Drahtlose Kommunikation - WAN

Im Bereich der Computer ist die breite Verwendung von Gruppenverbindungen unvermeidlich geworden, was zur Einführung von LANs(Lokale Netzwerke). Diese LANs fallen unter die Kategorie der kleinen Netzwerke innerhalb eines einzelnen Gebäudes oder Campus.

WANs sind Weitverkehrsnetzwerke, die einen größeren Bereich wie eine Stadt oder einen begrenzten Bereich abdecken, der größer als LAN ist. Wireless Personal Area Networks (PANs) sind der nächste Schritt von WLANs, die kleinere Bereiche mit geringer Stromübertragung abdecken, für die Vernetzung von tragbaren und mobilen Computergeräten wie PCs und Personal Digital Assistants (PDAs).

Grundlagen von WLANs

Die technischen Probleme in WLANs müssen verstanden werden, um den Unterschied zwischen drahtgebundenen und drahtlosen Netzwerken zu erkennen. Anschließend werden die Verwendung von WLANs und ihre Entwurfsziele untersucht. Die WLANS-Typen, ihre Komponenten und ihre grundlegenden Funktionen werden ebenfalls detailliert beschrieben.

IEEE 802.11 Standard

In diesem Abschnitt wird ein bekannter Standard für Ionen-WLANs vorgestellt, der IEEE 802.11-Standard. Die MAC-Schicht (Medium Access Control) und die Mechanismen der physischen Schicht werden erläutert. In diesem Abschnitt werden auch einige der optionalen Funktionen wie Sicherheit und Dienstgüte (QoS) behandelt.

HIPERLAN Standard

In diesem Abschnitt wird ein weiterer WLAN-Standard beschrieben, der HIPERLAN-Standard, ein europäischer Standard, der auf Funkzugang basiert.

Bluetooth

Dieser Abschnitt befasst sich mit dem Bluetooth-Standard, der es persönlichen Geräten ermöglicht, ohne Infrastruktur miteinander zu kommunizieren.

WLAN-Grundlagen

Während sowohl tragbare als auch mobile Endgeräte von einem Ort zum anderen bewegt werden können, wird auf tragbare Endgeräte nur zugegriffen, wenn sie stationär sind.

Mobile Terminals (MTs) sind dagegen leistungsfähiger und können während der Fahrt aufgerufen werden. WLANs sollen wirklich mobile Arbeitsplätze unterstützen.

WLAN verwendet

Drahtlose Computernetzwerke bieten vielseitige Funktionen. WLANs sind sehr flexibel und können je nach Anwendung in verschiedenen Topologien konfiguriert werden. Einige mögliche Verwendungen von WLANs werden unten beschrieben.

• Benutzer können unterwegs im Internet surfen, E-Mails abrufen und Sofortnachrichten empfangen.

• In Gebieten, die von Erdbeben oder anderen Katastrophen betroffen sind, ist möglicherweise keine geeignete Infrastruktur auf dem Gelände verfügbar. WLANs sind an solchen Orten praktisch, um Netzwerke im laufenden Betrieb einzurichten.

• Es gibt viele historische Gebäude, in denen Computernetzwerke eingerichtet werden mussten. An solchen Orten ist die Verkabelung möglicherweise nicht zulässig oder die Gebäudekonstruktion führt möglicherweise nicht zu einer effizienten Verkabelung. WLANs sind an solchen Orten sehr gute Lösungen.

Designziele

Im Folgenden sind einige der Ziele aufgeführt, die beim Entwurf von WLANs erreicht werden müssen:

• Operational simplicity - Das Design von drahtlosen LANS muss Funktionen enthalten, die es einem mobilen Benutzer ermöglichen, Netzwerkdienste auf einfache und effiziente Weise schnell einzurichten und darauf zuzugreifen.

• Power efficient operation - Die Leistungsbeschränkung mobiler Computergeräte wie Laptops und PDAs erfordert die wichtige Anforderung, mit WLANs zu arbeiten minimal power consumption. Daher muss das WLAN-Design Energiesparfunktionen enthalten und geeignete Technologien und Protokolle verwenden, um dies zu erreichen.

