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Die drahtlosen Übertragungsstationen sind auf den Wasser­speichern installiert, um freie Sicht zu den verteilten Pumpstationen zu haben.

Industrielle Kommunikation

Drahtlos vernetzt

Funk statt Kabel: Dank einer leistungsstarken Breitbandlösung für die drahtlose Kommunikation spart sich Georgetown in Texas die Kosten für die aufwendige  Anbindung der dezentralen Stationen seiner Abwasserauf­be­reitung über Glasfaserleitungen. 

Mitten in Texas, etwa 30 Meilen im Norden der Hauptstadt Austin, liegt die 1848 gegründete Stadt Georgetown. In nur zwölf Jahren hat sich die Bevölkerung der ehemals überschau­baren Stadt auf über 52.000 Einwohner fast verdoppelt. Für die städtische Infrastruktur brachte das eine Reihe von Herausforderungen mit sich, wie Ron Marrow erklärt. Er ist für Georgetown im Bereich der Leittechnik für die Netzwerktechnik und Kommuni­kation zuständig. Zusammen mit seinem Team sorgt er dafür, dass die verschiedenen Komponenten und Systeme der städtischen Infrastruktur für die Wasser-, Abwas­ser- und Elektrizitätsversorgung sicher und zuverlässig vernetzt sind – und gerade in diesem Bereich macht sich das schnelle Wachstum deutlich bemerkbar.

Probleme identifizieren

Bislang kommunizierten die verteilten Systeme der kommunalen Infrastruktur in Georgetown über die 900-MHz-Frequenz. Insgesamt erstreckt sich das Netz über eine Fläche von 780 Quadratkilometer. „Mit dem alten Funkstandard gab es insbesondere in den heißen Sommermonaten Probleme“, berichtet Marrow und fügt hinzu: „Sobald die Temperatur über 32 °C stieg, verloren wir den Kontakt zu einer der Pumpstationen. Dann musste einer unserer Techniker alle vier Stunden vor Ort die Daten erfassen, um Anlagenstörungen zu verhindern. Außerdem war das Netzwerk so konfiguriert, dass alle verteilten Stationen mit einem zentralen Empfänger kommunizierten. Bei einem Ausfall dieser zentralen Funkanlage wäre die gesamte ­Kommunikation ausgefallen.“

Daher konzipierte und implementierte Marrow mit seinem Team einen 1-Gigabit-Glasfaserring. Das neue Netzwerk sollte ­leistungsfähig genug sein, um ­später auch Funktionen wie Videoüberwachung, Voice-over-IP und On-Demand-WiFi-Hotspots zu unterstützen. Gleichzeitig lösten sie ein besonders dringendes Pro­blem: die verteilten Stationen der Wasseraufbereitung möglichst ­kostengünstig an das Glasfaser­netz von Georgetown anzubinden.

Der Name ist Programm

Die Anbindung dieser Stationen über bis zu elf Kilometer lange Glasfaserleitungen war schlicht und ergreifend zu teuer. Daher entschied sich das Projektteam, die Stationen über ein drahtloses Netz mit 802.16e WiMAX und einer Frequenz von 4,9 GHz zu integrieren. Diese Variante bietet die entsprechende Reichweite, unterliegt aber der behördlichen Genehmigung durch die U.S. Federal Communications Commission (FCC). Um das Verfahren zu vereinfachen, wandte sich Marrow an einen erfahrenen Partner für derartige Systeme: Siemens. 

Innerhalb des Portfolios für ­industrielle Kommunikation zeichnen sich die Geräte der Ruggedcom-­Produktfamilie durch ein besonders robustes Design aus und sind daher prädestiniert für Anwen­dungen wie in Georgetown. Kernstück der Kommunikationslösung sind die Ruggedcom RS900G Layer 2-Switches, managed Ethernet-Switches für extreme Umweltbedingungen. Die Geräte besitzen zwei optische Gigabit-Ethernet-Ports mit Gigabit-Uplink und 128-bit-Verschlüsselung. „Wir nutzten bereits über 200 andere ­Ruggedcom-Geräte, daher war es nur konsequent, auch auf WiMAX-Komponenten aus dieser Familie zurückzugreifen“, sagt Marrow. „Unserer Erfahrung nach ist bei Ruggedcom der Name Programm: Die Geräte sind wirklich robust und arbeiten auch im heißen texanischen Sommer ohne Probleme.“

Über die Ruggedcom Point-to-Multipoint-WiMAX-Lösung mit 4,9 GHz können die Mitarbeiter jederzeit auf die dezentral erfassten Daten zugreifen. Georgetown spart sich damit die Kosten für die Anbindung der verteilten Systeme über Glasfaserleitungen.

Erfahrene Partner

Im Rahmen des Projekts identifizierten die Experten von Siemens mög­liche Probleme bei der Integration der entlegenen Stationen über eine Breitbandverbindung. Die Pumpstationen für das Abwasser liegen typischerweise in Senken in der hügeligen Umgebung von Georgetown und haben deshalb keine direkte Sichtverbindung zu den Funkmasten. Siemens empfahl Marrow und seinem Team mit Alpha Omega Wireless einen fachkundigen Siemens Solution Partner aus Austin. Alpha Omega Wireless erarbeitete einen Anforderungskatalog, anhand dessen eine Ruggedcom Point-to-Multipoint 4,9-GHz-WiMAX-Lösung ausgewählt sowie ein entsprechender Plan für die Implementierung und Inbetriebnahme spezifiziert wurde. Außerdem stellte Alpha Omega Wireless alle Unterlagen zusammen, die für die Erteilung der Genehmigung erforderlich war, damit die Stadt das 4,9-GHz-Band nutzen kann. Für das Projekt bedeutete das eine erhebliche Zeiteinsparung von mehreren Wochen.

Zusammenarbeit spart Zeit

Ron Marrow ist mit den Ergebnissen sehr zufrieden: „Die Ruggedcom-Systeme funktionieren einwandfrei.“ Nicht nur, dass die Stadt jetzt keinen Techniker mehr losschicken muss, um die Daten manuell zu erfassen. Die drahtlose Lösung spart auch die Kosten für die aufwendige Verlegung von Glasfaserleitungen bis zu den dezentralen Stationen, die schnell in die Hunderttausende Dollar gehen können. Marrow stellt insbesondere das Know-how sowie die gute Zusammenarbeit von Siemens und Alpha Omega Wireless heraus: „Es gab wirklich keinerlei Probleme. Mein Team und ich hatten immer das Gefühl, einen zuverlässigen Partner zu haben, egal bei welchem der beiden Unternehmen.“

Picture credits: Siemens AG