Teltonika TRB143 Industrie-Gateway mit LTE CAT4 und M-Bus

Highlights auf einen Blick

• 4G LTE Cat 4-Konnektivität mit bis zu 150 Mbit/s und 3G- sowie 2G-Fallback
• Integrierte M-Bus-Schnittstelle zur Steuerung von bis zu 250 Slaves und Stromversorgung von bis zu 6 Geräten
• Gigabit-Ethernet 10/100/1000 Mbit/s über einen RJ45-Port mit Auto MDI/MDIX
• Aluminiumgehäuse IP30 für Betriebstemperaturen von -40 °C bis 75 °C, Montage auf DIN-Schiene oder ebener Fläche
• Fernverwaltung über RMS mit TR-069, SNMP, SSH, MQTT und JSON-RPC
• Mehrere VPNs: OpenVPN, IPsec, WireGuard, ZeroTier, L2TP, SSTP, DMVPN, Tinc, Stunnel
• IoT-Integrationen: Cloud of Things, ThingWorx, Cumulocity, Azure IoT Hub, MQTT, DNP3

Mobile Konnektivität und M-Bus

Das TRB143 verfügt über ein 4G LTE Cat 4-Mobilfunkmodul mit einer maximalen Download-Geschwindigkeit von 150 Mbit/s sowie Abwärtskompatibilität zu 3G mit bis zu 42 Mbit/s und 2G mit bis zu 236,8 kbit/s. Ein Mini-SIM-Steckplatz (2FF, 1,8 V/3 V) und ein dedizierter SMA-Antennenanschluss für LTE sorgen für die Funkverbindung. Die Gateway unterstützt LTE-FDD- und LTE-TDD-Bänder für Europa, den Nahen Osten, Afrika, Thailand und Japan sowie die entsprechenden 3G- und 2G-Bänder.

Die integrierte M-Bus-Schnittstelle ist das herausragende Merkmal des TRB143 für Telemetrie- und Zähleranwendungen. Sie kann bis zu 250 Slave-Geräte am Bus verwalten und bis zu 6 davon direkt mit Strom versorgen, sodass keine externe Stromversorgung für Zähler mit geringem Verbrauch erforderlich ist. Die M-Bus-Verkabelung besteht aus vier Adern: Stromversorgung (rot), I/O (grün), Masse (schwarz) und I/O (weiß).

Leistung und Hardware-Architektur

Das TRB143 basiert auf einem ARM Cortex-A7-Prozessor mit 1,3 GHz, unterstützt von 256 MB DDR3-RAM und 512 MB SPI-Flash-Speicher. Diese Architektur führt RutOS aus, ein auf OpenWrt Linux basierendes Betriebssystem, das eine umfassende Umgebung für Routing, Firewall und Ereignisverwaltung bietet. Der Stromverbrauch bleibt niedrig: 3 W im Leerlauf und 6 W bei maximaler Last.

Die Stromversorgung erfolgt über einen industriellen 4-poligen DC-Anschluss mit einem Spannungsbereich von 12 bis 30 VDC. Eine passive PoE-Versorgung (Mode B, 12 bis 30 VDC) ist ebenfalls über den LAN1-Port möglich, allerdings nicht kompatibel mit den Standards IEEE 802.3af, 802.3at und 802.3bt. Der 4-polige Anschluss umfasst zudem einen digitalen Eingang und einen digitalen Ausgang: Der Eingang erkennt ein niedriges Logikniveau zwischen 0 und 6 V und ein hohes Niveau zwischen 8 und 30 V, während der Ausgang als Open-Collector-Typ bis zu 30 V und 300 mA liefert.

Routing, Firewall und VPN

Die Gateway implementiert eine umfassende Palette an Netzwerkprotokollen, darunter TCP, UDP, IPv4, IPv6, ICMP, NTP, DNS, HTTP, HTTPS, SFTP, FTP, SMTP, SSL/TLS, ARP, VRRP, PPP, PPPoE, UPnP, SSH, DHCP, Telnet, SMPP, SNMP, MQTT und Wake On LAN. Statisches Routing, Portweiterleitung, Traffic-Regeln und benutzerdefinierte Regeln sind über die Weboberfläche oder die Befehlszeile konfigurierbar. Die Quality of Service (QoS) ermöglicht die Priorisierung des Datenverkehrs nach Quelle, Ziel, Dienst, Protokoll oder Port mit Unterstützung für WMM und 802.11e.

Die Firewall umfasst vorkonfigurierte Regeln, die über die Weboberfläche aktiviert werden können, sowie unbegrenzte Konfigurationsmöglichkeiten über die CLI, einschließlich DMZ, NAT und NAT-T. Der Angriffsschutz umfasst DDoS-Angriffe (SYN-Flood-Schutz, Prävention von SSH- und HTTP/HTTPS-Angriffen) sowie Portscan-Prävention (SYN-FIN, SYN-RST, X-mas, NULL-Flags, FIN-Scan). Die Authentifizierung basiert auf vorab geteilten Schlüsseln, digitalen X.509-Zertifikaten, TACACS+ und Radius mit IP- und Verbindungsversuchsblockierung. Die Gateway unterstützt eine breite Palette an VPNs: OpenVPN, IPsec (IKEv1, IKEv2), GRE, GRE über IPsec, PPTP, L2TP, L2TP über IPsec, Stunnel, DMVPN, SSTP, ZeroTier, WireGuard und Tinc. OpenVPN unterstützt Verschlüsselungsalgorithmen von DES-CBC 64 bis AES-256-GCM 256, während IPsec 14 Verschlüsselungsmethoden bietet, darunter 3DES, DES, AES128, AES192, AES256 und deren GCM-Varianten.

