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Serial over IP
Wie im Router integrierte Funktionen für die Übertragung serielle Daten verwenden
Lucas Hauser & Serdar Atasoy I 2023-11-07
Ihre Gastgeber
Lucas Hauser
Technical Account Manager
lucas.hauser@westermo.com
+49 7254 95400 17
+49 160 97252672
Serdar Atasoy
Key Account Manager
serdar.atasoy@westermo.com
+49 7254 95400 20
+49 160 90570283
Wir freuen uns auf Ihre Frage
• Nutzen Sie einfach die Chatfunktion
• Fragen sind auch anonym möglich
• Alle Fragen werden am Ende der Präsentation entsprechend beantwortet
Live Stream
• Sie können den Live Stream auch entsprechend stoppen und wieder starten
• Dazu verwenden Sie am besten den Pause / Play Button an der linken unteren Ecke
Serial over Ethernet
Die Grundlagen der seriellen
Übertragung
Eine kurze Einführung in die serielle Welt
7
Übersicht
Serielle Kommunikation
Zuerst ist es – Einfach
Man schickt Bit für Bit über ein Kabel
(Eines nach dem Anderen = Seriell)
Kein Automatismus –
Es ist manuell auf beiden Seiten einzustellen
Meist verbreitete Standards sind:
• RS232, RS422 und RS485
? ?
8
DTE und DCE
Serielle Kommunikation
Datenbits werden über nur ein Kabel übertragen
• Gerades Kabel wird zwischen PC (DTE - Data
Terminal Equipment) und Modem (DCE -
Data Communication Equipment)
• Crossover Kabel, wenn DTE–DTE oder DCE–
DCE
Kein Automatismus für
• Protokoll
• Geschwindigkeit / Baud
• Terminierung
• Packetgröße
• etc
9
Standards und Topologien
Serielle Kommunikation
RS232
• Max. Leitungslänge: 15 m
• Punkt zu Punkt
• Full-Duplex
RS485
• Max. Leitungslänge: 1200 m
• Multi-Drop
• Half-Duplex
RS422
• Max. Leitungslänge: 1200 m
• Multi-Drop
• Full-Duplex
Punkt zu Punkt
Rx Rx Rx
Rx
Rx
Rx
Tx
Multi-Drop / Half-Duplex
Multi-Drop / Full-Duplex
Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx
Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx
10
Übersicht
RS232
9-Pol Sub-D
• Alt: 25pin
Punkt-zu-Punkt Kommunikation
Störungsempfindlich (max 15 m)
Full Duplex
Beispiel: 96008N1
• 9600 Baud / Bits/s
• 8 data bits
• no Parity
• 1 stop bit
DTE = Stift / DCE = Buchse
11
Multidrop
RS485 – Half-Duplex
• 1 TX & RX (2 Draht)
RS422 – Full-Duplex
• 1 TX, 1 RX (4 Draht)
Terminierung – An den Kabelenden!
• Ca. 120Ω
• In den Westermo Geräten aktivierbar
Typischerweise Master/ Follower Protokoll
• 1 Master
• x Followers
Bis zu 32 Teilnehmer pro Segment
Max. Leitungslänge von bis zu 1200m
• Ohne Repeater
• Abhängig von der Geschwindigkeit (160kbit/s)
Übersicht
RS422/RS485
Serial over IP (Ethernet)
Was ist serielle Übertragung
Eine kurze Übersicht, was „Seriell über Ethernet“ bedeutet.
14
Was bedeutet “Serial Over IP”?
Ermöglicht serielle Daten über ein IP-Packet zu
übertragen
Bietet bestehenden seriellen Equipment die
Nutzung von IP-Netzwerken
Westermo verwendet serielle
Übertragungstechnologien bereits seit Jahren
WeOS unterstützt TCP Server/Client und UDP Peer
15
Punkt zu Punkt
TCP Server/Client
TCP Server/Client
Punkt zu Punkt Kommunikation
Modem Replacement Funktionalität
• Somit kann bestehende Hardware weiter
verwendet werden
Je ein Server und ein Client (ausgenommen TCP
Multipunkt)
Datenverkehr ist aber Bi-Directional!
