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.