FunkLAN, drahtlose Rechnervernetzung
Einsatzbereiche
Drahtlose Vernetzung ermöglicht die Anbindung mobiler Anwender und schlecht zu verkabelnder Bereiche, sowie einfache und schnelle LAN zu LAN Kopplungen zwischen Gebäuden.
Überall, wo fest verkabelte Netze nicht installiert werden können, weil ihre Montage zu aufwendig, zu teuer oder aus baulichen Gründen schwierig oder gar unmöglich ist, bietet sich das sogenannte FunkLAN als einfache und kostengünstige Lösungsalternative an.
Mit der Einbindung moblier Rechner an das Funklan, können die Anwender alle Systemresourcen des Netzwerkes nutzen und sich dabei frei und ohne Verkabelung bewegen.
Durch optionale Richtantennen können sogar bis zu 8 Kilometer entfernte Einzelrechner, Arbeitsgruppen oder auch komplette Netze an das Unternehmensnetzwerk angekopplet werden.
Die notwendigen funktechnischen Genehmigungen für den Betrieb solcher Geräte holt der Hersteller einmalig ein und der Anwender darf diese dann in einem FunkLAN ohne weitere Genehmigungen, Gebühren oder zeitliche Einschränkungen einsetzen.
Der Einsatz eines FunkLAN's ist für den Anwender damit genauso leicht, wie bei einem herkömmlichen kabelgebundenen LAN (Ethernet oder Token-Ring).
Die Anwendungen
Mit Funkadaptern ausgestattete Laptop-, Desktoprechner, oder andere EDV Geräte wie normale Standarddrucker können direkt Verbindung, z.B. zu einem Server aufnehmen und so ein kleines Workgroup FunkLAN bilden, oder sie werden über eine Funkbrücke, den sogenannten Access-Point (AP), miteinander und mit dem kabelgebundenen LAN-Segment verbunden.
Durch Überschneidung mehrerer Funkzellen (Basic Service Areas), von solchen Funkbrücken, lassen sich größere Bereiche, Hallen oder Gebäudekomplexe abdecken. Innerhalb dieser übergreifenden Funknetze (Extended Service Areas) mit mehreren Funkzellen können, sofern das System das vom Mobilfunknetz bekannte Roaming Verfahren unterstützt, mobile Rechner ohne Abbruch der Netzverbindung bewegt werden.
Der jeweilige mobile Teilnehmer wird vom FunkLAN System automatisch zur nächsten Zelle weitergereicht, ohne das der Anwender dies bemerken würde. Hier ist z.B. der Einsatz von Gabelstaplern denkbar, die auf dem gesamten Gelände bewegt werden und ständig Informationen vom zentralen EDV System z.B. für Kommissionierung usw. benötigen.
Mobile Computer mit drahtlosem Netzwerk werden z.B. auch häufig in Krankenhäusern eingesetzt, um dem Arzt bei der Visite ständig die Möglichkeit zu geben immer aktuelle Patientendaten (Krankheitsgeschichte, Laborwerte usw.) abzurufen oder Therapieanweisungen und Diätpläne schnellstens zu übermitteln und gegebenenfalls gleichzeitig einen Therapietermin festzulegen.
Das technische Verfahren
Alle in Deutschland zugelassenen FunkLAN Systeme benutzen ein offiziell für industrielle und andere Zwecke reserviertes ISM-Frequenzband (Industrial-Scientific-Media), zwischen 2,4 und 2,5 GHz und übertragen durch Nutzung eines Teils der darin verfügbaren Frequenzen mit Datenraten von bis zu 11 Mbps.
Verschiedene Systeme, wie z.B.- Orinoco von Lucent Technologies können mittels einer speziellen Frequenzwahl bis zu 8 unterschiedliche Kanäle im Frequenzband alternativ oder teilweise auch gleichzeitig nutzen.
Durch dieses Verfahren können in bestimmten Fällen z.B. auch durch Störungen belastete Frequenzen umgangen werden, um so die Übertragung zu sichern.
Desweiteren können durch den Einsatz mehrere Access-Points parallele Funkzellen auf unterschiedlichen Frequenzen aufgebaut werden und so die Gesamtübertragungskapazität eines FunkLAN's erweitern. Die dadurch entstehende Möglichkeit unterschiedliche Frequenzen zur Datenübertragung mit getrennten Benutzergruppen zu nutzen, kann den Datendurchsatz in einem solchen Funknetz vervielfachen, da die einzelnen Frequenzsegmente jeweils die volle Bandbreite für den Datenstrom zur Verfügung stellen.
