De Juiste GSM Scheepsinstallatie

De Juiste GSM Scheepsinstallatie

GSM-installaties aan boord van binnenvaartschepen

Adviezen bij ontwerp en aanleg van GSMscheepsinstallaties Handreiking bij het opsporen van storingen en slechte verbindingen Tips voor verbeteringen

Bureau Telematica Binnenvaart Rotterdam 2001

Inhoud 1. Inleiding ....................................................................................3 Sigaal ........................................................................................3 Hoogte & obstakels..................................................................3 Vermogen .................................................................................4 Water van invloed op signaal..................................................4 2. Bekabeling en verbindingen ...................................................5 Gevaarlijk obstakel: schotelantenne!......................................7 3. GSM-antennes en scheepsantennes.....................................7 Stralingsbeeld antenne ............................................................7 Feiten, cijfers: wat u moet weten over over antennes ..........8 4. Voeding ..................................................................................10 Sinus omvormer .....................................................................10 Kwaliteit boordnet ..................................................................10 5 GSM inbouwtoestellen ...........................................................11 CE markering .........................................................................11 Driver ......................................................................................11 Gespecialiseerde bedrijven nautische telecom ...................11 Weinig keus ............................................................................12 6 Afscherming ............................................................................12 Handy in de stuurhut..............................................................12 Verklaring van overeenstemming .........................................12 7. GSM en de beroemde echo..................................................13 Interferentie ............................................................................13 Spoelwerking ..........................................................................14 Mogelijke oorzaken van echo: ..............................................14 8. General Packet Radio Services GPRS ................................15 Verbeterde vorm van GSM....................................................15 GSM-spraak is digitale communicatie ..................................15 Bits per seconde ....................................................................16 9 Het verschil tussen GPRS en GSM.......................................16 GSM: verbinding via één gereserveerd kanaal....................16 GPRS: verbinding via beschikbare kanalen.........................17

1 © 2001 - Bureau Telematica Binnenvaart De Juiste GSM Scheepsinstallatie

10. Snelheid, abonnementen en kosten GPRS.......................17 Dikke pijplijn: hogere snelheid ..............................................17 Scheiding tussen data en spraak..........................................18 Kosten.....................................................................................18 11. GPRS Toestellen .................................................................18 Specificaties van GPRS toestellen .......................................19 12. UMTS ...................................................................................20 13. Verbinding tussen computer en GSM-toestel....................21 PC-card...................................................................................21 PC CARD ingebouwd in gsm-toestel....................................22 Soft modem ............................................................................22 Drivers voor PC-CARDS .......................................................22 Storingsvrije korte verbindingen............................................23 Trefwoordenlijst..........................................................................24

Dit document is ook online te raadplegen op de GSMvriendelijke webpagina's van Bureau Telematica: http://www.binnenvaart.org/btb/ De tekst in dit boekje is zo zorgvuldig mogelijk samengesteld door Bureau telematica Binnenvaart, in samenwerking met Elbert Vissers, Dekatel en KPN Mobile . De samenstellers kunnen niet aansprakelijk worden gesteld voor schade die mogelijkerwijs is ontstaan als gevolg van onjuistheden in de tekst.

3e gewijzigde druk - Rotterdam, mei 2001


1. Inleiding Een GSM installatie aan boord moet in zijn geheel worden bekeken en ontworpen: apparatuur plus installatiewerk, in relatie tot de scheepsomgeving. Uit ervaring blijkt dat het rendement van dure installaties op schepen vaak beduidend minder is dan van een gewone handy, los in de stuurhut. Over elk onderdeel van de installatie valt wel iets op te merken. Ook zal blijken hoe de scheepsomgeving van invloed is op de prestaties van de GSM. Dit hoofdstuk is als volgt ingedeeld: • Signaal • Bekabeling en verbindingen • GSM Antennes en - scheepsantennes • Voeding • GSM inbouwtoestellen • Afscherming Signaal Het GSM-signaal maakt gebruik van hoge frequenties, meestal 900 MHz of zelfs 1800 MHz. Een kenmerk van hoge frequenties is dat deze zich rechtlijnig voortplanten: ze waaieren niet uit, worden niet verstrooid zoals b.v. lagere radiofrequenties. Uw boordantenne moet de zend/ontvangmast aan de wal kunnen “zien”. Staat er een obstakel tussen antenne en mast, dan wordt de verbinding slechter. Als voorbeeld noem ik de dijken langs Nederrijn en Waal in Gelderland. Hoogte & obstakels In Nederland leven veel mensen veilig achter hoge dijken. Daartussen ligt de rivier. Achter de dijk staan de GSM zend/ontvangmasten, bijv. langs de A15. De masten van deze GSM-basisstations zijn slechts 7 tot 9m hoog. U vaart tussen dijken, waarvan de top, afhankelijk van de waterstand, vaak hoger is dan Uw GSM-antenne. De boordantenne moet dus zo


hoog mogelijk* boven water zijn geplaatst om de mast bij de snelweg te kunnen ‘zien’. Er moeten dan geen bomen of huizen op de dijk staan, want dan lukt dat nauwelijks. Als het inderdaad niet lukt, zoekt de GSM een mast die hij wel “ziet”. Maar zo’n volgende basisstation staat misschien veel verder weg. Of de GSM pikt de weinige strooisignalen op, die onder meer een rare echo geven. *) Opmerking: zo hoog mogelijk betekent in de praktijk niet altijd boven in de mast. Omdat met de hoogte ook de kabellengte toeneemt. En een langere kabel betekent weer vermogensverlies. De hoogte van de antenne is in veel gevallen dan ook een compromis : zo hoog mogelijk, zonder dat dit ten koste gaat van het zendvermogen. Een goede installateur let hier scherp op.

