Können mit Com-Servern zwei Ethernet-LANs
über Telefonkabel miteinander verbunden werden?
Wie kann ein serielles Endgerät mit Com-Servern
über das Internet zugänglich gemacht werden?
Wie kann ein nicht modifizierbares serielles
Programm ein serielles Gerät im Netzwerk ansprechen?
Wie hoch wird das Netzwerk durch eine über
Com-Server realisierte serielle Verbindung zusätzlich belastet?
Welche Verzögerungen müssen im Zusammenhang
mit seriellen Protokollen berücksichtigt werden?
Wie kann die Verbindung zwischen zwei seriellen
durch das Netzwerk getunnelt werden?
Wie können Com-Server in Standard-Visualisierungen
z.B. der Gebäudeleittechnik oder Automatisierung eingebunden
werden?
Können mit Com-Servern zwei Ethernet-LANs
über Telefonkabel miteinander verbunden werden?
Ja! Der paarweise Einsatz von Com-Servern, die als SLIP-Router
arbeiten, ermöglicht diese Anwendung. Weitere Infos sowie technische
Einzelheiten können dem Applikationsblatt entnommen werden.
Wie kann ein serielles Endgerät mit Com-Servern
über das Internet zugänglich gemacht werden?
Von Seiten der Hardware stellt der Com-Server das angeschlossene
serielle Endgerät zunächst im lokalen Ethernet LAN zur Verfügung.
Durch die Verwendung von TCP/IP, das als Protokoll auch die Grundlage
des gesamten Internets bildet, kann von hier aus natürlich jegliche
vorhandene Netzwerkinfrastruktur - bis hin zum Internet selbst
- mitgenutzt werden. Eine einfache Möglichkeit, Com-Server
auch ohne offiziell zugewiesene IP-Adresse weltweit erreichbar
zu machen, bietet das in vielen WAN-Routern integrierte NAT (Network
Address Translation).
Wie kann ein nicht modifizierbares serielles
Programm ein serielles Gerät im Netzwerk ansprechen?
Die für alle gängigen Windows-Systeme verfübare COM-Umlenkung
erlaubt die Einrichtung virtueller COM-Schnittstellen auf einem
Rechner. Diese Schnittstellen verhalten sich gegenüber einer Anwendung
genau wie ein lokaler Standard-COM-Port, obwohl die Verbindung
über das Ethernet auf einen Com-Server umgelenkt wird, an dem
das gewünschte Endgerät angeschlossen ist. Einschränkungen hinsichtlich
der Datentransparenz entstehen nicht. Bei der Verwendung serieller
Protokolle - wie sie z.B. auf RS485-Bussen eingesetzt werden
- müssen allerdings die überwachten Zeichen- und Quittungsverzugzeiten
auf ihre Eignung für eine Netzwerkübertragung überprüft werden.
Wie hoch wird das Netzwerk durch eine über
Com-Server realisierte serielle Verbindung zusätzlich belastet?
Um das Netzwerk nicht durch eine zu hohe Paketrate zu belasten,
verfügt der Com-Server mit der Systemoption "Network Delay"
über eine entsprechende Schutzfunktion. Hiermit kann festgelegt
werden, daß der Com-Server auf dem Ethernet z.B. mit einem Mindestpaketabstand
von 30ms arbeitet. Bei einer Baudrate von 9600 auf der seriellen
Seite können in dieser Zeit max. ca. 30 Zeichen eingehen. Bei
einem bündigen seriellen Datenstrom wird folglich ca. alle 30
ms ein Netzwerkpaket mit folgender Länge erzeugt:
Im ungünstigsten Fall wird für jedes dieser Pakete eine TCP-Quittung
des Empfängers mit einer Länge von jeweils ca. 500 Bits erzeugt.
In der Praxis fällt die Anzahl dieser Pakete jedoch meist wesentlich
geringer aus, da TCP-Treiber mehrere eingegangene Pakete zusammengefaßt
quittieren.
