Die M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine) hat sich gewandelt: Längst reicht eine einfache Übertragung kleinster Datenmengen von Maschinen an die Zentrale nur noch bei einfachen Anwendungen aus. Ein typisches Beispiel solcher M2M-Verbindungen stellt die ereignisgesteuerte Übertragung von Füllständen, Grenzwerten, oder Alarmen bei Tanklagern und POS-Automaten für Süßigkeiten oder Getränke dar. Schon lange werden mittels M2M wesentlich komplexere Applikationen umgesetzt, die bidirektional und permanent kommunizieren.

Voraussetzung für diese Entwicklung sind mehrere Evolutionsschritte: Zuerst musste die Performance des Netzes ausgebaut werden. Lieferte GSM ursprünglich eine aus heutiger Sicht bescheidene Datenrate von gerade einmal 9600 Bit/s (V.110) sind es mit UMTS aktuell bis zu 7,2 MBit/s bei HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Mit dem Mobilfunkstandard LTE (Long Term Evolution) stehen sogar Download-Kapazitäten von bis zu 100 MBit/s bereit.

Um eine ständige Online-Anbindung realisieren zu können, waren zudem Tarife nötig, bei denen solche Bandbreiten auch über 24 Stunden nutzbar und bezahlbar bleiben. Schließlich braucht es global geltende Datentarife, die für weltweit agierende Unternehmen ein wichtiger Aspekt in ihren M2M-Strategien sind.

Ohne großen Aufwand kann heute auf Geräte, Maschinen und Anlagen jederzeit zugegriffen werden. Und mit der steigenden Leistungsfähigkeit der Netze sind zu der einfachen Füllstandkontrolle sukzessive weitere Anwendungen hinzugekommen, beispielsweise der Fernzugriff auf komplexere Anlagen wie Feuermeldezentralen in Gebäuden, unbemannte Klärwerke oder Staudämme. Sogar Multimedia-Applikationen wie das Streaming von Videos aus Überwachungskameras im Bereich Facility-Management, in weitläufigen Anlagen oder auf öffentlichen Plätzen lassen sich inzwischen realisieren.

Massenmarkt M2M

Das M2M-System KM2M806XT ist für den Temperaturbereich zwischen –40 °C und +85 °C ausgelegt und erweitert so die Einsatzbereiche von Kontrons M2M-Lösungen auf den Außen- und Fahrzeug-Bereich.

© Kontron

Aus der Ausnahme-Applikationen M2M und Fernwartung mit vergleichsweise hohen Kosten und minimalen Verbindungszeiten sind inzwischen Lösungen geworden, die für nahezu jede Anwendung bezahlbar sind. Der Mobilfunk-Anschluss kann über die Einbindung von Funkmodulen in die Geräte-Elektronik sogar schnell zum Standard-Feature werden, ohne dass diese Anschlussfähigkeit (Konnektivität) zusätzlich bezahlt werden muss. Aber längst nicht jedes Gerät braucht einen unmittelbaren Zugang zum Internet oder sollte einen haben. Speziell bei der M2M-Komunikation in der Automatisierung kommen Zugangs-Gateways als Knotenpunkte zum Einsatz. Diese bilden dezentrale Automatisierungszellen, die – geschützt von einer Firewall – nur autorisierte Zugriffe über VPN-Verbindungen (Virtual Private Network) zulassen.

Neben den Standard-Features eines Routers wie die regelbasierte Paketweiterleitung oder Firewall-Funktionen benötigen OEM weitere, oft sehr spezifische Ergänzungen, die die Anwender in M2M-Komponenten integrieren wollen. Dazu zählen unter anderem:

• der Betrieb einer firmeneigenen Antiviren-Software
• die Nutzung des M2M-Gateways als lokaler Server
• die Datenaggregation und
• Integration eines Webservers für den Remote-Access auf die im Gateway installierten Applikationen wie Benutzerverwaltung und Protokollierung der M2M-Vorgänge.

Will man solche Lösungen individuell mit M2M-Komponenten kombinieren, steht schnell die Frage im Raum: Mit welcher Plattform lässt sich das am besten umsetzen? Zwar gibt es spezielle Switching- und Routing-Prozessoren für die Telekommunikationsindustrie, die auf hohen Datendurchsatz für Backbones optimiert sind und ein Ökosystem (Treiber, Softwarebibliotheken, Entwicklungstools) haben, das exakt auf diese Anwendungsfälle zugeschnitten ist. Funktionen, die nicht genau in dieses Szenario passen, lassen sich jedoch nur recht aufwendig implementieren. Als Alternative zu diesen speziellen Telekom-Lösungen setzen viele M2M-Implementierungen auf Mikrocontroller. Diese sind aufgrund der geringen Rechenleistung in ihrer Flexibilität aber ebenso eingeschränkt und für die meisten OEM-Applikationen im industriellen Umfeld zu leistungsschwach.