Vermogen Op zich heeft uw GSM-toestel meer dan voldoende vermogen in huis, dat is het probleem niet. Vrijwel alle handy’s zijn gemaakt om 2 Watt te leveren. Inbouwinstallaties aan boord kunnen zelfs 8 Watt leveren. (Dit wordt overigens door de west Europese GSM-netwerken weer afgeknepen naar 2 Watt). Helaas wordt het beschikbare zendvermogen op de meeste schepen slechts voor 10% of nog minder benut! Als alle componenten van de GSM installatie goed op elkaar zijn afgestemd, is een rendement van 90% haalbaar. Dankzij de uitstekende GSM-dekking in West Europa hebt u voor het voeren van een gesprek voldoende aan zo’n 10% van het maximale vermogen. Echter voor datacommunicatie is minimaal 30% nodig! Water van invloed op signaal GSM-signalen ketsen af op het wateroppervlak, wat hun kracht versterkt, maar dat geldt alleen bij een spiegelglad oppervlak. Signalen gaan niet door water heen. Als er golven zijn, lopen GSM-signalen dood in de golven en dragen ze niet ver. Dit onregelmatige verschijnsel komt nog al eens voor op open water, waardoor soms zelfs geen ontvangst meer mogelijk is. Terwijl een andere keer de ontvangst prima kan zijn.


TIP: test zelf de signaalsterkte Doe maar eens deze test. Houdt Uw handy op 20 cm afstand van een marifoonantenne en kijk naar de verbindingskwaliteit. Laat nu iemand de marifoon aanzetten en kijk wat er dan gebeurt met de verbindingsindicator op het schermpje van de GSM. Laat vervolgens iemand de zendknop van de marifoon indrukken en kijk wat er verandert aan de verbindingsindicator…

2. Bekabeling en verbindingen •

•

•

Gebruik als het even kan low-loss kabel. Zelfs de beste low-loss kabel verliest nog altijd zo’n 3% vermogen per meter! Bij gewone antennekabel loopt dit op tot ongeveer 10% . KPN Telecom adviseert bij lengtes boven de vijf meter low-loss kabel met de aanduiding AirCell-7 te gebruiken. De term "low -loss" is overigens niet gestandaardiseerd! Antennekabels zijn coaxiaalkabels. In het midden meestal een harde koperen kern met daaromheen dikke kunststof, vervolgens een metalen vlechtwerkje met zilverpapier en daaromheen de buitenisolatie. Indien het metalen vlechtwerkje of het zilverpapier contact maakt met het metaal van het schip, kost dat veel vermogen. Low-loss kabels zijn altijd dubbel afgeschermd en hebben ook een gevlochten kern, waardoor ze beter bestand zijn tegen draadbreuk. Gewone coaxiaalkabel moet aan boord eigenlijk niet gebruik worden.


•

•

•

Ook de mooie glimmende verbindings-pluggen moeten omwikkeld worden met isolerende tape, om contact met het schip te voorkomen. Bedenk ook dat antennekabel niet de kwaliteit heeft van grondkabel. De buitenisolatie is meestal niet bestand tegen constant vocht. Op den duur heeft dit vochtdoorslag tot gevolg, wat op zijn beurt weer vermogensverlies veroorzaakt. Immers, de elektrische afscherming is dan niet meer effectief! Je kunt het zien aan de kabel: bij oudere coaxiaalkabels is het koperen vlechtwerk geoxideerd, zwart geworden dus, als gevolg van vochtdoorslag. Leg daarom geen coaxiaalkabels door vochtige pijpen of ruimtes. Als het niet anders kan, voer de kabel dan door een tuinslang met vet om vochtinwerking te voorkomen. Stroomkabels: iedere meter die een antennekabel langs wisselstroomkabels ligt, kost u dat zeker 5% extra vermogen per meter. Met een goed gesoldeerde • De beste verbinding verliest u maar 1% verbinding is de vermogen. kortste verbinding. Een niet-gesoldeerde verbinding • Vermijdt vermindert het vermogen met koppelingen, minstens 10%. Doorgaans zijn gebruik waar stekkers en contrastekkers niet mogelijk een gesoldeerd. Als de kabels in die doorgaande kabel stekkers niet gesoldeerd zijn, uit een stuk! verliest u met zo’n verbinding • En voorkom meer dan 30% van het lussen, scherpe vermogen. Dan moet er geen bochten en vocht -en dus corrosieoverbodige bijkomen, want dan verliest u lengtes! nog veel meer!

