Welche Herausforderungen stellt eine mobile Funkkommunikation?
Die funkbasierte Kommunikation einer mobilen Einheit zu einer ortsfesten Leitstelle (Serverseite) stellt besondere Herausforderungen an ein Datenübertragungsprotokoll.
Entgegen aller Behauptungen sind derzeitige Funknetze (GSM, Wireless LAN) immer eine instabile Kommunikationsplattform. Es gibt keine Zusicherungen zu Bandbreite, Paketlaufzeit, Fehlerrate oder Quality of Service. Es existiert lediglich eine durchschnittliche Erwartungshaltung basierend auf Erfahrungen.
Bei notwendigen Arbeiten zwischen zwei Zügen (z. B. Zugeingangskontrolle) oder unter Rohrbrücken dürfte sich jegliche Funkausleuchtung deutlich verschlechtern. Pauschale Aussagen wie, Anwender könnten heute immer „online“ sein, sind unrealistisch.
Mobile Anwendungen müssen mit minimalem Datenverkehr auskommen, damit kurze Antwortzeiten auch unter „worst case“-Funkbedingungen erreicht werden können. Sie müssen auch unabhängig vom Kommunikationsmedium offline funktionieren, um den „flüssigen“ Arbeitsprozess nicht zu stören.
Dazu gehört auch, dass der Status der Datenübertragung einfach zu erkennen ist. Ein „Lebenszeichen Grün“ zeigt an, dass eine Online-Datenkommunikation möglich ist.
Die Beeinflussung der Funkausleuchtung
- durch abschirmende, massive Gegenstände (andere Wagen, Lokomotiven, Gebäude,…),
- die Auslastung der Funkzelle durch weitere Nutzer,
- die Ortsveränderung der mobilen Einheit innerhalb einer Funkzelle,
- das Roaming bei Übergabe zwischen Funkzellen und
- der Grad des Ausbaus des jeweiligen Providernetzwerkes
sind Beispiele dafür, dass „Quality of Service“ für die Übertragung von Daten nicht vorausgesetzt werden kann. Viel mehr ist der „worst case“ – also ein Verbindungsabbruch während einer Datenübertragung – als Normalfall zu betrachten. Typisch sind ein ständiger Wechsel zwischen schmalbandigen Verbindungen mit wenigen kBit/s Übertragungsrate, zeitweise Verbindungsraten von über 100kBit/s netto und kurze bzw. dauerhafte Unterbrechungen der Datenübertragung.
Ein Datenübertragungsprotokoll für den geplanten Einsatzzweck muss deswegen robust gegen Verbindungsabbrüche reagieren und zu jedem Zeitpunkt über einen Status verfügen, der einen sicheren, automatischen Wideranlauf einer unterbrochenen Übertragung gewährleistet.
Auf der Senderseite kann die Nichtverfügbarkeit der Funkverbindung, z. B. in einem „Funkloch“, dazu führen, dass anfallende Nutzdaten nicht übertragen werden können. Sie müssen so lange zwischengespeichert werden, bis die Verbindung zur Serverseite wieder hergestellt ist oder vordefinierte Kriterien
einen Pufferüberlauf durch Löschen von Daten verhindern.