Industrielle Protokolle und IoT-Integration

Das TRB143 fungiert als Modbus-TCP-Gateway und übernimmt gleichzeitig die Rollen von Master und Slave. Als Master unterstützt es die Funktionen 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15 und 16 mit Datenformaten von 8-Bit (INT, UINT), 16-Bit (INT, UINT, MSB oder LSB first) und 32-Bit (Float, INT, UINT in ABCD, DCBA, CDAB oder BADC). Als Slave antwortet es auf eine ID im Bereich von 1 bis 255 oder auf jede ID, erlaubt den Zugriff über das WAN, verwaltet benutzerdefinierte Register und ermöglicht den Fernzugriff. Das Protokoll DNP3 wird ebenfalls in den Modi TCP Master und Outstation unterstützt.

Die Gateway integriert einen MQTT-Broker und einen MQTT-Publisher, die das Senden von Befehlen und den Empfang von Daten von einem Modbus-Master über MQTT ermöglichen. Daten können über HTTP(S), MQTT, Azure MQTT und Amazon Kinesis an Server übertragen werden. Vier IoT-Plattformen werden direkt unterstützt: Cloud of Things, ThingWorx, Cumulocity und Azure IoT Hub. System- und I/O-Ereignisse können Benachrichtigungen per E-Mail, SMS oder über das Fernverwaltungssystem RMS auslösen, wobei ein I/O-Juggler-Modul die Definition spezifischer Ein-/Ausgabebedingungen zur Auslösung eines Ereignisses ermöglicht.

Fernverwaltung und Überwachung

Die Fernverwaltung des TRB143 erfolgt über das Teltonika Remote Management System (RMS), das die zentrale Überwachung, Konfiguration und Firmware-Aktualisierung ermöglicht. Die Gateway unterstützt zudem TR-069 mit mehreren ACS (OpenACS, EasyCwmp, ACSLite, tGem, LibreACS, GenieACS, FreeACS, LibCWMP, Friendly tech, AVSystem), SNMP v1/v2/v3 mit Trap, SSH v1/v2, MQTT-Broker, JSON-RPC über HTTP/HTTPS sowie Modbus TCP für Status und Steuerung. Firmware-Updates können von einer Datei, von einem Server oder über FOTA durchgeführt werden, wobei Einstellungen und Konfigurationsprofile erhalten bleiben.

Die Überwachung des Mobilfunkmoduls bietet detaillierte Parameter: RSSI, SINR, RSRP, RSRQ, EC/IO, RSCP, gesendete und empfangene Bytes, verbundenes Band, IMSI und ICCID. Die Betreiberverwaltung umfasst schwarze und weiße Listen, Auto-APN mit über 25 vorkonfigurierten Anbietern, Multi-PDN, Band-Locking und die Anzeige des verwendeten Bands. Die Modi Bridge und Passthrough ermöglichen eine direkte Verbindung zwischen dem Mobilfunkanbieter und einem LAN-Gerät bzw. die Zuweisung der mobilen WAN-IP-Adresse an ein anderes Gerät im lokalen Netzwerk. Die Verbindungsüberwachung gewährleistet die Verfügbarkeit durch Ping-Reboot, Wget-Reboot, periodischen Neustart sowie LCP- und ICMP-Link-Überprüfung.

Mechanische Konstruktion und Einsatzbedingungen

Das Aluminiumgehäuse des TRB143 bietet Schutzart IP30 und kompakte Abmessungen von 74,5 x 25 x 73 mm bei einem Gewicht von 145 g. Die Montage erfolgt auf DIN-Schiene (beidseitig) oder als freie Aufstellung auf ebener Fläche. Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von -40 °C bis 75 °C bei einer Luftfeuchtigkeit von 10 % bis 90 % (nicht kondensierend), was auch raue Industrieumgebungen abdeckt. Sieben Status-LEDs sind vorhanden: drei für die Art der Mobilfunkverbindung, drei für die Signalstärke und eine für die Stromversorgung. Eine Reset-Taste ermöglicht den Neustart, die Wiederherstellung der Benutzereinstellungen oder das Zurücksetzen auf Werkseinstellungen.

Die Gateway ist nach CB, CE, UKCA, RoHS, REACH und WEEE zertifiziert. Die EMV-Konformität umfasst die Normen EN 61000-4-2:2009 (ESD), EN 61000-4-3:2006 + A1:2008 + A2:2010 (Strahlung) und EN 61000-4-4:2012 (schnelle Transienten). Sie wird mit einer 24-monatigen Garantie geliefert.