V Vuuiissttrreeggeellss::

•

•


•

Isolatie antenneverbinding: zet de stekkerverbinding onder de antenne flink dik in het vet of gebruik zelfvulcaniserende isolatietape, zodat er geen vocht in de stekkerverbinding kan komen.

Gevaarlijk obstakel: schotelantenne! Met een schotel-antenne op een afstand van twee meter of minder van de GSM-antenne riskeert U de hele GSMinstallatie. Vergelijk het maar met een brand-glas: de GSMantenne krijgt mogelijkerwijs het geconcentreerde vermogen van zijn eigen uit-zending retour en ‘blaast’ de hele GSM-installatie op. Een schotelantenne is een obstakel: zenden of ontvangen dwars door een schotel heen gaat sowieso niet.

3. GSM-antennes en scheepsantennes Een antenne is niet zomaar een stokje, maar een goed doordacht, belangrijk onderdeel van de installatie. Niet alle antennes zijn hetzelfde. De antenne van uw handy heeft een groot voordeel. Geen kabels en maar één verbinding. Het nadeel is, dat hij ook is waar u bent. In een gebouw werkt een handy vaak beter in de buurt van het raam. Vooral in betonnen gebouwen, omdat betonstaal als een metalen kooi werkt die radiogolven tegenhoudt. Stralingsbeeld antenne Aan boord bent u met uw handy vaak onder de dijktop, wat ook een beduidend nadeel is. De antenne van een handy geeft ook altijd een enigszins afgeplat, bolvormig stralingsbeeld. Zenden en ontvangen gaat in alle richtingen, zowel horizontaal als verticaal. Ook antennes die op auto’s worden geplaatst hebben dit stralingbeeld. Dit soort antennes zijn niet gunstig aan boord.


Veel beter zijn GSM-scheepsantennes. Deze hebben een horizontaal, ellipsvormig stralingsbeeld, wat een beduidende sterkere zenden ontvangstkwaliteit oplevert in horizontale richting. Al naar gelang het vaargebied kunt u kiezen tussen drie uitvoeringen: • 0 dB antenne, die horizontaal een vrij hoge stralingellips geeft. Niet optimaal aan boord. ca. 60cm lang • 3 dB antenne, die een plattere stralingellips geeft, maar een factor 2 versterking. Dus ca. 20% verder reikt met dezelfde zendkracht. De beste keus. ca. 1m. lang • 6 dB antenne, die bijna een horizontaal plat zendBeeld geeft en ca. 30% verder reikt dan de 0 dB antenne. Goed voor gebieden met slechte dekking 1,50m lang. In WestEuropa niet nodig aan boord. Een nadeel van 3 dB en (meer nog) van 6 dB antennes: ze worden sterker beperkt door obstakels (huizen, bergen, bomen en golven) dan 0 dB antennes, maar reiken wel verder.

6dB

3dB

0dB

0dB

3dB

6dB

Schematische voorstelling stralings ellipsen verschillende antennes

Feiten, cijfers: wat u moet weten over over antennes • Een goede scheepsantenne versterkt het vermogen met factor 3, mits deze op een geïsoleerde voet staat en dus geen elektrisch geleidend contact met het schip maakt. Zet de antenne altijd vast op een kunststof voet. Er zijn speciale kunststof verbindingsmoffen te koop, die tussen 1-inch pijp en de antennevoet passen. Deze moffen zijn voor alle antennes aan te bevelen, dus ook voor de marifoon!


•

•

•

•

•

Een andere antenne binnen een halve meter, in hetzelfde horizontale vlak, kost u 75% van het vermogen. Op drie meter afstand is dat nog altijd 10%. Eigenlijk moet een tweede antenne -in hetzelfde horizontale vlak- op minstens vijf meter afstand van de eerste staan. In hetzelfde horizontale vlak als de GSM-antenne mag er ook geen ander metaal zijn De geliefde antenne beugel, met alle antennes gezellig bij elkaar, is dus uitermate slecht voor het zendvermogen. Dit is vooral goed merkbaar bij datacommunicatie – spraak is wat dit betreft iets minder gevoelig. Indien U de GSM-antenne praktisch recht boven de marifoonantennes plaatst, verliest u weinig vermogen. Het gaat er om dat de verschillende antennes elkaars zendveld niet verstoren. U mag de GSM-antenne ook op zijn kop plaatsen, dat maakt geen verschil, als er maar geen vocht in de voet en de kabel kan komen. De antenne moet 360° vrij uitzicht hebben. Een scheepsantenne die niet verticaal staat, levert in horizontale stand wel 75% van zijn vermogen in. Soms, in het gebergte met de zend-/ontvangmasten boven op de berg, moet U de GSM-antenne daarop richten en tijdelijk schuin zetten. Met Uw handy in een aluminium stuurhut raakt u ca. 20% vermogen kwijt (effect metalen kooi).

