IEC 61850-3 / IEEE 1613 Substation Automation Computer für Umspannwerke

IEC 61850 Substation Controller und IEEE 1613 Controller werden für Aufgaben im Bereich der Automatisierung von Umspannwerken (Substations) benötigt. Die 19“ Rackmount Computer mit IEC 61850-3 Zertifizierung (DNV GL / KEMA) sind lüfterlos ausgeführt.

Mit einem Einsatztemperaturbereich von -40°C bis +70°C und ultraschnellen XEON Prozessoren sind die PC’s für die nächste Generation der Automatisierung in Umspannwerken geeignet.

Mit 2 Gigabit Ethernet Ports, seriellen Schnittstellen, USB 2.0 und USB 3.0 sowie einer seriellen IRIG-B bietet der 19“ Rackmount PC viele Schnittstellen. Über 4 PCI Erweiterungen kann das Gerät mit Ethernet Ports, seriellen Ports, Glasfaser (Fiber), PRP/HSR und vielen weiteren Schnittstellen erweitert werden. Mit 4 HE bietet der 19“ Substation Rackmount PC genug Platz für Erweiterungen.

Über IEC 61850-3 Ethernet Switches (Managed/Unmanaged) können mehrere Substation Automation PC’s miteinander verbunden werden. So können auch größere SCADA Anwendungen in einem Umspannwerk realisiert werden. Auch als Master für die Kommunikation von Transformer Stationen über GOOSE Messages oder zur Anbindung von IED’s in Secondary Substations.

IEC 61850-3:2013 – Umweltanforderungen in Umspannwerken und Kraftwerken

Die IEC 61850-3:2013 definiert die allgemeinen Anforderungen, vor allem in Bezug auf Konstruktion, das Design und Umgebungsbedingungen für die Kommunikations- und Automatisierungs-IEDs (intelligente elektronische Geräte) und Systeme in Kraftwerks- und Umspannwerken. Hierzu zählen insbesondere auch Industrie Ethernet Switches und 19“ Rackmount Computer.

ANSI/IEEE 1613-2003 – IEEE Standard Umwelt- und Prüfanforderungen für Kommunikationsnetzwerke in Umspannwerken

Für Netzwerkgeräte, die in Umspannwerken installiert werden sollen, werden Betriebsbedingungen, elektrische Leistungen, thermische Leistungen und Umweltprüfanforderungen festgelegt. Diese Norm schafft eine gemeinsame reproduzierbare Grundlage für die Entwicklung und Bewertung von Kommunikationsnetzwerkgeräten für den Einsatz in dieser rauen Umgebung. Hierzu zählen auch 19″ Rackmount PC’s mit IEEE 1613 konformität für den Einsatz in Umspannwerken

CDMA 450 MHz vs EVDO 450 MHz

CDMA 450 MHz ist der Oberbegriff für 2G und 3G CDMA Netze im 450 MHz Bereich. Grundsätzlich wird bei der 2G Variante von CDMA 450 von 1X gesprochen. Bei der 3G Variante wird dann von EVDO gesprochen.

EVDO 450 MHz gibt es als Rev.0/A/B wobei 1X eine maximale Datenübertragung im Upload und Download von 153 Kbps und EVDO eine maximale Übertragung von 14,7 Mbps im Download und 5,4 Mbps im Upload hat.

CDMA 450 und EVDO 450 Router

CDMA 450 und EVDO 450 wird in Deutschland für kritische Infrastrukturen insbesondere private Energienetze genutzt. Hierfür werden im Netzgebiet CDMA 450 Router und EVDO 450 Router genutzt oder direkt Smart Meter Gateways (SMGW) mit EVDO 450 MHz oder CDMA 450 MHz eingesetzt. Zu den Routern

CDMA 450 und EVDO 450 Antennen

Zu den Routern und SMGW’s werden spezielle Antennen für den 450 MHz Frequenzbereich benötigt. Da der Einbau der Router, SMGW’s und Antennen häufig in gut abgeschirmten Räumen und Kellern stattfindet ist es besonders wichtig das die Antennen eine gute Performance haben. Eine Optimierung auf die Upload Frequenz vom CDMA und EV-DO 450 MHz Netz bringt hier deutliche Performance. Zu den Antennen

Neben CDMA 450 und EVDO 450 ist in Deutschland ab 2020 auch LTE 450 im Gespräch. Hier müssen jedoch erst Frequenzen für den Bereich frei werden und von der Bundesnetzagentur neu verteilt werden.