FunkLAN's sichern den Datenverkehr mittels einem Verfahren zur Bandspreizung (Spread-Spectrum, SS) gegen Abhören und Störungen, dieses Verfahren entspricht einer komplexen Kodierung, die ein Abhören schon durch die eingesetzten technischen Prinzipien sehr schwer macht. Alle z.Zt. bekannten zugelassenen FunkLAN Systeme setzen zwei verschiedene Techniken ein, das sogenannte Direct Sequence SS (DSSS) und das Frequency Hopping SS (FHSS) Prinzip.
Beim Frequence Hopping vereinbaren Sender und Empfänger während des Verbindungsaufbaus eine Folge, nach der einige Male pro Sekunde die Sendefrequenz umgeschaltet wird. Ein nicht autorisierter Zuhörer kann diesen Sprüngen nicht folgen, die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger bedeutet jedoch zusätzlichen Ballast (Overhead) in der Datenübertragung.
Direct Sequence verschlüsselt jedes Bit in eine Bitfolge, den Chip, und sendet diesen auf das Frequenzband aufgespreizt. Für unbefugte Lauscher verschwindet das Signal dadurch im Hintergrundrauschen, erst der autorisierte Empfänger kann es wieder ausfiltern.
Das DSSS System ist unempfindlicher gegen Störungen und hat sich als Lösung mit den meisten installierten Geräten in diesem Markt durchgesetzt. Auch Orinoco, der Marktführer in diesem Bereich, verwendet dieses Prinzip.
Die Datensicherheit
Durch das technische Übertragungsverfahren, das von den meisten FunkLAN Systemen z.Zt. verwendet wird, ist eine prinzipielle Verschlüsselung der Daten und damit eine Abhörsicherheit automatisch gewährleistet.
Einige wenige Hersteller bieten für Kunden mit einem stark erhöhten Sicherheitsbewußtsein zusätzliche Verschlüsselungschips an, die als Hardwareelemente eingebaut werden und dem neuesten Stand der Verschlüsselungstechnik entsprechen. Damit kann auch der sensibelste Datenverkehr vor unerwünschten "Zuhörern" geschützt werden. In der Regel ist es einfacher, auch außerhalb eines Gebäudes, die bei den allermeisten Geräten abgestrahlten Daten eines Monitors oder einer Netzwerkadapterkarte auf induktivem Wege (ohne elektrische Kopplung) abzuhören, als ein FunkLAN anzuzapfen.
Die biologische Sicherheit
Durch die Verwendung von Funkwellen bei diesen Datenübertragungssystemen entsteht beim Anwender einer solchen Technik häufig die Frage in Bezug auf die Beeinträchtigung des Menschen durch diese Art von Strahlung. Insbesondere die Diskussion bei der Einführung des digitalen Mobilfunknetzes in Deutschland vor einigen Jahren hat in der Bevölkerung zu einer erhöhten Sensibilität geführt.
Die FunkLAN Geräte arbeiten im Mikrowellenbereich und haben i.d.R. eine Sendeleistung von max. 100mW. Jedoch einige FunkLAN Geräte, speziell Orinoco von Lucent Technologies, haben eine Sendeleistung von nur 35mW, wobei im Vergleich dazu die allgemein gebräuchlichen Mobilfunktelefone im deutschen E)-Netz mit 5 Watt noch die 142 - fache Leistung und bei den Handy's mit 2 Watt noch die 57 -fache Leistung entwickeln.
Ein handelsübliches Mikrowellengerät, in der Küche fast jeden Haushalts zu finden, kann bis zu 1 Watt Energie abstrahlen, ohne den gesetzlich erlaubten Rahmen zu überschreiten.
Durch das Verteilen der Sendeleistung auf mehrere Frequenzen (Spread-Spectrum Verfahren) wird die Wirkung bei FunkLAN's noch weiter abgeschwächt. Neueste Langzeitstudien aus Europa und Amerika zeigen, daß selbst geringste Auswirkungen auf den menschlichen Körper und sein Wohlbefinden erst bei erheblich höheren Strahlungsmengen nachweisbar sind. Das gleiche gilt natürlich auch für so empfindliche Geräte wie Herzschrittmacher oder ähnliches, auch hier bestehen keinerlei Bedenken von seiten der Spezialisten. Das wird auch durch den Einsatz solcher Systeme in vielen Kliniken in der ganzen Welt untermauert, die bei diesen Themen (z.B. Mobilfunk) ja besonders empfindlich sind.