De ideale installatie verkrijgt U door de GSM-scheepsantenne boven op de rechtopstaande voormast te plaatsen en het GSM-inbouwtoestel daar direct onder, in dezelfde mast. Ik ben met U eens dat dat niet gaat. In de praktijk moet de GSMinstallatie dus achterop. Ieder schip is anders, dus iedere installatie moet, rekening houdend met het vaargebied, apart worden bekeken en aangelegd.


4. Voeding Het 220 Volt boordnet is niet altijd even stabiel en valt wel eens uit. Voor de GSM is dat vervelend en bij een computer kan dit zelfs leiden tot forse schade aan apparatuur en gegevens. Het is aan te bevelen de GSM-installatie en de computer te voeden via een een sinus-omvormer of via een UPS. Een uninterrepted power supply, oftewel ononderbroken stroomvoorziening (UPS), vormt een buffer tussen boordnet en kwetsbare apparatuur. Een UPS ondervangt plotselinge stroomonderbrekingen, netvervuiling en pieken en dalen in de spanning. Een UPS kan een geleidelijk teruggang in de boordnet spanning echter niet opvangen.

TIP: Een boord-telefooncentrale kan beter niet niet rechtstreeks door het boordnet gevoed worden. De praktijk wijst uit dat de besturingssoftware in de centrale ernstig ontregeld kan raken door een directe koppeling aan de boordgenerator! Sinus omvormer Een sinus omvormer in combinatie met accuvoeding doet hetzelfde als een UPS, maar beter en verdient daarom de voorkeur. Een hoogwaardige trapeziumomvormer, zoals de Mastervolt Mass 24/500, is een goedkoper alternatief voor de prijzige sinusomvormer. De Victron Phoenix sinusomvormer in 150 Watt uitvoering vormt een prima combinatie met de Nokia Premicell GSM. Moet de computer ook gevoed worden, dan is de 600 Watt uitvoering een goede keuze. Kwaliteit boordnet De kwaliteit van boordgenerator en boordnet zijn bepalend voor de oplossing die u kiest. Bij oudere boordnetinstallaties


(een groot deel van de vloot) wordt de stroom soms nog handmatig of via een relais uitgeschakeld, nadat de generator is uitgezet. Het toerental van de generator loopt langzaam terug en daarmee verminderd ook de netfrequentie geleidelijk van 50 Hz naar nul. Op een bepaald moment staat het hoofdrelais te klapperen: aan-uit-aan-uit. Gevoelige elektronica kan hier absoluut niet tegen!

5 GSM inbouwtoestellen CE markering Over de keuze van toestellen kunnen we kort zijn: slechte GSM-inbouwapparatuur is niet meer op de markt. Verlang apparatuur die van een “CE” markering is voorzien. Driver Als de GSM geen ingebouwde datacommunicatiemogelijkheden heeft, maar gebruik maakt van een datacard, moet deze kaart voorzien zijn van de juiste driver (stuurprogramma). Een driver is merken type gebonden! Dit wordt nog wel eens vergeten en dat levert dan geheimzinnige storingen op. Gespecialiseerde bedrijven nautische telecom De kennis over de juiste inbouw van mobiele telecommunicatie apparatuur aan boord van schepen is dun gezaaid. Wij adviseren de aanleg van een GSMinstallatie te laten verzorgen door een in de binnenvaart gespecialiseerd bedrijf voor nautische telecommunicatie.


Weinig keus Voor gebruik aan boord van schepen is de markt van inbouwapparatuur beperkt. Nokia toestellen (6080/6081 6090) bieden goede oplossingmogelijkheden voor dataverkeer. Motorola toestellen zijn hier niet geschikt voor te maken.

6 Afscherming Handy in de stuurhut Radiozendapparatuur kan andere elektronica in de stuurhut storen of beïnvloeden, met onverwachte effecten als gevolg. Gevoelige elektronica is doorgaans afgeschermd tegen elektromagnetische straling, zoals die van de GSM. Naar de effectiviteit van die afscherming en de onderlinge beinvloeding is echter nog onvoldoende praktijkonderzoek gedaan aan boord van schepen. Er is dan ook nog geen specifiek op de binnenvaart gerichte wetgeving van kracht op dit punt. In Europees verband wordt daar wel reeds over gesproken. Er gaan zelfs stemmen op om de handy geheel uit de stuurhut te verbannen. Veel installatiewerk aan boord is niet als geheel ontworpen, maar in de loop van de tijd uitgebreid met electronica, met name in de stuurhut. Daardoor is er te weinig bekend over de afscherming van de verschillende componenten. Voorzichtigheid met handy’s in de stuurhut is daarom op zijn plaats! Verklaring van overeenstemming Voor uw eigen veiligheid en die van anderen is het aan te bevelen van de leverancier of installateur van een GSM inbouw installatie een Verklaring van Overeenstemming met betrekking tot het eindproduct te verlangen, op basis van de VEM- en EMC richtlijn. De Europese Commissie heeft aangegeven hoe met deze problematiek om te gaan in de 'Richtlijn betreffende de onderlinge aanpassing van de


