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  • Wireless LAN - Drahtlose Netzwerkkommunikation

    Die Bedeutung von Netzwerken im alltäglichen Gebrauch nimmt ständig immer mehr zu. Heutzutage sind Internet- und Intranet-Technologien nicht mehr wegzudenken. Per E-Mail erreichbar sein und Informationen blitzschnell und topaktuell aus dem Internet beziehen ist für viele Berufe eine Grundvoraussetzung geworden. Leider war man bisher durch ein Kabel an seinen festen Arbeitsplatz gebunden. Überall dort, wo räumlich mobile Kommunikation gefordert oder die Installation von Netzwerkleitungen zu aufwendig ist, bietet die drahtlose Netzwerktechnologie (Wireless LAN) einfache und wirtschaftliche Lösungen.

    Die Vorteile des Funk-LANs:

    Die Computer können dort aufgestellt werden, wo es sinnvoll ist – Probleme mit fehlenden Anschlüssen oder baulichen Veränderungen gehören bei der drahtlosen Vernetzung der Vergangenheit an.

    Mobilität ohne Stress: Die Netzwerkanbindung in Konferenzen oder bei Präsentationen, der Zugriff auf Ressourcen in benachbarten Gebäuden, Datenaustausch mit mobilen Endgeräten und vieles mehr sind komfortabler Standard im Funk-LAN. Eine ausgereifte Konfigurationssoftware macht die Netzwerk-Installation durch Installations-Assistenten auch für den Netzwerk-Laien zum Plug&Play-Erlebnis. Damit wird die Datenübertragung per Funk zu Hause sowie im Büro in naher Zukunft genauso selbstverständlich wie bereits das Telefonieren mit schnurlosen Telefonen.

    Die Verwendung des IEEE-Standards 802.11 für lokale Funknetzwerke (Wireless LANs) garantiert eine ausgereifte Technologie und die Kompatibilität zu Geräten anderer Hersteller. Die Bandbreite im Funknetz beträgt zur Zeit maximal 2 Mbit/s. Eine Aufrüstung auf den kommenden Standard für 11 Mbit/s wird durch Austausch der Funknetzwerkkarten möglich sein.

    Funk-LAN-Technologie:

    International anerkannte Standards sind eine Grundvoraussetzung für die Verbreitung neuer Kommunikationstechnologien und damit auch ihres kommerziellen Erfolges. Problemlose Integration neuer Technologien in bestehende Infrastrukturen, ein hoher Grad an Interoperabilität und Investitionsschutz können nur durch entsprechende Standards erreicht werden.

    Funk-LAN ohne Access-Point:

    Mit IEEE 802.11 (Teil der Standardisierungsbemühungen des IEEE 802 Komitees, zuständig für lokale Netzwerktechnologien) ist nun ein erster Standard für Funk-LAN-Produkte geschaffen worden. Mitte 1997 wurde der erste IEEE 802.11 Standard (2 Mbit/s Funk-LAN-Technologie) veröffentlicht, welcher dann, im Oktober 1999, mit IEEE 802.11b (High Rate) um einen Standard für 11 Mbit/s Technologie erweitert wurde. Der IEEE 802.11 Standardbeschreibt die Übertragungsprotokolle bzw. Verfahren für zwei unterschiedliche Arten, Funk-Netzwerke zu betreiben.
    Das erste Szenario beschreibt die Kommunikation in einfachen "Ad-hoc" Netzwerken, hierbei sind mehrere Arbeitsrechner in einem begrenzten Sendebereich miteinander verbunden. Zentrale Übermittlungs- bzw. Kontrollsysteme, sogenannte "Access-Points" sind bei diesem Anwendungsfall nicht vorgesehen. Ein derartiges "Ad-hoc" Netzwerk könnte zum Beispiel zwischen den tragbaren Computersystemen während einer Besprechung in einem Konferenzraum aufgebaut werden.
    Im zweiten Anwendungsfall, der im IEEE 802.11 Standard beschrieben wird, kommen sogenannte „Access-Points“ zum Einsatz. Bei diesen Geräten handelt es sich um Netzwerkkomponenten, welche die Kommunikation innerhalb eines Funk-LANs, zwischen einzelnen Funk-LAN-Zellen und die Verbindung zwischen Funk-LANs und herkömmlichen LANs (Kabelbasierend) ermöglichen und kontrollieren.