Multi-Point TCP Mode (seit 4.31.0)
16
One to Many
UDP Peer
UDP Peer Mode ermöglicht die Kommunikation
von einem Endgerät zu vielen Endgeräten
Datenverkehr kann sowohl Uni- als auch Bi-
Direktional sein
Option von Multicast Telegrammen um die
Netzwerkeffizienz weiter zu erhöhen
Geringerer Overhead aufgrund von UDP im
Vergleich zu TCP
17
Bi-Directional oder Uni-Directional
Manche serielle Protokolle benötigen nur die
Daten in eine Richtung
• Modbus (Follower sendet Daten an den
Master)
TCP Server/Client ist immer Bi-Direktional
UDP Peer müssen alle Gegenstellen angegeben
werden
• Somit ist der Datenverkehr Uni-Directional
• Anhand der Peer Einstellungen kann der
Datenverkehr auch "Bi-Directional“ sein
Bi-directional
RX
TX
Uni-
directional
18
COMPort Redirector
Virtuelle COM Ports
Legt eine virtuellen seriellen Port an
(COM-Port in Windows)
Unterstützt TCP Server oder TCP Client
Verfügbar auf unserer Westermo Website
Hier der Link:
19
Punkt zu Punkt & One to Many
COMport Redirector
Ermöglicht eine Kommunikation mit seriellen
Endgeräten vom PC aus
Ein virtueller COM-Port eines PCs verbindet sich
mit einem TCP Server
Mit Hilfe eines Terminal-Programms kann dann mit
dem seriellen Gerät kommuniziert werden
So als wäre das serielle Gerät lokal am PC
angeschlossen
Die Konfiguration
Das HowTo am WeOS Gerät
21
Configuration > Serial > Port
Serial Port
RS232, RS422 oder RS485
Lynx und Wolverine unterstützen alle Schnittstellen
(Modellabhängig)
Bei RS422/RS485 kann direkt die Terminierung
aktiviert werden
Serielle Ports sind nicht zwingend aktiviert per
Werkseinstellung!
22
Configuration > Serial > Serial over IP > New > Server (TCP)
TCP Server
Konfiguration von WeOS als TCP Serial Server
Limitierung auf Interfaces und Port für die
Verbindung
Auswahl des seriellen Ports
• 1 oder 2 (wenn 2 verbaut sind)
Default Einstellungen für Frame Separator / Frame
Size / Frame Delay passen oft ganz gut
23
Configuration > Serial > Serial over IP > New > Client (TCP)
TCP Client
Verbindet WeOS mit einem TCP Server
IP-Adresse und Port der Gegenstelle wird
konfiguriert
24
Server
TCP Server/Client
Client
25
Configuration > Serial > Serial over IP > New > Peer (UDP)
UDP Peer
Ermöglicht Many-to-Many Kommunikation
UDP Peer benötigt dann auf beiden Seiten
• Lokaler Port / Interface
• Gegenstelle(n)
Der „Serial Port“ muss auch zugeordnet werden
Packing-Algorithmus identisch zum TCP Mode
Das Überwachen der Funktion
27
Status > Serial > Serial over IP
TCP Server/Client
Client/Server zeigt den Modus der Verbindung an
CLI zeigt auch die Verbindungsdauer an
• Aktuell nicht in der Web-Oberfläche
verfügbar
“Transfer Rate” und “Total Bytes” zeigen aktuelle
Live Daten an (Auto Refresh aktivieren)
28
Status > Serial > Serial over IP
UDP Peer
Verbindung wird immer als aufgebaut angezeigt!
• UDP ist verbindungslos
“Transfer Rate” und “Total Bytes” zeigen aktuelle
Live Daten an (Auto Refresh aktivieren)
Beide Seiten haben identische Anzeigen
• Unterschied zu TCP Server/Client
Anwendungen
(Beispiele)
30
Serielle und aktuelle IP-Geräte im gleichen Netz
Ein Beispiel für die Kombination von verschiedenen Geräten im gleichen Netz. IP-Kameras und serielle
Endgeräte
31
2 serielle Modbus Verbindungen auf einmal
Ein Beispiel für die Verwendung der beiden Anschlüsse für eine doppelte Modbus Verbindung.
32
Ersetzen von Modem Verbindungen
Ein Beispiel für die Verwendung der seriellen Verbindung als Modem Ersatz über das Internet.
Serielle Übertragung über IP-Netze:
• Was sind die Grundlagen
• Umsetzungen in Netzwerken
• Wie einfach ist die Konfiguration
• Beispiele für die Anwendungen
Fragen und Antworten
Aufzeichnung /
Newsletter
36
Ausblick geplante Webinare 2023
Dez.