wetgeving van de Lid-Staten inzake elektromagnetische compatibiliteit" (Luxemburg 1997, ISBN 92-828-0762-2) zie ook: http://europa.eu.int/eurlex/nl/consleg/main/1989/nl_1989L0336_index.html Overigens is er bij leveranciers van nautische telecommunicatie apparatuur nog veel onduidelijkheid over de Verklaring van Overeenstemming. De Europese richtlijnen kunnen grote consequenties hebben voor de juridische aansprakelijkheid van de leverancier/installateur die zo'n verklaring afgeeft. Er zijn hierover nog geen branche-brede afspraken gemaakt tussen partijen. Ook zijn er nog geen deugdelijke praktijktests in de binnenvaart uitgevoerd. Het is echter goed te weten dat de Internationale Rijnvaart Commissie bezig is regelgeving op dit gebied te ontwikkelen. Op dit moment zal de bereidheid bij leveranciers om een Verklaring van Overeenstemming af te geven niet groot zijn. Ter afsluiting van dit hoofdstuk een verrassend ervaringsfeit. In veel gevallen blijkt datacommunicatie in de stuurhut het best te werken via een handy, of via een Nokia Premiecell met de antenne direct op het toestel. Tenminste als de stuurhut waarin het toestel is geplaatst de antennesignalen niet te veel blokkeert.

7. GSM en de beroemde echo. Interferentie Er wordt vaak en veel geklaagd over de echo of vervorming die soms hoorbaar is tijdens een GSM-gesprek. U zult dit verschijnsel slechts zelden tegenkomen als u met uw handy in de openlucht telefoneert. In 99% van de gevallen ligt


het dan ook niet aan het netwerk. Echo komt alleen voor als er enigerlei vorm van storing in de buurt is. Deze wordt bijvoorbeeld veroorzaakt doordat men probeert te bellen vanuit een afgeschermde ruimte. Er treedt dan interferentie op. Interferentie is te vergelijken met echo in de bergen: het geluid weerkaatst. Ditzelfde gebeurt ook in de GSM. Het ethersignaal wordt ontvangen in de handy en vlak daarna ontvangt de handy nogmaals hetzelfde signaal. U hoort dat als echo. Spoelwerking Zeker als de verbindingskwaliteit te wensen overlaat, treedt dit verschijnsel gemakkelijk op, met name in een besloten ruimte. Bij GSM-installaties aan boord is de oorzaak meestal gelegen in slordig of onzorgvuldig installatiewerk. Ook hier is weer sprake van interferentie maar nu afkomstig van spoelwerking. Dit heeft niks te maken met spoelwater, maar met het (elektromagnetische) verschijnsel dat lussen in een draad, in elkaars nabijheid, gaan werken als spoel. Misschien is de antennekabel op een bepaald punt opgeschoten, omdat deze te lang was. Ook de twee sierlijke krullen die je wel eens onder de antenne ziet, voordat de antennekabel de mast ingaat, vormen al een spoel. Mogelijke oorzaken van echo: • Opgeschoten antennekabel. (lussen, scherpe hoeken - 2 slagen zijn al genoeg) • Antennekabel langs een wisselstroomkabel. • Antennekabel dicht langs een of meerdere relais. • De nul op het schip: de buitenmantel van de antennekabel maakt contact met het metaal van het schip. Of de antenne is rechtstreeks verbonden met het schip. Met andere woorden, er zit geen isolatievoet onder de antenne. De buitenmantel van de antenne


• •

maakt ook deel uit van het elektrische circuit van de zend/ontvang–installatie. Op dit deel van het circuit staat weliswaar geen spanning (vandaar nul), maar het mag geen contact maken met ander metaal. Antennekabel langs de radar in de stuurhut of in de buurt van andere elektronische apparatuur. Omvormer in de nabijheid van de antennekabel.

Aan de hand van dit lijstje moet u maar eens op zoek gaan. Als u veel last hebt van echo, is het praktisch zeker dat een van bovengenoemde situaties de oorzaak is.

8. General Packet Radio Services GPRS Verbeterde vorm van GSM GPRS is een verbeterde vorm van GSM datacommunicatie via het bestaande mobiele netwerk Misschien moet ik eerst uitleggen wat GSM is, voordat ik de rest kan uitleggen. GSM is het eerste digitale radiocommunicatie systeem voor telefonie dat op de markt kwam. Voor die tijd werd er bij telefoneren alleen met analoge systemen gewerkt. In een GSM-toestel wordt spraak omgezet in data: analoog geluid wordt digitaal vertaald, in bits en bytes. De ontvangende GSM zet bits en bytes weer om in verstaanbare spraak. GSM-spraak is digitale communicatie Bij GSM gaan er dus data door de lucht. Het stemgeluid is gedigitaliseerd. Een computer werkt ook met digitale informatie. Computerbestanden bestaan uitsluitend uit bits en bytes; er hoeft dus niks vertaald te worden. Een databestand kan dus vanuit de computer direct worden verstuurd via de GSM. We hebben het dan over datacommunicatie. Een