5G kommt

Die neuen 5G Standards eröffnen neue Möglichkeiten für Kommunikationstechnologien. Durch höheren Datendurchsatz und einer geringeren Latenz eröffnet 5G neue Möglichkeiten für Anwendungen im Bereich der öffentlichen Sicherheit, Flottenmanagement, Vehicle to Infrastructure (V2X) und Industrial Internet of Things (IIoT) Anwendungen wie Virtual Reality (VR), Machine Learning und Artificial Intelligence.



5G bietet eine neue vielfallt an flexiblen Protokollen für unterschiedliche Anwendungen wie stationäre, mobile und IoT Netzwerke. 5G kann zudem als unabhängige Stand Alone Technologie genutzt werden. 5G wird aber auch z.B. mit 5G New Radio (5G NR), zusammen mit 4G LTE (Non-Standalone NSA) Funktionen, Kapazität und Anwendungen erweitern.

5G erweitert auch die Kapazität des gesamten Netzwerks durch die Nutzung von Millimeter Wellen (mmW) und weiteren Gigahertz Frequenzen. Hinzu kommt die Nutzung von unlizenzierten Frequenzspektren wie 3.5 GHz (CBRS*) und 5 GHz welches momentan hauptsächlich für IEEE 802.11ac WLAN genutzt wird. 5G Netzwerke werden existierende Small Cell LTE Infrastruktur mit MIMO Antennensystemen kombinieren. Trotzdem wird die Komplexität der 5G Technologie bessere Antennenlösungen erfordern. Hinzu kommt ein wichtigeres Gerätedesign und Intensive Feldtests.

Citizens Broadband Radio Service (CBRS)

CBRS steht für Citizens Broadband Radio Service und soll 3,5 GHz für 4G LTE und 5G öffnen um Gigabit Netzwerke in private Haushalte und Unternehmen zu bringen.

5G Antenne – C-Band bei 3,5 GHz

Der neue 5G-Mobilfunk wird wahrscheinlich im ersten Schritt im 3,5 GHz Band (C-Band) ausgerollt. Die bisherigen 4G LTE Antennen unterstützen aber in den meisten Fällen nur Frequenzen bis 2,6 GHz.

Für neue 5G Router und 5G Basisstationen werden also neue Antennen benötigt. Ein einfaches Upgrade von den 4G LTE Antennen auf 5G ist nicht möglich.



Das 3,5 GHz Band hat auch eine geringere Abdeckung als die Mobilfunk Bänder die bisher für GSM, UMTS und LTE genutzt werden.

5G Antennen für 3,5 GHz

Robuste 5G Antenne für das 3,5 GHz Band mit 6 dBi Verstärkung. Frequenzbereich von 3,4 GHz bis 3,8 GHz.
Robuste 5G Antenne für das 3,5 GHz Band mit 6 dBi Verstärkung. Frequenzbereich von 3,4 GHz bis 3,8 GHz.

Eine Möglichkeit ist eine 6 dBi Stabantenne die einen Frequenzbereich von 3,4 GHz bis 3,8 GHz abdeckt. Die Antenne ist in einer IP67 Ausführung mit N-Female Anschluss und hält einen Temperaturbereich von -40°C bis +85°C statt.

Gerade für Vehicle 2 Infrastructure (V2X) oder Vehicle 2 Everything Anwendungen ist die Antenne im 3,5 GHz Band bestens geeignet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Deutsche Telekom funkt schon heute mit 5G NR in Berlin

Die Deutsche Telekom testet schon heute den 5G Standard 5G New Radio kurz 5G NR in Berlin. Die Sendestation sendet hier um die 3,7 GHz. Auch diese Frequenz wird sehr gut von der Antenne abgedeckt.

Derzeit ist der weltweite Start von 5G für das Jahr 2020 geplant. Ab dem Datum soll voraussichtlich auch der Endkunde mit der neuen Geschwindigkeit versorgt werden

LTE und wireless M-Bus Antennen für SMGW

Alle Smart Meter Gateways, egal ob von Devolo, Power Plus Communications (PPC), Kiwigrid, SGHv3 von EFR GmbH, CASA von EMH metering, CONEXA 3.0 von Theben AG, Landis + Gyr AG, Dr. Neuhaus Telekommunikation GmbH alle haben die gleichen FAKRA Antennenanschlüsse für WAN-A und LMN-A. Da die meisten Zählerschränke aus Metall sind müssen die Smart Meter Antennen oftmals aus dem Zählerschrank nach draußen geführt werden.