Hochgerechnet kommt man im konkreten Beispiel also auf eine Last
von ca. 40.000 Bits/s, was bei einem 10MBit-Ethernet eine Datenlast
von unter 0,5% bedeutet. Der Wert 30ms für "Network Delay"
ist konstant und unabhängig von der eingestellten Baudrate. Wird
diese z.B. auf 19200 Baud verdoppelt, bedeutet das auch gleichzeitig
eine Verdopplung der pro Netzwerkpaket übertragenen Nutzdaten.
Allerdings steigt die Netzwerkbelastung nur auf 0,7%, da die Paketköpfe
gleich groß bleiben.
Hinweis: Die angeführte Berechnung basiert auf
der Annahme eines unbelasteten Ethernets ohne die Berücksichtigung
evt. auftretender Kollisionen oder anderer möglicher Störungen
des Datenflusses. Solche Einflüsse können in der Praxis zu längeren
Vermittlungszeiten und damit zu größeren Paketen führen. Damit
geht natürlich auch die von den Com-Servern verursachte Netzlast
etwas zurück, da nun pro Paket mehr Nutzdaten befördert werden.
Welche Verzögerungen müssen im
Zusammenhang mit seriellen Protokollen berücksichtigt werden?
Viele serielle Protokolle (z.B. 3964R) arbeiten in der Art, daß
gesendete Datenblöcke vom jeweiligen Empfänger z.B. mit den Zeichen
ACK oder NACK quittiert werden. Die zeitliche Überwachung dieser
Quittierung im Sender erfolgt über ein Timeout (QVZ = Quittungsverzugszeit).
Für dessen Dimensionierung sind die auf der Übertragungsstrecke
sowie im seriellen Empfänger auftretenden Verzögerungen von Interesse.
Nachdem der zu sendende Datenblock von der Software des Masters
an den seriellen Treiber übergeben wurde, müssen bei einer seriellen
Direktverbindung für die Dimensionierung von QVZ folgende Verzögerungen
addiert werden:
Werden serieller Master und Slave über das Netzwerk und einen
Com-Server miteinander gekoppelt, addiert sich zu diesen Werten
die vom Com-Server benötigte Übertragungszeit von jeweils typischen
4-7ms für Hin- und Rückrichtung (Option "Network Delay" = 0).
Darüber hinaus muß auch auf dem Netzwerk mit einer Verzögerung
gerechnet werden. Unter Einhaltung der folgenden Rahmenbedingungen
kann hier ein typischer Wert von ca. 1-2ms einkalkuliert werden:
Netzlast < 30%
keine ARP-Adressauflösung, d.h. bestehende TCP-Verbindung
keine lasttrennenden Komponenten (Switches, Router, etc.)
Im Vergleich zu dem o.a. Beispiel einer seriellen Direktverbindung
würde sich durch Netzwerk und Com-Server eine typische zusätzliche
Verzögerung von ca. 10-18ms ergeben:
(2 x 4-7ms für Com-Server) + (2 x 1-2ms für Netzwerk)
Wie kann die Verbindung zwischen zwei seriellen
Geräten durch das Netzwerk getunnelt werden?
Mit Hilfe von zwei Com-Servern im Box-to-Box-Modus. Einzige Voraussetzung
für diese Betriebsart ist hierbei eine TCP/IP-Verbindung
(z.B. auch über das Internet) zwischen den beiden lokalen
Netzwerken. Die Einrichtung des Box-to-Box-Modus erfolgt komplett
von nur einem Com-Server aus. Eine detaillierte Beschreibung der
notwendigen Konfigurationsschritte enthält das entsprechende
Kapitel des Handbuches.
Wie können Com-Server in Standard-Visualisierungen
z.B. der Gebäudeleittechnik oder Automatisierung eingebunden
werden?
Um unabhängig von der Fülle standardisierter und herstellerspezifischer
Schnittstellen-Protokolle zu sein, bedienen sich moderne Visualisierungssysteme
bei der Kommunikation mit externen E/A-Punkten des OPC-Standards
(OLE for Processcontrol). Neben den seriellen Com-Servern unterstützt
der W&T OPC-Server auch Web-IO und Web-Thermometer und kann
daher als universelle Lösung in OPC-fähigen Anwendungsumgebungen
eingesetzt werden.