voorbeeld daarvan is BICS (Binnenvaart Informatie en Communicatie Systeem). Bij de introductie van GSM bestond de markt voor 99% uit spraak met slechts een fractie dataverkeer. Logisch dat aan spraak het meeste belang werd gehecht. Dat is eigenlijk nog steeds zo, maar het gebruik van GSM voor mobiel dataverkeer neemt snel toe. Bits per seconde Bij GSM is voor het versturen van spraak in totaliteit 14.400 bits per seconde (bps) beschikbaar. Dit is ruim voldoende voor goed verstaanbare spraak. Echter, slechts 9.600 bps wordt daadwerkelijk gebruikt voor de overdracht door de lucht. De rest is nodig voor het “regelen” van het GSM verkeer binnen het netwerk en het leggen en instandhouden van de verbinding. Databestanden bestaan vaak uit tienduizenden, zo niet miljoenen bits. Om die met een acceptabele snelheid te kunnen versturen, hebben we een aanzienlijk “dikkere pijplijn” nodig. Lekker vlot internetten via de GSM zit er dan ook nog niet in.

9 Het verschil tussen GPRS en GSM GSM: verbinding via één gereserveerd kanaal Als u mobiel belt in het huidige GSM-netwerk, bouwt u een verbinding op via een voor u gereserveerd kanaal. Dat kanaal blijft exclusief voor u openstaan, ook tijdens gesprekspauzes of stiltes, zolang u de verbinding maar niet verbreekt. U betaalt dan ook voor de tijd dat de verbinding openstaat. De data waarin de spraak is omgezet, worden opgedeeld in kleine digitale pakketjes; deze worden keurig op volgorde via dat ene gereserveerde kanaal afgewerkt. Zolang dit aparte


verbindingscircuit voor u openstaat, kan niemand anders er gebruik van maken. Al met al een minder efficiente benutting van schaarse etherruimte. GPRS: verbinding via beschikbare kanalen Met de introductie van GPRS krijgt de mobiele gebruiker een dikkere “pijplijn” voor dataverkeer tot zijn beschikking. Zonodig gebruikt GPRS acht kanalen tegelijk, die u overigens moet delen met andere gebruikers. De digitale pakketjes van u en van anderen flitsen over dezelfde kanalen. Alle vrije ruimte op het netwerk wordt benut. Met digitale informatie kan dat, want elk pakketje is perfect geadresseerd. Er raakt niks zoek en er komt niks bij een verkeerde ontvanger terecht. U betaalt voor de hoeveelheid data die u over het netwerk heen en weer stuurt. Met een GPRS toestel bent u online zodra u het toestel aanzet: er hoeft geen verbinding met het netwerk opgezet te worden, zoals bij GSM. Het verschil, zoals de techneuten het uitdrukken: GSM is een circuitgeschakeld communicatiesysteem, GPRS pakketgeschakeld.

10. Snelheid, abonnementen en kosten GPRS Dikke pijplijn: hogere snelheid Door de betere benutting van de schaarste op het mobiele netwerk is er met GPRS in theorie een snelheid mogelijk van 8*14,4 kbps = 115,2 kilobits per seconde. In werkelijkheid zal de snelheid naar verwachting eerder in de buurt komen van 40 kbps. Ter vergelijking: een internetverbinding aan de wal via ISDN is 64 kbps, gewone GSM 9,6 kbps. De hoogst mogelijke snelheid voor GPRS is overigens niet meteen in de markt beschikbaar, dat duurt nog wel een jaar.


Met GPRS krijgen de mobiele gebruikers in de binnenvaart eindelijk een volwaardige aansluiting op het internet en de digitale snelweg. Scheiding tussen data en spraak GPRS is een aanvullende dienst op een bestaand GSM abonnement. Voor die dienst moet u apart betalen. Over exacte prijzen valt nog weinig zinnigs te zeggen. GPRS is er alleen voor dataverkeer . Voor spraakverkeer verandert er niks. Dat wordt afgehandeld en afgerekend zoals het nu gaat. Het opbouwen van een spraakverbinding via een GPRS toestel duurt net zolang als met een gewone GSM, circa 15 seconden. Kosten Voor zover nu bekend moet er voor GPRS een aanvulling op het abonnementsgeld betaald worden van ca. fl. 50,00 per maand. De kosten voor verstuurde of ontvangen data bedragen fl. 4,20 per megabyte. Als marktleider moest KPN Telecom bij de introductie van GPRS een prijs in de markt zetten voor dit nieuwe produkt. Hoe de prijzen zich onder invloed van marktwerking zullen ontwikkelen is nog volstrekt onduidelijk. GPRS kunt u niet rechtstreeks bij KPN krijgen, maar via een serviceprovider.

11. GPRS Toestellen De nu verkrijgbare GPRS toestellen zijn aangepast aan de geleidelijke marktintroduktie van GPRS. In de nabije toekomst zullen er andere toestellen beschikbaar komen met meer mogelijkheden. Maar pas op: niet alle GPRS-netwerken zullen dezelfde mogelijkheden bieden. Dit maakt, bij grensoverschrijdend gebruik, de keuze voor een bepaald toestel tamelijk lastig.