    AccessPoints:
    Regeln die "gerechte" Verteilung der zur Verfügung stehenden Übertragungszeit im FunkNetzwerk. Des Weiteren ermöglichen diese Komponenten mobilen Arbeitsstationen das unterbrechungsfreie Wechseln (Roaming) von einer Funk-LAN-Zelle in die Nächste.

    Funk-LANs und EMV Richtlinien:

    Eine wichtige Frage, die sich im Hinblick auf den Einsatz von Funk-Technologie immer wieder stellt, ist die mögliche gegenseitige Störung von elektronischen Geräten (nicht nur von Funk-Sendern und Empfängern). Oftmals werden sogar Bedenken zu einem möglichen Gesundheitsrisiko durch die Nutzung von auf Funk basierenden Produkten geäußert. Mit ein Grund für den Siegeszug der Funk-Technik, in vielen Bereichen des täglichen Lebens, ist der Umstand, dass Funk basierende Geräte einer Vielzahl von Standards und strengen gesetzlichen Richtlinien entsprechen müssen.
    Sie stellen sicher, dass die Beeinflussung zwischen verschiedenen auf Funk basierenden Geräten und auch anderen elektronischen Geräten entweder unmöglich ist, oder die festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten, welche die internationalen und nationalen bzw. europäischen Standardisierungs- Gremien festlegen. Die Einhaltung dieses zugewiesenen Frequenzbandes (2.4 – 2.483 GHz) und die präzise Umsetzung der im Standard beschriebenen Verfahren stellt sicher, dass es keine gegenseitige Beeinflussung mit üblichen schnurlosen Telefonen (wie z. B. die in Europa weit verbreiteten DECT Telefone) oder handelsüblichen Fernsteuerungen (433 MHz) geben kann.

    Da IEEE 802.11 Funk-LAN-Produkte speziell für den Einsatz in Büros und anderen Arbeitsumgebungen entwickelt wurden, senden sie auch mit einer entsprechend niedrigen, gesundheitlich unbedenklichen Leistung. Diese Leistung liegt unter einem maximalen Wert von 100mW und damit z. B. signifikant unter der Sendeleistung von gebräuchlichen GSM Telefonen ca. 2 W bei Geräten GSM Klasse 4, d. h. Frequenzbereich 880-960 MHz). Erhöhte Gesundheitsrisiken konnten deshalb beim Umgang mit Funk-LANs im 2.4 GHz Frequenzband nicht festgestellt werden.

    Funk-LANs und Datensicherheit:

    Die größten Bedenken gelten üblicherweise der Technologie Funk selbst. Aber unberechtigtes „Mithören“ erweist sich in der Praxis sogar als wesentlich schwieriger und aufwendiger als bei herkömmlichen auf Kupferkabeln basierenden Netzwerken. Grund hierfür ist die Übertragungstechnik mit dem Namen „Direct Sequence Spread Spectrum” (DSSS).

    Verschiedene Funk-Übertragungsverfahren:

    Diese Übertragungstechnik wurde als robustes, störunempfindliches und abhörsicheres Verfahren für die Nachrichtenübermittlung entwickelt. Bei diesem Verfahren werden die Daten gleichzeitig über mehrere verschiedene Frequenzen übertragen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die zu übertragenden Daten ihr Ziel auch erreichen. Desweiteren werden redundante, zusätzliche Bitmuster (sog. Chips) in das Signal eingefügt. Zu jeder Zeit werden simultan Teile des Signals auf den verschiedenen Frequenzen empfangen. Um nun das komplette Signal erfolgreich empfangen und interpretieren zu können, muss der Empfänger den korrekten Entschlüsselungsalgorithmus kennen. Daten während der Übertragung abzufangen und zu entschlüsseln wird dadurch äußerst schwierig.