• License-free operation - Einer der Hauptfaktoren, der die Kosten für den drahtlosen Zugang beeinflusst, ist die Lizenzgebühr für das Spektrum, in dem eine bestimmte drahtlose Zugangstechnologie betrieben wird. Low cost of accessist ein wichtiger Aspekt für die Verbreitung einer WLAN-Technologie. Daher sollte das Design von WLAN die Teile des Frequenzspektrums berücksichtigen. Für seinen Betrieb welchedoes not require eine explizite

• Tolerance to interference - Die Verbreitung verschiedener drahtloser Netzwerktechnologien sowohl für zivile als auch für militärische Anwendungen hat zu einer erheblichen Zunahme geführt increase in the interference level über das Funkspektrum.

  Das WLAN-Design sollte dies berücksichtigen und geeignete Maßnahmen ergreifen, indem Technologien und Protokolle ausgewählt werden, die bei Störungen funktionieren.

• Global Usability - Das Design des WLAN, die Wahl der Technologie und die Wahl des Betriebsfrequenzspektrums sollten die vorherrschenden berücksichtigen spectrum restrictionin Ländern auf der ganzen Welt. Dies stellt die Akzeptanz der Technologie auf der ganzen Welt sicher.

• Security - Der inhärente Broadcast-Charakter eines drahtlosen Mediums erhöht die Anforderung, dass Sicherheitsfunktionen in das Design der WLAN-Technologie einbezogen werden müssen.

• Safety requirements - Das Design der WLAN-Technologie sollte den Sicherheitsanforderungen entsprechen, die in die folgenden Kategorien unterteilt werden können.

  • Eingriffe in medizinische und andere Instrumentengeräte.
  • Erhöhte Leistung der Sender, die zu Gesundheitsrisiken führen kann.

  Ein gut konzipiertes WLAN sollte den im jeweiligen Frequenzspektrum geltenden Leistungsemissionsbeschränkungen entsprechen.

• Quality of service requirements - Servicequalität (QoS) bezieht sich auf die Bereitstellung ausgewiesener Leistungsstufen für den Multimedia-Verkehr. Das Design von WLAN sollte die Möglichkeit von berücksichtigensupporting a wide variety des Verkehrs, einschließlich Multimedia-Verkehr.

• Compatibility with other technologies and applications - Die Interoperabilität zwischen verschiedenen LANS ist wichtig für eine effiziente Kommunikation zwischen Hosts, die mit verschiedenen LAN-Technologien arbeiten.

Netzwerkarchitektur

Die Netzwerkarchitektur beschreibt die WLAN-Typen, die Komponenten eines typischen WLANs und die von einem WLAN angebotenen Dienste.

Infrastrukturbasiert im Vergleich zu Ad-hoc-LANs

WLANs können grob in zwei Typen eingeteilt werden, nämlich Infrastructure networks und Ad hoc LANs, basierend auf der zugrunde liegenden Architektur.

Infrastrukturnetzwerke

Infrastrukturnetzwerke enthalten spezielle Knoten, die aufgerufen werden Access Points (APs), die über bestehende Netzwerke verbunden sind.

• APs sind insofern besonders, als sie sowohl mit drahtlosen Knoten als auch mit dem vorhandenen kabelgebundenen Netzwerk interagieren können.
• Die anderen drahtlosen Knoten, auch als Mobile Stationen (STAs) bezeichnet, kommunizieren über APs.
• Die APs fungieren auch als Brücken zu anderen Netzwerken.

Ad-hoc-LANs

Ad-hoc-LANs benötigen keine feste Infrastruktur. Diese Netzwerke können an jedem Ort im laufenden Betrieb eingerichtet werden. Knoten kommunizieren direkt miteinander, um Nachrichten über andere Knoten weiterzuleiten, auf die direkt zugegriffen werden kann.