Jak dobrać urządzenia GSM do aplikacji zdalnego dostępu? Scenariusze użycia w praktyce

Z tego artykułu dowiesz się:

• jakie są rodzaje urządzeń GSM i jakie są między nimi różnice,
• jak dobrać odpowiednie urządzenie GSM do aplikacji,
• jak różne urządzenia sprawdzają się w konkretnych scenariuszach użycia.

Współpraca z klientami pozwoliła nam na zebranie dużej wiedzy na temat doboru i wyboru odpowiednich urządzeń komunikacji GSM w automatyce oraz informatyce. W tym artykule chciałbym podzielić się częścią zebranej wiedzy. Przedstawię różnice między różnymi rodzajami urządzeń GSM oraz czym kierować się przy wyborze tego typu urządzeń do konkretnej aplikacji.

Rodzaje urządzeń GSM

Rozróżniamy 3 podstawowe urządzenia GSM: modem, gateway oraz router. W przypadku gateway'a niekiedy można spotkać się z polskim określeniem 'bramka sieciowa'; można tych pojęć używać zamiennie. Dla spójności w tym artykule będę posługiwał się tylko nazwą gateway.

Co to jest modem GSM?

Modem GSM to najprostsze z trzech rozwiązań. Nie posiada ono żadnej wbudowanej logiki ani funkcji. Jedyne zadanie, które spełnia, to przesyłanie danych z punktu A do punktu B. Można powiedzieć (z dużym przymrużeniem oka), że jest to połączenie szeregowe do sieci GSM. Modem zazwyczaj obsługuje jedynie jeden interfejs, który z reguły jest w postaci portu szeregowego (najczęściej jest to port USB).

Modemy występują jako urządzenia działające samoczynnie (np. urządzenie Teltonika TRM240 na zdjęciu poniżej), ale pamiętaj, że modemy stanowią integralną część każdego innego urządzenia GSM. Niezależnie, czy jest to router, gateway czy jeszcze inne urządzenie przystosowane do komunikacji GSM, zawsze podstawę łączności z operatorem wewnątrz urządzenia stanowi modem.

 

Przemysłowy modem 4G LTE, Źródło: Teltonika Networks

Co to jest router GSM?

Na przeciwnym końcu „skali" znajduje się router – urządzenie bardzo zaawansowane, które pełni wiele funkcji, takich jak: transmisja danych, zarządzanie połączeniami, trasowanie danych, pilnowanie reguł cyberbezpieczeństwa, VPN, SMS, itd.

Zazwyczaj dużą część z tych funkcji router obsługuje równocześnie, aby mogły one działać zależnie lub niezależnie od siebie. Dużym wyróżnikiem jest obsługa wielu interfejsów. Zależnie od budowy i możliwości danego urządzenia mogą to być: WAN (Ethernet, WiFi, GSM), LAN (Ethernet, WiFi), szeregowe (RS-232/485) i I/O. Najbardziej rozbudowane routery są w stanie obsłużyć każdy z wymienionych jednocześnie (np. Teltonika RUT955).

 

Przemysłowy router 4G LTE, Źródło: Teltonika Networks

Co to jest gateway GSM?

Gateway jest pewnym kompromisem między modemem a routerem. Tak samo jak router, gateway pełni wiele funkcji jednocześnie (zazwyczaj analogiczne, lub nawet takie same jak router). Największą różnicą będzie obsługa interfejsów. „Klasyczny" gateway (zaraz wyjaśnię, jaki może być inny niż klasyczny) ma wbudowany jedynie jeden interfejs. Zazwyczaj będzie to jeden z portów: LAN, RS-232, RS-485. Czasami można się spotkać z urządzeniem wyposażonym tylko w złącze I/O.

 

Przemysłowy gateway 4G LTE, Źródło: Teltonika Networks

Poza klasycznym gateway'em (jak wyżej np. Teltonika TRB142) istnieją urządzenia bardziej zaawansowane, które funkcjami są praktycznie identyczne, ale oferują więcej możliwości związanych z interfejsami. Na przykład w urządzenie Teltonika TRB245 wbudowane mogą być dwa porty szeregowe, złącze I/O oraz port LAN, a urządzenie dalej nazywane jest przez producenta gateway'em.