    Die Sicherheit von IEEE 802.11 Funk-LAN- Produkten beschränkt sich selbstverständlich nicht nur auf die Wahl von DSSS als Übertragungsverfahren. So sieht der IEEE 802.11 Standard optional auch verschiedene Methoden für Authentisierung und Verschlüsselung vor. Unter Authentisierung versteht man dabei all jene Mechanismen mit denen überprüft bzw. kontrolliert wird, welche Verbindungen im Funk-LAN zulässig sind. Mit der zusätzlichen Verschlüsselungstechnik WEP (Wired Equivalent Privacy), welche auf dem RC4 Verschlüsselungsalgorithmus basiert, wird ein Sicherheitsniveau erreicht, welches dem herkömmlicher LAN-Technologien mehr als entspricht.

    Als weitere sehr flexible Sicherheitsfunktion, erweisen sich auch Filter auf MAC-Adress-Ebene, die im Access-Point konfiguriert werden können. Über diese Filter kann die Kommunikation über den Access-Point sehr wirkungsvoll gesteuert werden.
    Natürlich kann, wie auch bei herkömmlichen Netzwerk-Lösungen bei denen es auf höchste Sicherheit ankommt, durch weitere aktive Sicherheitsmaßnahmen (Firewall, Authorisierungssoftware, etc.), ein noch höheres Sicherheitsniveau erreicht werden.

    Wichtige Aspekte bei der Implementierung von Funk-LANs:

    Funk-LAN-Technologie und Produkte ergänzen in idealer Weise die „klassischen“ LAN-Lösungen. IEEE 802.11 konforme Produkte zu attraktiven Preisen gibt es heute in Ausführungen, welche Bandbreiten von 2 Mbit/s oder 11 Mbit/s unterstützen. Schon 2 Mbit/s Lösungen verfügen über eine ausreichende Übertragungsleistung, um herkömmliche Netzwerkanwendungen zu ermöglichen. Beispiele für solche Anwendungen sind die gemeinsame Nutzung von Druckern, File-Transfer, Internet und E-Mail.
    Bandbreite wird jedoch dann zu einem entscheidenden Faktor beim Einsatz von Funk-LAN Installationen, wenn eine große Anzahl von Arbeitsstationen angebunden werden soll und der Einsatz sehr „bandbreitenintensiver“ Multimedia - Anwendungen geplant ist. 11 Mbit/s Produkte bieten hierbei ein verbessertes Lastverhalten, jedoch sollte man nicht übersehen, dass Funk-LAN-Technologie sich wie jedes andere „Shared-Medium“ verhält und damit an Deterministik und Bandbreite sehr ähnlich zu „shared“ Ethernet Lösungen ist.

    Ein weiterer wichtiger, zu beachtender Aspekt bei Planung und Einsatz von Funk-LAN- Lösungen, liegt in den oftmals schwer ein schätzbaren Umgebungseinflüssen, welche die Übertragungsqualität und Übertragungsreichweite vermindern können. So können Reichweite und Qualität der Übertragung nicht nur durch die Positionierung und Anordnung der Arbeitsstationen und Access-Points beeinflusst werden, sondern es entsteht auch eine, zum Teil gravierende, Beeinträchtigung durch die zu durchdringenden Hindernisse (Ziegelwände, Stahlbeton, etc.). Angemessene Analyse, fachgerechtes Netzwerkdesign und Planung, sowie kompetente Implementierung können damit im Vergleich zu herkömmlichen „verkabelten“ Infrastrukturen oftmals eine noch höhere Bedeutung gewinnen.

