Mobilfunkstandard zur Datenübertragung Merkmal: Höhere Datenübertragungsraten 3.5. Generation des Mobilfunks (3.5G) unterteilt in: HSDPA - High Speed Downlink Packet Access HSUPA - High Speed Uplink Packet Access max. Übertragungsrate 14,4 Mbit/s Downlink (theoretisch) bzw. 5-7 Mbit/s 2 - 3 Mbit/s Uplink Anzeigesymbol "H" (Android-Betriebssystem) Quelle: ITWissen.info (2015)

LTE - Long Term Evolution test LTE - Long Term Evolution digitaler, paketvermittelter Mobilfunkstandard zur Datenübertragung komplett neues Übertragungsverfahren, da UMTS-Erweiterungen nicht mehr ausreichend 3.9. Generation (techn. Literatur) / 4. Generation (4G) (Marketing) Unterschiede zu UMTS (und dessen Erweiterungen) Aufteilung des Datenstroms ausschließlich paketvermittelte Datenübertragung max. Übertragungsrate 100 - 150 Mbit/s Downlink bisher geringe Netzabdeckung in Aufbau: LTE-Advanced (Sammelbegriff) tatsächliches 4G Quelle: Bundesnetzagentur (2015)

WLAN - Wireless Local Area Network test WLAN - Wireless Local Area Network Oberbegriff für alle drahtlosen lokalen Datennetzwerke im engeren Sinne nur lokales Funknetzwerk nach IEEE 802.11 Heimnetzwerk, kein klassischer Mobilfunk kann mit drahtgebundenen Datenübertragungsstandard verbunden sein, alternativ autark Frequenz 2,4 GHz - 5 GHz Übertragungsrate 1-11 Mbit/s benötigt Komponenten Router Modem DSL-Splitter Quelle: Elektronik-kompendium.de (2015)

Datenübertragung per Satellit test Datenübertragung per Satellit Internet über Satellit 2-Wege Satellitenverbindung Übertragungsraten: Downstream zw. 64 kbit/s und 150 Mbit/s Upstream zw. 64 kbit/s und 20 Mbit/s 1-Weg-Satellitenverbindung Übertragungsrate: Downstream zw. 256 kbit/s und 36000 kbit/s

Datenübertragung per Satellit test Datenübertragung per Satellit Vorteile + große Bandbreite und ortsungebunden + Verfügbarkeit für Schiffe und Flugzeuge Nachteile Sehr hohe Latenzzeit

Einsatz mobiler Datenübertragungsstandards in der Logistik test Einsatz mobiler Datenübertragungsstandards in der Logistik Lagerverwaltung mit mobilen Endgeräten Mobile Scanner gekoppelt mit ERP/Lagersystem per WLAN oder MF-Picozelle Übermittlung von Kommissionieraufträgen auf mobile Endgeräte per WLAN oder MF-Picozelle LKW Ortung / Nachverfolgung Per Mobilfunk (SIM-Karte) Navigationssysteme (satellitengestützt) Apps auf mobilen Endgeräten zum Informationsaustausch Vernetzte Produktionslogistik Industrie 4.0 / vernetzte Maschinen verbunden per WLAN Koppelung von RFID-Lesegerät und Mobilfunk Verbindung zwischen Lesegerät und Systemen/Datenbanken per Mobilfunk Zahlreiche weitere Einsatzmöglichkeiten denkbar…

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! test Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!