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Outdoor Wireless und Mesh Netzwerke Hermann klein, +49-89-89059784

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Präsentation zum Thema: "Outdoor Wireless und Mesh Netzwerke Hermann klein, +49-89-89059784"—  Präsentation transkript:

1 Outdoor Wireless und Mesh Netzwerke Hermann klein,

2 Agenda Proxim Überblick Beispiele für Wireless Outdoor Anwendungen Besondere Anforderungen im Außenbereich Anwendungen mit Proxim Tsunami Mesh Networking

3 Proxim auf einen Blick Gegründet 1979, Anerkannt als führender, globaler Wireless Networking Hersteller Hauptquartier - Silicon Valley mit weltweiter Präsenz Unser Fokus: Wireless Netzwerke als primärer Netzwerkanschluss >Wi-Fi Access >Broadband Wireless Access, künftig WiMAX Standard >FSO Nahtlose Mobilität > Daten > Sprache > Bilder 300 Angestellte: >125+ Entwickler >125+ Vertrieb & Marketing WiMAX Forum Gründungsmitglied und Board Member Gründungsmitglied der Wi-Fi Alliance

4 Feste Wireless Outdoor Verbindungen Last Mile Access Verbindungen auf dem Unternehmensgelände Metropolitan Area Networking

5 Mobile Wireless Breitband Anwendungen Mobiler HotSpot Notfall-, Rettungs- oder Sicherheitskräfte Feste oder mobile Video- Überwachung

6 Flächendeckender Last Mile Access Wohnhäuser Hafen HotSpot MP.11 und AP-4000 MP.11 und AP-4000 Campingplatz Hotel Rathaus Zentraler Punkt und NOC mit MP.11s Small Businesses Hospital

7 Hidden Node Problem und WORP Hidden-node Problem >802.11a/b/g Radios verwenden CSMA/CA (Collision Avoidance) zur Übertragung >Dies setzt voraus, dass die Radios sich gegenseitig hören >Mit Hilfe des RTS/CTS (Request to send/Clear to send) Mechanismus sollen Kollisionen verhindert werden >Dennoch können mehrere Radios einen RTS senden während ein anderes überträgt. Dies führt zur Zerstörung der Daten und senkt die Performance bis zum kompletten Zusammenbruch des Netzwerks schon bei relativ wenig Teilnehmern Proxims WORP Polling Algorithmus verhindert diese Kollisionen WORPs Polling passt sich an die Anzahl der Teilnehmer und Datenmengen dynamisch an Dadurch stellt WORP sicher, dass die Performance auch bei hoher Teilnehmerzahl und Last erhalten bleibt

8 WORP Super-packeting und Fragmentation Ethernet Frames haben nur 1514 data bytes. >60% der IP Pakete sind unter 100 data bytes. WORP sendet Pakete in Frames mit max Bytes WORP minimiert den Overhead via: >Super-packeting >Fragmentation Der Datendurchsatz bleibt unabhängig von der Paketgröße konstant hoch WORP Paketstruktur

9 Proxims Tsunami MP.11 Produktlinie Die Lösung für Outdoor Punkt-zu-Punkt Punkt-zu-Multipunkt

10 Tsunami MP.11 Multipoint System Internet Base Station Unit (BSU) ist zentrale Kontrollstation Bis zu 250 Subscriber Units (SU) kommunizieren über die Base Station Unit BSUs und SUs sind zum Indoor-Netzwerk über Ethernet verbunden Funkverbindung über lizenzfreie 2.4 und 5 GHz Bänder Base Station Unit POP Subscriber Unit

11 Proxim Tsunami Breitband Wireless Anwendungen >Anschluss auf der letzten Meile/km >Gebäudeverbindungen >Sicherheit und Überwachung >Generell: Backup oder Ersatz von Glasfaser oder Standleitungen Für Außen- und Innenmontage >Installation in wenigen Stunden >Amortisierung in wenigen Monaten Einheitliche Tsunami BWA Software Plattform >Umfangreichste Funktionalität >Robuste, sichere und leistungsstarke Breitbandverbindungen mit höchster Performance

12 Tsunami MP.11 BWA Software Plattform Festverbindungen und mobile Anwendungen >Roaming für mobile Anwendungen >OFDM – ermöglicht near-line-of-sight Bandbreitenkontrolle >Synchron/Asynchron, Dynamisch >VLAN >QoS (v 2.3, Q405) Hohe Sicherheit >AES und 802.1x Radius Authentifizierung >Proprietäres WORP Proxim Wireless Outdoor Routing Protocol (WORP) – erhöhter Durchsatz und Reichweite >Robuste Verbindungen mit dynamischer Anpassung an veränderliche Umwelteinflüsse >Verhinderung von Kollisionen und des Hidden-node Problems >Erhöhter Datendurchsatz >Bridging und Routing (Spanning-Tree) Building-to-building connectivity Voice & data backhaul Last mile access Business/residenti al access High-capacity multipoint connectivity Public Safety

