M2M Summit 2011 Special Edition - M2M Alliance

Entwicklerforum – Mission Qualitätssicherung
Neue Labortestumgebung für
verlässliche Qualitätssicherung
New Lab Test Environment
for Reliable Quality Assurance
Lösungen für die Machine-to-Machine
(M2M) Kommunikation mittels
Mobilfunkverbindungen gewinnen
immer mehr an Bedeutung.
Solutions for Machine-to-Machine
(M2M) communications via cellular
connections are becoming more and
more important.
Die Mobilfunk-basierte M2M-Kommunikation
ermöglicht Überwachungs- und Steuerungsaufgaben
von geographisch verteilten
technischen Prozessen, die außerhalb
des Anschlussbereiches von drahtgebundenen
Kommunikationsnetzen liegen.
Problemsituation
Die entwicklungsbegleitende Qualitätssicherung
von M2M-Komponenten und
M2M-Anwendungen erfolgt heute üblicherweise
unter ausschließlicher Nutzung
der vorhandenen realen Mobilfunknetze.
Durch die in realen Netzen auftretenden
Schwankungen in den Netzbedingungen,
wie Empfangsfeldstärke oder Nutzeranzahl,
lassen sich Testbedingungen nur
sehr schwer reproduzieren. Wenn man zusätzlich
bedenkt, dass sich die einzelnen
Darstellung der Übertragungskette
Illustration of the transmission chain
44 M2M Journal 09 | M2M Summit – Special Edition | 09/11
Netze ebenfalls in ihren Parametern unterscheiden
und man die Funktionsfähigkeit
in einer Vielzahl von Mobilfunknetzen
gewährleisten möchte, vergrößert sich die
Anzahl aller zu untersuchenden Fälle nochmals
erheblich. Dadurch ist eine Qualitätssicherung
unter ausschließlicher Nutzung
der realen Netze nicht ausreichend.
Lösungsansatz
Ein Lösungsansatz besteht darin, eine
Testumgebung zu schaffen, die die gesamte
Übertragungskette unter Laborbedingungen
nachstellen kann. Hierzu
gehören neben der M2M-Komponente als
Prüfling, das Mobilfunksystem und das Internet,
sowie der Datenintegrationspunkt.
Hierzu hat das Institut für Industrielle Informationstechnik
(inIT) der Hochschule
Ostwestfalen-Lippe in Lemgo eine neuartige
Labortestumgebung für die entwicklungsbegleitende
Qualitätssicherung von
M2M-Anwendungen geschaffen. Mit dieser
Messumgebung, bestehend aus einem
Weitverkehrsnetz- und einem Mobilfunkemulator
mit entsprechender Steuersoftware,
stehen nun erstmalig reproduzierbare
Testmöglichkeiten auch für kleine
und mittlere Unternehmen aus dem M2M-
Umfeld zur Verfügung. Die in diesen Test-
szenarien genutzten Parameter reichen
dabei von grundlegenden physikalischen
Netzparametern, wie die verwendeten
Frequenzen und Codierungsschemata, bis
hin zur Regelung der Empfangsfeldstärke.
Durch das Emulieren einer zweiten Mobilfunkzelle
können ebenfalls Situationen,
wie das dauerhafte Roaming zwischen
zwei Zellen getestet werden. Weiterhin
können verschiedenste Effekte, wie Paketverluste,
Verzögerungen etc., die einem
IP-Paket auf dem Weg durch das Internet
widerfahren, nachgestellt werden.
Ergänzt wird das Testsystem durch automatisiert
betriebene Datengeneratoren
und – analysatoren, die die Qualität der
Datenübertragung aus Sicht der Anwendung
bewertbar machen.
Vorteil für M2M Hersteller
Vor dem Hintergrund, dass Hersteller von
M2M-Komponenten häufig kleine und mittlere
Unternehmen sind und nicht über spezielles
Testequipment verfügen, wird mit
diesem neuen Dienstleistungsangebot ein
wichtiger Beitrag zur Qualitätssicherung
von M2M-Produkten und M2M-Anwendungen
erbracht. Aber auch Anwender können
von der Testumgebung profitieren, in dem
M2M-Komponenten in einem Benchmark
objektiv vergleichbar werden.
The cellular-based M2M communication allows
monitoring and control of geographically
distributed technical processes that
aren’t covered by wired communication
networks.
Problem definition
The development related quality assurance
procedures of M2M components
and applications commonly facilitate only
real existing mobile networks. Due to the
fluctuations that occur in real networks
in the network conditions, such as signal
strength or number of users, it can be very
difficult to create reproducible test conditions.
In addition, if one considers that the
individual cellular networks also differ in
their parameters and you want to ensure
the operability in a variety of mobile networks,
the number of the examined test
cases increases significantly. A quality
assurance under the exclusive use of real
networks is therefore not sufficient.
Approach
One approach is to create a test environment
that can reproduce the entire trans-
„Internet of Things“
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mission chain under laboratory conditions.
This includes the M2M component
(device under test), the cellular communication
system, the Internet and the data
integration point.
To achieve this, the Institute for Industrial
Information Technology (inIT),
Ostwestfalen-Lippe University of Applied
Sciences in Lemgo, has developed
a new laboratory test environment for
development related quality assurance
control of M2M applications and components.
With this measurement environment,
consisting of a wide-area network
and a mobile emulator with appropriate
control software, reproducible test opportunities
for small and medium-sized
companies in the M2M oriented environment
are now made available for the
first time. The parameters used in these
test scenarios range from basic physical
network parameters such as frequencies
and encoding schemes, to control of signal
strength. By emulating a second cell,
special situations, such as the permanent
roaming from one cell to another,
can also be tested. Furthermore, it is
possible to emulate various effects, such
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Microtronics Engineering GmbH, Hauptstraße 7, 3244 Ruprechtshofen, Austria, Europe
T +43 (0)2756 77180, F +43 (0)2756 77180-33, office@microtronics.at, www.microtronics.at
Entwicklerforum – Mission Qualitätssicherung
as packet loss, delay, etc., that might affect
an IP packet on the way through the
Internet. The test system is supplemented
by automated data generators and
– analyzers that enable the assessment
of data transmission quality from an application
point of view.
Advantages for M2M developers
Given the fact that producers of M2M components
are often small and medium enterprises
without special test equipment
at their hands, this new test service offer
is an important contribution to quality assurance
of M2M products and M2M applications.
Users can also benefit from the
test environment using it as a benchmark
for M2M components.
Contact
Mark Schäfermann
inIT – Institut Industrial IT Hochschule
Ostwestfalen-Lippe
mark.schaefermann@hs-owl.de
www.trustedIT.de
Zusammenhänge
in ihrer Gesamtheit erfassen
Mit Lösungen von Microtronics.