WeConfig
05.12.2023
Aber auch nächstes Jahr geht es wieder weiter. Seien Sie gespannt auf 2024
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Webinar Serial-over-IP

  • 1. Serial over IP Wie im Router integrierte Funktionen für die Übertragung serielle Daten verwenden Lucas Hauser & Serdar Atasoy I 2023-11-07
  • 2. Ihre Gastgeber Lucas Hauser Technical Account Manager lucas.hauser@westermo.com +49 7254 95400 17 +49 160 97252672 Serdar Atasoy Key Account Manager serdar.atasoy@westermo.com +49 7254 95400 20 +49 160 90570283
  • 3. Wir freuen uns auf Ihre Frage • Nutzen Sie einfach die Chatfunktion • Fragen sind auch anonym möglich • Alle Fragen werden am Ende der Präsentation entsprechend beantwortet
  • 4. Live Stream • Sie können den Live Stream auch entsprechend stoppen und wieder starten • Dazu verwenden Sie am besten den Pause / Play Button an der linken unteren Ecke
  • 6. Die Grundlagen der seriellen Übertragung Eine kurze Einführung in die serielle Welt
  • 7. 7 Übersicht Serielle Kommunikation Zuerst ist es – Einfach Man schickt Bit für Bit über ein Kabel (Eines nach dem Anderen = Seriell) Kein Automatismus – Es ist manuell auf beiden Seiten einzustellen Meist verbreitete Standards sind: • RS232, RS422 und RS485 ? ?
  • 8. 8 DTE und DCE Serielle Kommunikation Datenbits werden über nur ein Kabel übertragen • Gerades Kabel wird zwischen PC (DTE - Data Terminal Equipment) und Modem (DCE - Data Communication Equipment) • Crossover Kabel, wenn DTE–DTE oder DCE– DCE Kein Automatismus für • Protokoll • Geschwindigkeit / Baud • Terminierung • Packetgröße • etc
  • 9. 9 Standards und Topologien Serielle Kommunikation RS232 • Max. Leitungslänge: 15 m • Punkt zu Punkt • Full-Duplex RS485 • Max. Leitungslänge: 1200 m • Multi-Drop • Half-Duplex RS422 • Max. Leitungslänge: 1200 m • Multi-Drop • Full-Duplex Punkt zu Punkt Rx Rx Rx Rx Rx Rx Tx Multi-Drop / Half-Duplex Multi-Drop / Full-Duplex Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx Tx / Rx
  • 10. 10 Übersicht RS232 9-Pol Sub-D • Alt: 25pin Punkt-zu-Punkt Kommunikation Störungsempfindlich (max 15 m) Full Duplex Beispiel: 96008N1 • 9600 Baud / Bits/s • 8 data bits • no Parity • 1 stop bit DTE = Stift / DCE = Buchse
  • 11. 11 Multidrop RS485 – Half-Duplex • 1 TX & RX (2 Draht) RS422 – Full-Duplex • 1 TX, 1 RX (4 Draht) Terminierung – An den Kabelenden! • Ca. 120Ω • In den Westermo Geräten aktivierbar Typischerweise Master/ Follower Protokoll • 1 Master • x Followers Bis zu 32 Teilnehmer pro Segment Max. Leitungslänge von bis zu 1200m • Ohne Repeater • Abhängig von der Geschwindigkeit (160kbit/s) Übersicht RS422/RS485
  • 12. Serial over IP (Ethernet)
  • 13. Was ist serielle Übertragung Eine kurze Übersicht, was „Seriell über Ethernet“ bedeutet.