13 Tsunami MP.11 5GHz Versionen PtMP bis 5 km, PtP 8km Reichweite Bis 24 Mbit/s Datendurchsatz 5,47 – 5,725 GHz, 11 unabhängige Kanäle Model 5054 Ruggedized (outdoor) >Temperaturbereich –33° bis 60°C >Base Station (BSU) >Subscriber Unit (SU) mit N-Connector oder mit integrierter 23 dBi Antenne >Akustische Hilfe zur Ausrichtung >Incl. PoE Injektor Model 5054 >Für indoor Montage >BSU, SU mit N-Connector und PoE >Power over Ethernet nach 802.3af >Low-cost Residential SU mit Fensterantenne (für 8 Geräte) Reichhaltiges Antennenprogramm und Zubehör Model 5054-R Model 5054 (MP.11a)

14 Base Station POP Wireline Backhaul Reichweiten/Bandbreiten in der EU Richtwerte in nebenstehender Tabelle Tsunami Kalkulator >Kalkulationstool zur genauen Bestimmung der Reichweite und Bandbreite abhängig von den verwendeten Komponenten >Individuelle und wirklichkeitsnahe Planung

15 Tsunami QuickBridge.11 Model 2454-R und 5054-R Für Punkt-zu-Punkt mit 54MBit/s und über 10km Komplettpaket >Zwei Radios mit eingebauter Antenne 2.4 GHz (2454-R) oder 5.25/ 5.47/ GHz (5054-R) 18-dBi Antennen (2454-R) oder 23-dBi Antennen (5054-R) Vertikale und horizontale Polarisierung Intelligentes, aktives Heiz- und Kühlelement für einen erweiterten Temperaturbereich von –33° to 60° C >PoE (Power Over Ethernet) Injektoren und Netzkabel >Alle Befestigungsteile, CD und Manuals >Zwei 50m wetterfeste Ethernet Kabel mit wasserdichten Abschlusskappen >Tsunami BWA System ver 2.2 Optionales Zubehör >PoE Lightning Arrestor (Blitzschutz)

16 Beispiele

17 FUNKITOWN, Bad Kreuznach Breitband Wireless Internet Entwicklung >Start im September 2003 mit Tsunami Base Stations auf Fernsehturm Bad Kreuznach und Funkmast in Bingen/Rhein >Weiterer Ausbau in insgesamt 19 Städte/Orte im Jahr 2004 >Versorgung der Businesskunden mit Tsunami Systemen und garantierter Bandbreite >Versorgung der Privatkunden größtenteils über von Tsunami versorgten Hotspots >Verbindungen über bis zu 11 km Distanz bei 99,85% Verfügbarkeit >Im März Kunden angeschlossen >Tarife von 15 bis monatlich

18 Studentenwohnheime Mainz Anforderung >Verbindung zu Rechenzentrum und Internet für Wohnheime mit insgesamt 1500 Studenten >Entfernungen von 1 bis 4,5 km Lösung >Point-to-Point Links >22 Mbits/s Datendurchsatz je Link Entscheidungskriterien >Kosteneinsparung >Performance-Anforderungen >Proprietäres WORP Protokoll ermöglicht hohen Durchsatz und Datensicherheit

19 Dublin City Council Verkehrsüberwachung Aufgabenstellung >Erweiterte Verkehrsüberwachung ohne Budgeterweiterung: 180 Kreuzungen 1207 km Straßen 1000 Signale (Übergänge und Ampeln) >Eircom Standleitungen kosteten bereits 1 Mio im Jahr Lösung >Ersatz der Standleitungen durch Point- to-Multipoint Lösungen >Schnelle und kostengünstige Installation, keine Erdarbeiten >Reduzierung der Betriebskosten brachte bereits den ROI im ersten Jahr >Verlässliche, flexible und skalierbare Lösung

20 Mesh Networking

21 Websters Weit verzweigt verbundene Computer oder Netzwerkkomponenten Ein künftiger IEEE Standard Was ist Mesh?

22 Mesh Networking ORiNOCO Mesh Creation Protokoll für flächendeckende Vernetzungen >Mesh Verbund der Access Points über ein Radio (meist a) über das der Backhaul Traffic durchgeführt wird >Clients kommunizieren über das b/g Radio >Optional kann auch das Mesh Radio Client Verkehr übernehmen >Störungen werden minimiert und der Durchsatz ist hoch da der Mesh Backhaul in einem anderen Frequenzband als der Client operiert Einsatzbereich >Verlegung von Kabeln zu teuer oder gar nicht erst möglich Historische Gebäude, Hallen, Großraumbüros Aussenbereiche, Hotspots, Innenstädte, Einkausfzentren >Meshing Access Points sind mobil: Ethernet Devices in einem Fahrzeug können sich in ein Mesh Netzwerk integrieren