LTE Antenne für Smart Meter Gateway

LTE Antenne für LTE CAT1, LTE CAT0, GPRS und CDMA für (WAN-A) Antennenanschluss Mobilfunk am Smart Meter Gateway (SMGW) mit FAKRA D Buchse, Bordeaux, 50 Ohm

Weitere SMGW LTE Antennen

wireless M-Bus Antenne für Smart Meter Gateway

wireless M-Bus Antenne für Antennenanschluss MBus (LMN-A) am Smart Meter Gateway (SMGW) mit FAKRA C Buchse, Blau 50 Ohm



Für die einfache Montage der Antennenkabel am Smart Meter Gateway sind die FAKRA Antennenstecker um 90° gewinkelt und zusätzlich um 360° drehbar.

Weitere SMGW wireless M-Bus Antennen

Weitere Informationen zum Smart Meter Rollout

Hier finden Sie weitere Informationen zum Smart Meter Rollout und zum Aufbau einer sicheren Kommunikationsinfrastruktur: https://www.welotec.com/de/smart-meter-implementierung

Informationen für LTE und CDMA 450 MHz Antennen für die Installation in Trafostationen und Ortsnetzstationen: https://www.welotec.com/de/lte-450mhz-cdma-antenne-trafostation


LTE 900 MHz Antenne

Die Deutsche Telekom baut LTE im 900 MHz Band aus. Damit will die Telekom die Versorgung, insbesondere in Gebäuden, verbessern. LTE 900 stellt zusätzliche 35 MBit/s pro Zelle bereit. Die Telekom verfügt anders als Vodafone über drei gepaarte Frequenzblöcke à 5 MHz im 900 MHz Bereich. Einer dieser Frequenzblöcke wird nun für den Ausbau von LTE 900 MHz genutzt. Ende 2019 soll dann die LTE Versorgung deckungsgleich mit GSM und GPRS sein. LTE 900 wird genau wie LTE 800 besonders gut in ländlichen Gebieten und Gebäuden verfügbar sein. Für den optimalen Empfang muss jedoch eine LTE 900 MHz Antenne eingesetzt werden. Viele LTE 800 MHz Antennen unterstützen das LTE 900 MHz Frequenzband nicht. Auch das Endgerät wie Smart Phone und LTE Router sollte LTE 900 MHz (LTE Band 8) unterstützen.

LTE Band 8 (900 MHz) nutzt die Frequenzen von 880 – 920 MHz für den Downlink und 925 – 960 MHz für den Uplink. Antennen die das komplette Band abdecken müssen also einen Frequenzbereich von 880 bis 960 MHz abdecken. Die Deutsche Telekom (T-Mobile) nutzt jedoch in Deutschland nur einen 5 MHz Block für den Downlink und einen 5 MHz Block für den Uplink. Für den Uplink werden die Frequenzen von 910 – 915 MHz und für den Downlink 955 bis 960 MHz genutzt. Die anderen Frequenzblöcke im 900 MHz Bereich werden von Vodafone, T-Mobile und O2 für GSM und GPRS/EDGE genutzt.

LTE 800/900 MHz Stabantenne für Band 8 und Band 20

Die BMHO69027002 ist eine LTE Stabantenne die sowohl für das 800 MHz LTE Band 20 sowie das 900 MHz LTE Band 8 genutzt werden kann. Die LTE Antenne kann somit im Netz der Telekom wie auch im Netz von Vodafone und O2 genutzt werden. Die omnidirektionale Stab Antenne strahlt gleichmäßig in alle Richtungen ab und braucht nicht gesondert ausgerichtet werden.

LTE 900 Stabantenne

Die CA930O Antenne ist nur für das 900 MHz LTE Band 8 ausgelegt. Die robuste Antenne deckt einen Frequenzbereich von 890 MHz bis 960 MHz ab.

