Etähallinta 3G-reitittimellä

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehdään Kouvolassa toimivalle DD-Control-yritykselle, joka tarjoaa langattomasti etähallittavia automaatioratkaisuja ohjelmoitavilla logiikoilla. Opinnäytetyössä käsitellään langattoman etähallinnan mahdollistamista ja optimointia 3G-reitittimellä (Third Generation). Opinnäytetyössä tutkitaan ja vertaillaan kahta 3G-reititintä ja niiden soveltuvuutta etähallintaan. Tavoitteena on myös tutkia lisäantennien vaikutusta muodostettavaan 3G-yhteyteen.

3G-tekniikalla tarkoitetaan kolmannen sukupolven matkapuhelintekniikoita, joista Euroopassa yleisimmin käytetty tekniikka on UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). UMTS käyttää laajakaistaista koodijakotekniikkaa, joka mahdollistaa teoreettisen 2 Mbit/s maksimisiirtonopeuden. UMTS-verkko koostuu runkoverkosta, radioliityntäverkosta ja päätelaitteista. Suomen UMTS-verkot käyttävät 900- ja 2100-taajuuskaistoja. Alkuperäistä release 99:n version UMTS-verkkoa on kehitetty entistä tehokkaammaksi käyttämällä HSPA-tekniikkaa (High Speed Packet Access), jonka uusimmat versiot mahdollistavat jopa teoreettisen 42 Mbit/s maksiminopeuden. UMTS-verkon päätelaitteet käyttävät erilaisia antennityyppejä, joita ovat esimerkiksi suunta-antennit ja ympärisäteilevät antennit. Yleisimmät 3G-reitittimien tietoturvaominaisuudet ovat pakettisuodatus ja VPN-tuki (Virtual Private Network).

3G-reitittimien ominaisuuksia vertaamalla huomataan selvä ero suunnitelluilla käyttötarkoituksilla. Laitteissa käytettävä 3G-tekniikka eroaa huomattavasti, mikä vaikuttaa jonkin verran laitteiden käyttöönottoon. Antennimittauksista voidaan todeta, että suunta-antenni ei ole yleisesti tarpeellinen kaupunkiseudulla. 3G-reitittimien tietoturvaominaisuudet eroavat VPN-tuella. Muodostetaan eri kapselointiprotokollia käyttävät VPN-tunnelit, jotka parantavat etähallinnan tietoturvaa huomattavasti. Etähallinta mahdollistetaan ohjelmoitavalle logiikalle eri tavoilla.

Opinnäytetyö onnistui, vaikka VPN-tunneleiden käytössä ilmeni hieman yhteensopivuusongelmia. Antennimittaukset olisi voitu tehdä myös tukiaseman kuuluvuusalueen rajalla, jolloin suunta-antennin merkitys olisi korostunut. Etähallintayhteys saatiin onnistuneesti ohjelmoitavaan logiikkaan.

This Bachelor's thesis was made for DD-Control, a Kouvola-based company, which provides wirelessly and remotely controlled automation solutions for programmable logic controllers. The thesis deals with the enabling and optimization of the 3G (Third Generation) router. Two 3G routers and their suitability for remote management were investigated and compared. Another goal was to investigate the effect of additional antennas on the 3G connection.

3G technology refers to third generation cellular technologies, of which the most commonly used technique in Europe is the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). UMTS uses the broadband code division technique, which enables the theoretical maximum transfer speed of 2 Mbit/s. The UMTS network consists of the core network, radio access network and terminal equipment. Finnish UMTS networks use the 900 and 2100 frequency bands. The first version of the UMTS network has been developed for more efficient use with HSPA (High Speed Packet Access) technology, which allows a theoretical maximum speed of 42 Mbit/s. UMTS network terminals use a variety of different antenna types, which include directional antennas and omni antennas. The most common security features in 3G routers are packet filtering and VPN (Virtual Private Network) support.

When comparing the features of the 3G routers, a clear difference was noticed in the planned uses. The 3G technology used in the devices differs significantly, which affects the equipment deployment. The antenna measurements showed that the use of a directional antenna is not necessary in metropolitan areas. The security features of the 3G routers differ in that they support different VPN technologies. Two different VPN tunnels were formed, and they improved the security of the remote management significantly. Remote management was enabled for the programmable logic controller with different methods.

The Bachelor's thesis was successful, even though there were some compatibility issues in the forming of the VPN tunnels. Antenna measurement could also have been made at the border of the base station coverage area, so the role of the directional antenna would have been more prominent. Remote access connection was successfully formed with the programmable logic controller.