23 Flächendeckende, variable und selbst- heilende Wi-Fi Netzwerke Dynamische Vergabe der Mesh Route Alle möglichen Pfade werden berechnet >Sofortige Änderung wenn notwendig >Eine aktive Route Der beste Pfad wird abhängig von Last, Signalstärke, Anzahl der Hops und anderen Parametern berechnet. Backhaul Möglicher Mesh Pfad Aktive Mesh Route

24 Mesh: auto-konfigurierendes Netzwerk Access Points verbinden sich automatisch nach dem Start Routinginformationen bauen sich mit der Coverage auf Wi-Fi Backhaul mögliche Mesh Pfade aktive Mesh Route

25 Mesh: selbst-heilendes Netzwerk Beim Ausfall einer WiFi Zelle heilt sich das Netzwerk selbst Wi-Fi Backhaul aktive Mesh Route mögliche Mesh Pfade

26 Mesh: Intelligentes Netzwerk Wi-Fi In einem Pfad können Störungen auftauchen Mesh kalkuliert alternative Pfade und leitet um, damit höchstmöglicher Durchsatz erzielt wird Backhaul aktive Mesh Route mögliche Mesh Pfade

27 Wie arbeitet Mesh? Ähnlich wie WDS >Definiert im IEEE Standard >Momentane Festlegung der AP-AP Wireless Kommunikation Aber Keine Eingabe von statischen MAC Addressen notwendig Dynamisch und selbst-heilend Mesh Netzwerke haben einen oder mehrere Portal-APs, die den Kanal festlegen Die anderen APs werden Mesh-APs genannt und verbinden sich untereinander mit einer proprietären Verbindungstechnologie auf Basis des Mesh-Namens. >Beacon Message enthält zusätzliche Information Mesh-Name Zahl der Hops Verbindungsqualität

28 Vorteile eines Dual-Radio Multi-band Mesh Systems Dediziertes 5 GHz Radio für Mesh Dediziertes 2.4 GHz Radio für Client Verkehr Vorteil 1: Keine Störungen des Client Verkehrs, da sa Mesh Radio in einem anderen Frequenzbereich arbeitet Vorteil 2: Die Client Zellen können mit non-overlapping Kanälen gebildet werden, was die dreifache Performance eines Single Radio Mesh Systems ermöglicht b/g a

29 ORiNOCO AP- 4000M ($899) Proxims Access Point für Municipal Broadband Networks Automatische, universelle Wi-Fi Abdeckung >Standard b/g und a Radios Erfüllt alle Enterprise Anforderungen für WLANs >Security >Performance >Einfache Installation >Upgradefähig >Zuverlässigkeit und Management Field Upgrade Kit für AP4000 >$349 Einfacher Aufbau von Flächendeckenden Wireless Netzwerken >A oder b/g Radio Mesh >Selbst-konfigurierend >Selbst-heilend >Dynamisches Routing ORiNOCO AP-4000M

30 Dos and Donts mit Mesh Mesh ermöglicht einen schnellen und einfachen Aufbau vo Nertzwerken Aber Obwohl im Außenbereich nutzbar gibt es doch Grenzen: >Mögliche Entfernungen begrenzt >Performance >Hidden nodes AP-4000M Systeme sind kein Ersatz für Tsunami MP.11 Multipunktanwendungen

31 Customer feedback – Azulstar Wireless Tyler van Houwelingen, CEO, Azulstar/Ottawa Wireless >We are so pleased with the performance that we are looking to upgrade all of Grand Haven to mesh over the next few weeks >Great story vs. the competition which is not a true mesh, expensive, or requires hardware upgrades >We are also going to use the mesh in our build out for Michigan DOT and in the demos for California smart vehicles as well as for large portions of our backbone in the current Rio Rancho network Rio Rancho, New Mexico, USA. Source: Azulstar Wireless

32 Zusammenfassung Proxim ist Wireless Spezialist Broadband Wireless für den Außenbereich >Sicherer Betrieb durch WORP >Definierte Datenraten mit QoS >Auch für Backhaul Mesh für flexible Anwendungen im Innen-und Außenbereich >Schneller und einfacher Aufbau >Dynamisch und fehlertolerant >Dual Radio für hohe Performance Kombinierbar für flächendeckenden Einsatz


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