 

Zaawansowany przemysłowy gateway LTE, Źródło: Teltonika Networks

Takie urządzenia powodują, że granica między routerem, a gateway'em staje się rozmyta i powstaje pewna szara strefa w nazewnictwie. Urządzenie może pełnić praktycznie wszystkie funkcje przypisane do routera, pod pewnymi względami nawet wyprzedzać w stopniu zaawansowania routery, a wciąż nazywane być gateway'em. Dla przykładu, poniżej przedstawię dwa porównania.

Zagadka 1: gateway czy router?

W pierwszym porównaniu wykorzystuję dwa urządzenia, które znacznie różnią się stopniem zaawansowania. RUT955 ma wbudowany switch 4xEthernet, WiFi, RS-232, RS-485 oraz złącze I/O. Dodatkowo obsługuje dual SIM oraz lokalizację GPS. Po drugiej stronie TRB142 – port RS-232, brak dual SIM, brak WiFi, brak GPS. Pomimo małych różnic w oprogramowaniu (oba urządzenia obsługują VPN, protokoły przemysłowe, konwersję protokołów, itp.) myślę, że niezaprzeczalne będzie stwierdzenie, że RUT955 to router, a TRB142 to gateway.

 

Gateway czy router?, Źródło: Mission Critical by ASTOR

Zagadka 2: gateway czy router?

Drugie zestawienie jest znacznie ciekawsze. RUT240 ma wbudowane dwa porty Ethernet (1xLAN, 1xWAN), WiFi oraz obsługuje tylko jedną kartę SIM. Po drugiej stronie, TRB245 ma wbudowany tylko jeden port Ethernet, nie obsługuje WiFi, ale ma wbudowany port RS-232, RS-485, I/O, dual SIM oraz obsługuje lokalizację GPS. Pod wieloma względami TRB245 jest bardziej zaawansowany, ale mimo wszystko RUT240 to router, a TRB245 to gateway.

 

Gateway czy router?, Źródło: Mission Critical by ASTOR

Z obu porównań można wyciągnąć jeden wniosek: nazewnictwo router/gateway nie zawsze będzie tak oczywiste, jak mogłoby się wydawać. W związku z tym nie powinno się porównywać urządzeń pod kątem ich nazwy (nie oceniać książki po okładce!) lub szukać urządzeń wyłącznie w jednej z grup urządzeń GSM.

Zawsze patrz na funkcje, które są niezbędne w danym systemie i szukaj urządzenia, które będzie jak najlepiej „uszyte na miarę". W dalszej części artykułu pokażę na przykładzie produktów z oferty firmy Teltonika, jak to robić oraz na koniec przedstawię narzędzie, które znacznie ułatwi dobranie najlepszego urządzenia z oferty tej firmy.

Jakie Twoim zdaniem są różnice między routerem a gateway'em? Podziel się swoją opinią w komentarzu pod artykułem!

Poznaj 9 scenariuszy użycia w praktyce

Scenariusz 1. Zdalny dostęp do komputera stacji ładującej wyświetlającego reklamy na ekranie stacji

W tak podstawowym zastosowaniu sporadycznego wgrywania materiałów na komputer wystarczające będzie wykorzystanie modemu Teltonika TRM240. Modem za pomocą portu USB będzie komunikował się z PC, co umożliwi dostęp do Internetu i możliwość wgrania odpowiednich materiałów po autoryzacji użytkownika.

Ważne: Gdyby celem był zdalny dostęp do bardziej odpowiedzialnych komponentów stacji, jak np. sterownik, to lepszym rozwiązaniem byłby gateway z serii TRBxxx ze względu na wyższy stopień cyberbezpieczeństwa oraz więcej wbudowanych funkcji.

Zobacz pełną wersję artykułu na Poradniku Automatyka >>