LTE 900 Yagi Antenne (MiMo) mit 10 dBi Verstärkung

Die LTE MIMO-Richtantenne CA930X++ für LTE Band 8 (900 MHz) hat eine Verstärkung von 10 dBi und bringt somit deutlich besseren Empfang für LTE 900 MHz. Die Yagi Elemente sind robust und trotzen Wind- und Wetter. Gerade bei schlechtem Empfang bringt die Antenne im 900 MHz Netz der Deutschen Telekom deutliche Empfangsvorteile. Somit kann der LTE Empfang verbessert werden.

Weitere Informationen zu LTE und wie LTE Antennen richtig ausgerichtet werden gibt es hier.

LTE 900 MHz – LTE in Band 8

Die Deutsche Telekom betreibt in Deutschland 4G LTE nun auch auf 900 MHz (Band 8). Band 8 steht nun neben Band 20 (800 MHz LTE), Band 3 (1800 MHz LTE) und Band 7 (2600 MHz LTE) zur Verfügung. Die LTE Router von Welotec (TK500 und TK800) unterstützen Band 3, Band 7, Band 8 und Band 20 und sind voll kompatibel im Netz der Deutschen Telekom.

In Zukunft soll auch noch Band 28 (700 MHz LTE) im Netz der Deutschen Telekom ausgebaut werden.

Bis Ende 2019 soll der LTE 900 Ausbau bei der Deutschen Telekom abgeschlossen sein. Dann wird überall da wo jetzt nur GSM Empfang ist auch LTE 900 zur Verfügung stehen.

Industriemonitor – TFT Einbaumonitor

Robuster Industriemonitor für den Einbau im Schaltschrank

Industrie Monitore sind robust und mit kontrastreichen TFT-Displays. Die meisten TFT Einbaumonitore für die Industrie haben einen Touchscreen sowie einem hohen Schutzgrad gegen Schmutz und Wasser an der Frontseite.
Ein Industriemonitor eignet sich für den Einbau im Schaltschrank. So können Industrie Rechner und Embedded PC’s einfach via HDMI, Display Port, VGA oder DVI angeschlossen werden. Die meisten TFT Einbaumonitore sind frontseitig IP65 und höher gegen Staub und Wasser geschützt. Robuste Industrie TFT Monitore können auch als Outdoor Monitor eingesetzt werden.
Die Industriemonitore gibt es als TFT LCD Einbaumonitor für den Panelmount-Einbau (IP65) und für den Openframe Einbau. Alle Industrie Monitore gibt es auch als Touchscreen Version. Viele der Geräte können auch als Outdoor Monitor eingesetzt werden.

21,5“ TFT Industriemonitor

21" Industriemonitor mit VGA, DVI und HDMI
21″ Industriemonitor mit VGA, DVI und HDMI

Der Industrie Monitor von Welotec überzeugt durch ein robustes Gehäuse und eine maximale Auflösung von 1920×1080. Der TFT Einbaumonitor verfügt über eine VGA, eine DVI sowie eine HDMI Schnittstelle. Zudem verfügt das Gerät über einen kapazitiven Touchscreen und eine LED Hintergrundbeleuchtung.

17“ Openframe TFT Einbaumonitor

Openframe TFT LCD Einbaumonitor
Openframe TFT LCD Einbaumonitor

Der Openframe Einbaumonitor von Welotec verfügt über einen resistiven Touchscreen. Das robuste Gerät mit TFT/LCD Disply hat eine maximale Auflösung von 1280×1024. Über einen VGA Anschluss kann das Gerät an Embedded PC’s angeschlossen werden.

Outdoor Tablet mit Windows 10

Outdoor Tablet mit Windows 10 für Anwendungen in der Industrie

Outdoor Tablet PCs, Industrie Tablets und Ruggedized Tablets sind für professionelle Anwendungen auf dem Vormarsch. Industrie Kunden wollen in Sachen Mobilität und Flexibilität keine Abstriche mehr machen. Im Home Bereich nutzen die meisten Tablets Android und iPads für den industriellen Bereich werden Outdoor Tablets mit Windows bevorzugt.

Outdoor Tablet mit Windows 10
Outdoor Tablet mit Windows 10



Tablet – Robust gegen Schmutz und Wasser

Eine zentrale Eigenschaft von Tablets für den Industrieeinsatz ist der Schutz gegen Schmutz, Staub und Wasser. Hierfür gibt es die IP-Schutzklassen für Tablets. Die Schutzklassen für Outdoor Tablets unterscheiden sich in Schmutz und Staub sowie Wasser Schutz. Ein Outdoor Tablet mit IP54 Schutz z.B. bietet den Grundschutz gegen ein paar Spritzer Wasser und etwas Dreck. Bei Tablets mit IP69 kann auch ein Hochdruckreiniger zum säubern eingesetzt werden.