  • 14. 14 Was bedeutet “Serial Over IP”? Ermöglicht serielle Daten über ein IP-Packet zu übertragen Bietet bestehenden seriellen Equipment die Nutzung von IP-Netzwerken Westermo verwendet serielle Übertragungstechnologien bereits seit Jahren WeOS unterstützt TCP Server/Client und UDP Peer
  • 15. 15 Punkt zu Punkt TCP Server/Client TCP Server/Client Punkt zu Punkt Kommunikation Modem Replacement Funktionalität • Somit kann bestehende Hardware weiter verwendet werden Je ein Server und ein Client (ausgenommen TCP Multipunkt) Datenverkehr ist aber Bi-Directional! Multi-Point TCP Mode (seit 4.31.0)
  • 16. 16 One to Many UDP Peer UDP Peer Mode ermöglicht die Kommunikation von einem Endgerät zu vielen Endgeräten Datenverkehr kann sowohl Uni- als auch Bi- Direktional sein Option von Multicast Telegrammen um die Netzwerkeffizienz weiter zu erhöhen Geringerer Overhead aufgrund von UDP im Vergleich zu TCP
  • 17. 17 Bi-Directional oder Uni-Directional Manche serielle Protokolle benötigen nur die Daten in eine Richtung • Modbus (Follower sendet Daten an den Master) TCP Server/Client ist immer Bi-Direktional UDP Peer müssen alle Gegenstellen angegeben werden • Somit ist der Datenverkehr Uni-Directional • Anhand der Peer Einstellungen kann der Datenverkehr auch "Bi-Directional“ sein Bi-directional RX TX Uni- directional
  • 18. 18 COMPort Redirector Virtuelle COM Ports Legt eine virtuellen seriellen Port an (COM-Port in Windows) Unterstützt TCP Server oder TCP Client Verfügbar auf unserer Westermo Website Hier der Link:
  • 19. 19 Punkt zu Punkt & One to Many COMport Redirector Ermöglicht eine Kommunikation mit seriellen Endgeräten vom PC aus Ein virtueller COM-Port eines PCs verbindet sich mit einem TCP Server Mit Hilfe eines Terminal-Programms kann dann mit dem seriellen Gerät kommuniziert werden So als wäre das serielle Gerät lokal am PC angeschlossen
  • 20. Die Konfiguration Das HowTo am WeOS Gerät
  • 21. 21 Configuration > Serial > Port Serial Port RS232, RS422 oder RS485 Lynx und Wolverine unterstützen alle Schnittstellen (Modellabhängig) Bei RS422/RS485 kann direkt die Terminierung aktiviert werden Serielle Ports sind nicht zwingend aktiviert per Werkseinstellung!
  • 22. 22 Configuration > Serial > Serial over IP > New > Server (TCP) TCP Server Konfiguration von WeOS als TCP Serial Server Limitierung auf Interfaces und Port für die Verbindung Auswahl des seriellen Ports • 1 oder 2 (wenn 2 verbaut sind) Default Einstellungen für Frame Separator / Frame Size / Frame Delay passen oft ganz gut
  • 23. 23 Configuration > Serial > Serial over IP > New > Client (TCP) TCP Client Verbindet WeOS mit einem TCP Server IP-Adresse und Port der Gegenstelle wird konfiguriert
  • 25. 25 Configuration > Serial > Serial over IP > New > Peer (UDP) UDP Peer Ermöglicht Many-to-Many Kommunikation UDP Peer benötigt dann auf beiden Seiten • Lokaler Port / Interface • Gegenstelle(n) Der „Serial Port“ muss auch zugeordnet werden Packing-Algorithmus identisch zum TCP Mode
  • 27. 27 Status > Serial > Serial over IP TCP Server/Client Client/Server zeigt den Modus der Verbindung an CLI zeigt auch die Verbindungsdauer an • Aktuell nicht in der Web-Oberfläche verfügbar “Transfer Rate” und “Total Bytes” zeigen aktuelle Live Daten an (Auto Refresh aktivieren)
  • 28. 28 Status > Serial > Serial over IP UDP Peer Verbindung wird immer als aufgebaut angezeigt! • UDP ist verbindungslos “Transfer Rate” und “Total Bytes” zeigen aktuelle Live Daten an (Auto Refresh aktivieren) Beide Seiten haben identische Anzeigen • Unterschied zu TCP Server/Client
  • 30. 30 Serielle und aktuelle IP-Geräte im gleichen Netz Ein Beispiel für die Kombination von verschiedenen Geräten im gleichen Netz. IP-Kameras und serielle Endgeräte
  • 31. 31 2 serielle Modbus Verbindungen auf einmal Ein Beispiel für die Verwendung der beiden Anschlüsse für eine doppelte Modbus Verbindung.
  • 32. 32 Ersetzen von Modem Verbindungen Ein Beispiel für die Verwendung der seriellen Verbindung als Modem Ersatz über das Internet.
  • 33. Serielle Übertragung über IP-Netze: • Was sind die Grundlagen • Umsetzungen in Netzwerken • Wie einfach ist die Konfiguration • Beispiele für die Anwendungen
  • 36. 36 Ausblick geplante Webinare 2023 Dez. WeConfig 05.12.2023 Aber auch nächstes Jahr geht es wieder weiter. Seien Sie gespannt auf 2024
  • 37. Ihre Gastgeber Lucas Hauser Technical Account Manager lucas.hauser@westermo.com +49 7254 95400 17 +49 160 97252672 Serdar Atasoy Key Account Manager serdar.atasoy@westermo.com +49 7254 95400 20 +49 160 90570283
  • 38. Y O U R PA R T N E R F O R M I S S I O N C R I T I C A L I N D U S T R I A L N E T W O R K S