Volwaardig GPRS betekent dat een toestel de beschikking heeft over 8 kanalen (of timeslots). Één kanaal moet beschikbaar blijven voor zenden, één voor ontvangen. De andere zes worden naar behoefte geschakeld op zenden of ontvangen. In de meest uitgebreide uitvoering van GPRS kan men een telefoongesprek voeren terwijl de datacommunicatie doorloopt. Onder het bellen kunt dan gelijktijdig op internet surfen. Maar zover komt het in Nederland waarschijnlijk niet: er wordt hier, naar het zich laat aanzien, geen klasse Anetwerk ontwikkeld. Toegegeven, het klinkt allemaal nog tamelijk vaag, maar het is niet anders. We raden u aan de publikaties van Bureau Telematica hierover nauwlettend te volgen. Specificaties van GPRS toestellen Bij de specificaties van GPRS toestellen kom je enkele nieuwe begrippen tegen. CS staat voor Coding Scheme. Geeft de ‘dikte van de pijplijn’ aan voor binnenkomende informatie. CS 1 komt overeen met de huidige GSM capaciteit van 9500 bits per seconde CS2 13,4 kilobit per seconde CS3 15,6 Kbit/s CS4 hoogste kwaliteit 21,4 Kbit/s Klasse toestellen A,B of C Class A: spraak en data tegelijk Class B: spraak en data, maar niet tegelijk Class C: alleen data UL en DL UL staat voor Up Link en geeft aan hoeveel timeslots (kanalen) er gereserveerd zijn voor verkeer van telefoon naar mobiel netwerk. DL staat voor down Link: het aantal gereserveerde timeslots voor verkeer van netwerk naar


telefoon. In het begin zullen de meeste telefoons uitgerust zijn met 1 UL en 2 DL, 3 DL of 4 DL. Actuele info over GPRS- toestellen zie: • http://nl/allwap.com/ • http://www.binnenvaart.org/BTB/

12. UMTS Universal Mobile Telecommunications Systeem UMTS staat voor Universal Mobile Telecommunications Systems. Het een nieuwe standaard voor de derde generatie mobiele telecommunicatie, ofwel 3G. Met UMTS kunnen snelheden behaald worden tot wel 2 Mbit/s. Dat is in theorie honderden keren sneller dan het huidige GSM-netwerk. Het betekent dat je met een mobiele telefoon - waar je ook bent op de wereld - kunt internetten, mailen en faxen. En dat niet alleen. Ook het versturen en ontvangen van videobeelden behoort tot de mogelijkheden. Dankzij de hoge snelheid is de kwaliteit vergelijkbaar met die van het vaste kabel TV-net. Voor UMTS is een compleet nieuw netwerk nodig. Het bestaande GSM-netwerk kan niet worden ‘opgewaardeerd’ naar UMTS. Het is nog onzeker hoe snel deze ontwikkeling zich voortzet en wanneer UMTS in de markt beschikbaar is. Voor binnenvaartondernemers is deze techniek voorlopig nog volstrekt oninteressant. UMTS-netwerken worden aanvankelijk geconcentreerd rond stedelijke gebieden en economische centra. Volledige dekking langs de internationale vaarwegen kan nog wel een tiental jaren op zich laten wachten.


13. Verbinding tussen computer en GSM-toestel Bij datacommunicatie vormen GSM apparatuur, computer, verbindingen en software een geheel. Ieder onderdeel van deze datacommunicatie-installatie is even belangrijk en moet op elkaar worden afgestemd. Er is geen standaard systeem waarmee computer en GSM-toestel op elkaar worden aangesloten. Dat houdt ook in dat er in de praktijk nog al eens koppelingen gemaakt worden die niet deugen. Hieronder volgt een beschrijving van gangbare manieren om een koppeling tussen computer en GSM tot stand te brengen, plus enkele tips voor een optimale verbinding. PC-card Dit is een losse kaart, die ook wel eens modemkaart wordt genoemd. De PCMCIA kaart, of kortweg PC-Card heeft de grootte van een creditkaart en moet in een houder of slot worden geplaatst. De PCCardhouder kan soms in een bureaucomputer worden ingebouwd. Hij kan ook als los onderdeel (cardhost) bij het GSM toestel staan, maar deze oplossing wordt steeds zeldzamer. De cardhost verdwijnt langzamerhand. Hier voor in de plaats komen oplossingen met een USB-aansluiting. De kabel die GSM-toestel en PC-card verbindt mag niet verlengd worden. Bij een ingebouwde kaarthouder moet de computer dus dicht bij het gsm-toestel staan. Een PC-card is merken type gebonden; dat wil zeggen dat deze moet passen bij de GSM installatie. Voorzichtig is geboden: het kabeltje tussen GSM-toestel en kaarthouder is supergevoelig voor storingen. Er mogen geen