Vergleich IP-Schutzklassen für Outdoor Tablets

IP-SchutzartSchutz gegen FremdkörperSchutz gegen Wasser
IP54Schutz gegen StaubSchutz gegen Spritzwasser
IP55Schutz gegen StaubSchutz gegen Strahlwasser
IP65StaubdichtSchutz gegen Strahlwasser
IP66StaubdichtSchutz gegen starkes Strahlwasser
IP67StaubdichtSchutz gegen kurzes Untertauchen
IP68StaubdichtSchutz gegen dauerhaftes Untertauchen
IP69StaubdichtSchutz gegen Wasser bei Hochdruckreinigung
Beschreibung der IP-Schutzklassen gegen Staub und Wasser für Industrie Outdoor Tablets.

Besondere Funktionen für Outdoor Tablets

Ein Outdoor Tablet für die Industrie hat bestimme Ansprüche an weitere Funktionen. Besonders wichtig sind GPS, LTE, WLAN, Akku und Barcode Scanner.

Über die Docking Station kann das Outdoor Tablet schnell mit weiteren Schnittstellen ausgerüstet werden.
Über die Docking Station kann das Tablet schnell mit weiteren Schnittstellen ausgerüstet werden.

Outdoor Tablet mit GPS

Für viele Industrie Anwendungen im professionellen Bereich ist GPS bei Outdoor Tablets ein zentrales Argument. Die genaue Positionierung spielt bei vielen Anwendungen eine entscheidende Rolle. Hierbei spielt es keine große Rolle ob GPS, Galileo, Beidou oder Glonass genutzt werden. Beispiele sind z.B. große Container Häfen, Netzbetreiber (Strom, Gas, Wasser) und die Forst- und Landwirtschaft.


Outdoor Tablet mit Windows und LTE

In den meisten Fällen gibt es bei Outdoor Anwendungen keine ausreichende WLAN Abdeckung. Aus dem Grund ist eine zuverlässige LTE Verbindung bei den Tablet entscheidend. Die Tablets können dann per LTE über OpenVPN oder mit dem Windows L2TP/IPsec eine Verbindung zur Zentrale oder in die Cloud aufbauen.

Outdoor Tablet mit Windows und Barcode Scanner

Outdoor Tablet mit Barcode Scanner und Windows 10
Outdoor Tablet mit Barcode Scanner und Windows 10

Ein extra Barcode Scanner und NFC Reader sind für Industrie Tablets wichtig. Viele Business Anwendungen setzten zur Identifikation von Waren und Geräten auf 2D und 3D Barcodes. In normalen Konsumergeräten sind Barcode Scanner nicht zu finden.

Eine Übersicht über Industrie Tablets ist hier. Die Industrie Features werden hier beschrieben.


IEEE 802.11bn/gn und an – 2,4 und 5 GHz WLAN

Seit dem WLAN Standard IEEE 802.11n werden 2,4 GHz und 5 GHz in einem WLAN Standard vereint. Um trotzdem noch eine Unterscheidung treffen zu können wird oft von IEEE 802.11bn oder IEEE 802.11gn für 2,4 GHz und IEEE 802.11an für 5 GHz gesprochen. Neuere WLAN Standards wie IEEE 802.11ac wurde nur noch im 5 GHz Band spezifiziert.



Vergleichstabelle 2,4 GHz WLAN Standards

StandardReleaseBandbreiteMax. DatenrateMIMO
IEEE 802.11b199922 MHz11 MBit/s-
IEEE 802.11g200320 MHz54 MBit/s-
IEEE 802.11bn200920, 40 MHz450 MBit/s3x3
IEEE 802.11ax (2,4 GHz)201820, 40 MHz> 1000 MBit/s4x4

Vergleichstabelle 5 GHz WLAN Standards

StandardReleaseBandbreiteMax. DatenrateMIMO
IEEE 802.11a199920 MHz54 MBit/s-
IEEE 802.11an200920, 40 MHz450 MBit/s3x3
IEEE 802.11ac201320, 40, 80, 160 MHz6900 MBit/s8x8
IEEE 802.11ax201820, 40, 80, 160 MHz10000 MBit/s8x8