Telecommunicatietechnieken voor telemetrie

Vaak zijn voor telemetrie bestaande telecommunicatienetwerken te gebruiken, zoals het internet of een netwerk voor mobiele telefonie. Bovenliggende protocollen maken het internet toegankelijk via verschillende media, zoals de vaste en mobiele telefonienetwerken en de glasvezelkabel. Voor dataverkeer op internet bestaat een complete stapel transportprotocollen onder de verzamelnaam TCP/IP. Voor telemetrie via internet is een VPN (Virtual Private Network) te gebruiken. Daarbij sluit de gebruiker bij een internetprovider een contract af om meerdere ADSL-, kabel- of draadloze aansluitpunten te koppelen door een beveiligde ‘tunnel’ via het internet. De verschillende aansluitpunten communiceren met elkaar als een eigen netwerk. Bedraad en draadloos Telecommunicatienetwerken zijn onder te verdelen in bedrade en draadloze netwerken. Voordelen van een bedrade verbinding zijn een hoge betrouwbaarheid en weinig kans op dataverlies. Daar staat tegenover dat tussen de hoofdpost en de onderstations een kabel nodig is, wat hoge kosten met zich meebrengt. Bij het gebruik van bestaande netwerken is slechts een dichtbijzijnd aansluitpunt nodig. Vooral als óók een aansluiting van de meetopstelling op het elektriciteitsnet nodig is, kan een vaste communicatieverbinding interessant worden. Voor permanente meetopstellingen is een vaste verbinding eerder interessant dan voor kortdurende. Bedrade telecomnetwerken Het telefoonnet bestaat uit koperdraad en is ook bruikbaar voor dataverkeer. Via het telefoonnet zijn verschillende aansluitvormen op het internet mogelijk, zoals ISDN en ADSL. Het telefoon-netwerk is betrouwbaar en heeft vrijwel overal dekking. Aansluiting op internet is ook mogelijk via het netwerk voor kabeltelevisie (‘internet via de kabel’), dat bestaat uit glasvezel- en coaxkabels. Dit netwerk is zeer snel, maar relatief duur in aanleg en onderhoud. Lokale netwerken (zonder internetaansluiting) met een directe (koperdraad)verbinding tussen hoofdpost en onderstations worden gebruikt voor systemen waarbij bedrijfszekerheid en veiligheid vooropstaan, zoals de telemetrie van gemalenbeheersystemen. Als dit netwerk in eigen beheer is, zijn er geen kosten voor een telecomabonnement. Wel zijn er de beheerkosten voor het eigen netwerk. Power Line Communication is dataverkeer over het elektriciteitsnet, waarbij de stroom het signaal ‘draagt’. Power Line Communication is niet erg snel en transformatoren blokkeren het signaal. Hierdoor is het alleen binnen een beperkt gebied te gebruiken. Power Line Communication is minder geschikt voor transport van meetgegevens. Daar staat tegenover dat de investering klein is en er geen kosten voor een telecomabonnement zijn. De onderhoudskosten zijn beperkt, omdat het bestaande elektriciteitsnetwerk geen extra onderhoud behoeft. Draadloze telecomnetwerken Het grote voordeel van een draadloze verbinding is dat geen draadverbinding naar de onderstations nodig is. Elektromagnetische golven werken als medium voor de datacommunicatie. Aansluiting op bestaande mobiele netwerken kan eenvoudig met een antenne. Maar de dekking van mobiele netwerken is niet overal gelijk. Zo kan het bereik onder putdeksels bijvoorbeeld onvoldoende zijn. Op het gsm-netwerk voor mobiele telefonie is eenvoudig aan te sluiten. Maar de dekking is soms problematisch. Deze is afhankelijk van het netwerk van de provider. Bij twijfel is het bereik vooraf te testen door op locatie een telefoon op het putdeksel te leggen. Informatie over dekking is soms bekend en via internet op te zoeken, bijvoorbeeld op www.zoekdekking.nl. Bij gsm betaalt de gebruiker voor een abonnement en de tijdsbesteding voor dataoverdracht. Gsm is geschikt voor batterijvoeding, mits de modem uit te schakelen is. Bij sms (een onderdeel van het gsm-netwerk) verstuurt het systeem data in een tekstbericht zodra voldoende meetgegevens beschikbaar zijn. De dekking is sneller toereikend dan bij gsm of GPRS. Daarom gebruiken rioleringsbeheerders sms wel voor het verzenden van gegevens vanuit de riolering. Het systeem is geschikt voor batterijvoeding. Nadelen zijn: de informatie per bericht is beperkt; bij een hoge meetfrequentie kunnen de kosten sterk oplopen; het sms-verkeer is minder goed beveiligd dan gsm; sms-berichten kunnen gaan zwerven, waardoor ze pas later of helemaal niet aankomen. Figuur A Gsm-module die wordt aangesloten op een pcVergroot afbeelding GPRS is een uitbreiding op het gsm-netwerk. Voor het versturen van data hoeft de gebruiker slechts één keer in te bellen. Daarna is hij continu online. De gebruiker betaalt niet voor de tijd dat hij online is (de ‘gespreksduur’), maar voor de hoeveelheid data die hij verzendt. Als een communicatieverbinding voortdurend open moet zijn, is GPRS dus voordeliger dan het standaard-gsm-netwerk. GPRS is snel en betrouwbaar en heeft meestal een goede dekking. GPRS heeft dus veel voordelen om te gebruiken in telemetrienetwerken. Het UMTS-netwerk is nog in ontwikkeling. UMTS is sneller dan het GSM/GPRS-netwerk, maar is nog relatief duur en nog niet overal beschikbaar (niet in landelijke gebieden). UMTS en opvolger HSDPA gelden als technieken van de toekomst. Draadloze (radio)communicatie is ook mogelijk zonder gebruik van bestaande netwerken. Met vrije radiofrequenties is een eigen netwerk te bouwen. Goed ingericht is een dergelijk netwerk betrouwbaar. De afstand is wel beperkt en afhankelijk van onder meer bebouwing. De aanschafkosten zijn relatief laag, maar wel hoger dan bij gebruik van een bestaand netwerk. De gebruiker betaalt niet voor datacommunicatie. Bluetooth is een goedkope techniek om op korte afstand draadloos data te verzenden. Deze techniek is niet geschikt voor echte telemetrie, maar wel om bijvoorbeeld standalonemeetopstellingen onder een putdeksel uit te lezen. Een andere techniek die alleen werkt op korte afstand is wifi.