    Standard Funk-LAN-Produkte – auch für kleine und mittelständische Betriebe:

    Trotz einiger oft schwer einschätzbarer Faktoren und den sich daraus ergebenden Planungsunsicherheit, ist Funk-LAN-Technologie gerade auch für kleine und mittelgroße Netzwerkinfrastrukturen eine sehr interessante Alternative. Besonders Kleinbetriebe oder auch einzelne Büros finden oft keine ideale Infrastruktur vor. Zumeist sind es bauliche Beschränkungen oder einfach der nötige finanzielle Aufwand, der eine angemessene Vernetzung nicht erlaubt. Gerade hier eröffnen Funk-LANs leicht zu implementierende und erweiterbare Lösungen.

    Schon in der Grundkonfiguration mit nur einem einzelnen Access-Point kann ein Funk-LAN aufgebaut werden, welches eine typische Büroumgebung leicht versorgen kann. 5 bis 20 Rechnersysteme (abhängig davon ob 2 Mbit/s oder 11 Mbit/s Produkte eingesetzt werden) können dabei mit minimalem Installationsaufwand miteinander verbunden werden. Der 10 Mbit/s Ethernet Anschluss am Access-Point kann entweder zur Anbindung an ein bestehendes LAN oder zum Anschluss eines lokalen Servers benutzt werden. Auch können größere Funk-LANs aufgebaut werden, indem an verschiedenen Stellen installierte Access-Points, mit Hilfe des lokalen Netzwerks, miteinander verbunden werden. Aber Funk-LANs sind damit nicht nur in ihrer „Ausdehnung“ einfach erweiterbar. So können bei einem Bedarf an mehr Bandbreite (viele Arbeitsstationen auf engem Raum oder Anwendungen mit hohen Anforderungen an Übertragungsleistung) auch ohne Leistungseinbuße bis zu drei Funk-LANs parallel in einem Raum betrieben werden.*

    * Einschränkungen, die sich aus nationaler Gesetzgebung ergeben (erlaubte Frequenz-bänder) haben zur Folge, dass in einigen europäischen Ländern der parallele Betrieb mehrerer Funk-LANs ohne Leistungseinbuße nicht möglich ist. Dies gilt aus heutiger Sicht zum Beispiel für Frankreich und Spanien.

    Internet Anwendungen und Bürokommunikation:

    Mit der stetig wachsenden Leistungsfähigkeit moderner Hard- und Software wird auch eine immer tiefere Integration von Telekommunikation und Datenverarbeitung möglich. Gerade im Zusammenhang mit ISDN bieten sich für kleine und mittelständische Unternehmen eine ganze Reihe Möglichkeiten.
    In Europa wurden viele moderne Software-Lösungen unter Berücksichtigung gemeinsamer Software-Schnittstellen, wie z. B. die sogenannte CAPI-Schnittstelle, entwickelt. Auch im Funk-LAN wollen nun viele Kunden nicht auf die Annehmlichkeiten einer integrierten Bürokommunikation (Fax, Anrufbeantworter und andere Telematikdienste) verzichten.

    Mit der implementierten LANCAPI Funktionalität kann ein am LAN (Ethernet oder Funk-LAN) angeschlossener PC nicht nur über ISDN mit dem Internet kommunizieren, sondern auch Kommunikationsdienste nutzen, genau so als ob er eine ISDN-Karte eingebaut hätte. Ein PC, der nur über das (Funk-)LAN mit dem Router verbunden ist, muss lediglich, um ihn eindeutig adressieren zu können, eine oder mehrere Telefonnummern (MSN) zugewiesen werden. Mit entsprechender Kommunikationssoftware können nun eine ganze Reihe von integrierten Kommunikationslösungen, wie z. B. PC-gestützte Telefonie, Anrufbeantworter bzw. Ansagedienste oder Fax-Lösungen realisiert werden.





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