slagen in zitten en het mag niet in de buurt van wisselstroomkabels komen. Bij een losse kaarthouder (cardhost) mag de kabel tussen kaarthouder en computer wel verlengd worden, maar een lengte van meer dan 5 meter wordt erg nadelig. Ook hier geldt weer: hoe korter hoe beter. Tussen een Nokia PremieCell en een computer is een lengte van 20 meter haalbaar, zo blijkt uit de praktijk. Verlenging wordt door KPN overigens afgeraden. PC CARD ingebouwd in gsm-toestel De meeste moderne GSM toestellen zijn voorbereid voor datacommunicatie. De benodigde software is in het aparaat aanwezig. Het toestel wordt middels een speciale kabel aan de PC gekoppeld. Hierbij gelden dezelfde regels als bij een losse kaarthouder. Verlengen van de kabel mag, maar is af te raden. Soft modem De software die nodig is voor de koppeling tussen PC en GSM kan ook rechtstreeks op de computer staan. We hebben dan een zogeheten softmodem. Vanaf het gsm-toestel loopt de kabel direct naar de computer. Het GSM signaal wordt in de computer omgezet naar een voor de computer bruikbaar signaal. De kabel mag ook niet verlengd worden. De kabel is ook supergevoelig voor spoelvorming (slagen of lussen in de draad) en beinvloeding van het signaal door (wisselstroom)kabels. Drivers voor PC-CARDS Bij de aanschaf van een PC-card wordt een CD ROM en/of een diskette meegeleverd met de juiste drivers, de besturingssoftware voor de kaart. Installeer deze ook! Windows biedt de mogelijkheid enige universele drivers te gebruiken, maar deze geven niet het beste resultaat. GSM-


toestel en datacard zijn op elkaar afgestemd. Bij een bepaald merk en type GSM hoort een kaart-type dat daarvoor geschikt moet zijn. Via de computer moet de speciale driver worden geladen die bij deze datacard hoort. Storingsvrije korte verbindingen De verbinding tussen computer en gsm-toestel moet zo kort mogelijk zijn. Maar dat komt vaak minder goed uit. Vooral als de computer niet in de stuurhut staat. Ook zijn de verbindingskabels erg gevoelig voor storingen als er wisselstroomkabels in de buurt zijn. Oplossing: te overwegen valt een kleine of verouderde computer in de stuurhut te koppelen aan de GSM en deze computer tevens via een netwerk te verbinden met de overige computers aan boord. De verbindingskabel tussen de verschillende computers mag praktisch onbeperkt lang zijn en is redelijk ongevoelig voor storingen.

Dit boekje is samengesteld door Bureau telematica Binnenvaart, in samenwerking met Elbert Vissers, Dekatel en KPN Mobile - Rotterdam 2001. Meer informatie: Bureau Telematica Binnenvaart Vasteland 12e 3011 BL Rotterdam E-mail: [email protected] http://www.binnenvaart.org tel: 010 - 2060606 fax: 010 2134506


Trefwoordenlijst aluminium stuurhut ............... 9 antenne beugel ..................... 9 Antennekabels ...................... 5 BICS .................................... 16 bits en bytes ........................ 15 bps ....................................... 16 CE markering ...................... 11 circuitgeschakeld ................ 17 coaxiaalkabels ...................... 5 computer ............................. 21 data...................................... 15 digitale communicatie ......... 15 echo..................................... 13 elektromagnetische straling 12 generator ............................. 10 gesoldeerde verbinding ........ 6 GPRS................................... 15 handy................................... 12 Hoogte & obstakels............... 3 Interferentie ......................... 14 internet................................. 18 internetten ........................... 16 isolatievoet .......................... 14 kaarthouder ......................... 21 low-loss kabel ....................... 5 lussen .................................. 14

marifoonantennes..................9 metalen kooi ..........................7 modemkaart.........................21 Omvormer............................15 pakketgeschakeld................17 PC-card................................22 Premiecell ............................13 radar.....................................15 scheepsomgeving .................3 schotelantenne ......................7 Signaal ...................................3 sinus-omvormer...................10 spoelwerking........................14 stralingsbeeld ........................7 stuurprogramma ..................11 test zelf de signaalsterkt .......5 trapeziumomvormer ............10 UMTS ...................................20 UPS......................................10 vaargebied .............................8 Vermogen ..............................4 Water van invloed op signaal4 wisselstroomkabels .........6, 22

Deze tekst is zo zorgvuldig mogelijk samengesteld. Bureau Telematica Binnenvaart aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor schade die mogelijkerwijs is ontstaan als gevolg van onjuistheden in de tekst en de overige informatie in dit boekje


3e druk

Dit boekje is samengesteld door Bureau telematica Binnenvaart, in samenwerking met Elbert Vissers, Dekatel en KPN Mobile Rotterdam 2001. Meer informatie: Bureau Telematica Binnenvaart Vasteland 12e 3011 BL Rotterdam E-mail: [email protected] http://www.binnenvaart.org tel: 010 - 2060606 fax: 010 2134506

De Juiste GSM Scheepsinstallatie

Recommend Documents