Die rechtlichen Grundlagen
Rechtliche Hindernisse für den Einsatz eines FunkLAN's bestehen nicht, drahtlose Netze gelten als nichtöffentliche Funkanwendungen. Für Einrichtung und Betrieb solcher Netze auf eigenem Grundstück sind keine Anmelde- oder Genehmigungsverfahren notwendig und es fallen auch keinerlei Gebühren an.
Der Hersteller ist dafür zuständig, das die Geräte selbst eine sogenannte Allgemeingenehmigung erhalten und der Anwender darf diese dann ohne Einschränkung auf seinem Gelände einsetzen.
Durch den "erweiterten Grundstücksbegriff" ist es sogar möglich Gelände des selben Besitzers über "Hindernisse, die leicht zu überwinden sind und die Rechte Dritter nicht verletzen" hinweg mittels FunkLAN zu koppeln. Dies gilt z.B. bei Geländen die durch eine öffentliche Straße, einen Fluß oder eine Eisenbahnlinie getrennt sind,
Erst beim Überqueren von z.B. fremden Grunstücken ist seit Mitte 1997 eine sehr einfache formlose Anmeldung beim BAPT (Bundesamt für Post und Telekommunikation) notwendig, die keine Gebühr kostet.
Ein anderer Paragraph der Verfügung führt weiterhin aus, daß hinzukommende Anlagen in einem Gebiet mit bereits errichteten Anlagen der Ersten u.U. angepaßt werden müssen. Mit anderen Worten: wer zuerst kommt, funkt auch später unangefochten wenn neue Betreiber ebenfalls ein Netz errichten wollen.
Der Standard
Alle momentan in Europa und Deutschland zugelassenen FunkLAN Systeme benutzen das europaweit vom Normungsgremium ETSI (European Telecommunications Standards Institute) festgelegte Frequenzband zwischen 2,4 und 2,5 GHz. Die meisten Systeme unterschreiten auch die im entsprechenden Standard ETS 300 328 festlegte maximale Sendeleistung von 100mW, die gesundheitlichen Beeinträchtigungen vorbeugen soll.
ETS 300 328 regelt zwar die Zulassung von FunkLAN's, nicht aber deren Schnittstellen, was dazu geführt hat, das die Systeme verschiedener Hersteller untereinander z.Z. noch nicht kompatibel sind.
Der Standard IEEE 802.11, der am 26. Juni 1997 verabschiedet wurde, wird eine Vereinheitlichung auf dem Markt bewirken und die Kompatibilität der verschiedenen Systeme sicherstellen.
Der Standard unterstützt neben Infrarot zwei unterschiedliche Funkverfahren, Direkt-Sequence SS und Frequency-Hopping SS. Erst mit Standard kompatiblen Produkten wird es möglich Adapterkarten und Access-Points unterschiedlicher Hersteller in einem Funknetz eines dedizierten Verfahrens (DSSS oder FHSS) zu betreiben.
Beim Kauf von FunkLAN Systemen sollte der Anwender darauf achten, das Standard IEEE 802.11 bei den Produkten eingehalten worden ist.
Die weitere Entwicklung der FunkLAN's
Die technisch/physikalischen Schwierigkeiten der Funktechnik sind leider nicht mit der von Mikroprozessoren oder ähnlichem zu vergleichen. Hier werden die Entwicklungszyklen auch weiterhin langsamer als in der Computerindustrie ablaufen-
Lucent Technologies hat als einer der ersten Hersteller bereits ein neues Übertragungsverfahren im FunkLAN angekündigt, das Übertragungsraten von bis zu 25 Mbps ermöglichen wird. Durch ein automatisches Verfahren wird die Geschwindigkeit den Umgebungsbedingungen angepaßt, um auch bei hohen Dämpfungen eine optimale Reichweite zu ermöglichen.
Diese Systeme werden als Adapterkarten für PCs, Laptops und den Access-Point WavePOINT-II voraussichtlich 2002 verfügbar sein. Durch die angekündigte Abwärtskompatibilität zu den bisherigen Komponenten des Hersteller besteht ein guter Investitionsschutz bei gleichzeitiger Migrationsmöglichkeit.