Übertragungstechnologien: Vortrag: Vergleich drahtloser Übertragungstechnologien: IrDa, W-LAN, Bluetooth

Vor- und Nachteile von Übertragungstechniken Gliederung Gliederung Vor- und Nachteile von Übertragungstechniken kurze technische Funktionsweise zu IrDa + Vor- / Nachteile W-LAN + Vor- / Nachteile Bluetooth + Vor- / Nachteile tabellarischer Überblick Fazit

Vorteile: – Räumlich flexibel innerhalb eines Empfangsbereichs Vor- und Nachteile von Übertragungstechniken Vorteile: – Räumlich flexibel innerhalb eines Empfangsbereichs – Keine Verkabelungsprobleme (z.B. historische Gebäude) – Niedrige Kosten durch einfache Infrastruktur – Ad-hoc-Netzwerke ohne vorherige Planung – weniger anfällig gegenüber Katastrophen wie Erdbeben, Feuer und auch unachtsamen Benutzern (Stecker ziehen!) – einfache Handhabung und Verwaltung (Plug & Play) Vor- / Nachteil

Nachteile: – rel. niedrige Übertragungsraten Vor- und Nachteile von Übertragungstechniken Nachteile: – rel. niedrige Übertragungsraten (z.B. 11 Mbit/s bei IEEE 802.11b) – viele Übertragungsfehler – große Verzögerung – viele nationale Restriktionen, kaum globale Regelungen getroffen (nur 2000-Standard) – Sicherheitsprobleme, Luftschnittstelle für jeden zugänglich Vor- / Nachteil

kurze Punkt-zu-Punkt-Verbindungen Funktionsweise IrDA -1- kurze Punkt-zu-Punkt-Verbindungen - für Datenaustausch / -synchronisation - Distanz (1-2m) mit Sichtverbindung Ü - rate bis 16 Mbit/s bei Reichweite von etwa 1m gerichtete Kommunikation / Sichtwinkel <= 30° - Kegel Kommunikation zw. 2 Schnittstellen basiert auf Master / Slave - Beziehung IrDA

Primary Station ist verantwortlich für Aufbau / Funktionsweise IrDA -2- Primary Station ist verantwortlich für Aufbau / Verbindung / Datentransfer Secondary Station sendet & antwortet nur, wenn selbst angesprochen (z.B. Drucker) Verschiedene Transferraten • 2,4 - 115,2 Kbit/s (asynchron) • 0,6 - 16 Mbit/s (synchron) IrDA

einfache und sehr preisgünstige Sender und Empfänger Vorteile der Infrarottechnik einfache und sehr preisgünstige Sender und Empfänger geringer Energieverbrauch weite Verbreitung (heutzutage in praktisch allen mobilen Geräten integriert) andere elektrische Geräte stören Infrarotübertragung nicht einfache Handhabung keine Lizenzen nötig IrDA

große Interferenzen bei Sonnenlicht und Wärmequellen Nachteile der Infrarottechnik große Interferenzen bei Sonnenlicht und Wärmequellen (Übertragung reagiert empfindlich auf Umgebungslicht und reflektierende Gegenstände) Reichweite sinkt bei Sonneneinstrahlung auf ca. 10 cm IRDA selbst bietet kaum Sicherheiten  keine Authentifikation & Verschlüsselung  sind nicht Bestandteil des IrDA - Standards Sichtverbindung notwendig (Übertragung nur kurze Entfernung) Sichtwinkel 30°  nur kurze Übertragungsstrecken niedrige Bandbreite IrDA

Wireless-LAN basiert auf dem Standard für Ethernet; IEEE 802.3 Funktionsweise W-LAN -1- Wireless-LAN basiert auf dem Standard für Ethernet; IEEE 802.3  Standard ersetzt das Ethernet-Kabel durch Funk  Einfache Integration in bestehende NW-Strukturen wichtigster Standard IEEE 802.11  2 Mbit/s erweitert zum IEEE 802.11b  11 Mbit/s Einführung von IEEE 802.11g  54 Mbit/s 􀀗 elektromagnetische Wellen im 2,4 GHz-ISM-Band wie Bluetooth W-LAN

weitere Einsatzmöglichkeiten an öffentlichen Plätzen wie Funktionsweise W-LAN -2- aufgrund einfacher Installation Nutzung von Funk-LANs für temporäre Netze (z.B. Messen) weitere Einsatzmöglichkeiten an öffentlichen Plätzen wie Flughäfen / Bahnhöfen, wo die sogenannte Hot Spots angeboten werden  Verbindungen ins Internet / Home-Office-Bereich Standard unterstützt 2 unterschiedl. Funkverfahren:  Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Verfahren  Frequency-Hopping-Spread-Spectrum-Verfahren (wird auch bei Bluetooth verwendet) W-LAN

Organisiert werden WLAN entweder als Funktionsweise W-LAN -3- Organisiert werden WLAN entweder als ‚Ad-Hoc’-Netze die aus einzelnen Clients bestehen oder als ‚Infrastrukturnetzwerke’ so genannte ‚Access Points’ (AP) stellen Verbindung in ein bestehendes drahtgebundenes LAN AP‘s mit eingebautem DSL-Modem – Nutzung für private oder firmen Anwendungen W-LAN

Zugriffsteuerung über MAC-Adresse Vorteile W-LAN Zugriffsteuerung über MAC-Adresse  (jede NW-Hardware kann eindeutig identifiziert werden)  (nur eingetragene Geräte dürfen auf AP zugreifen) Netzwerkkarte übernimmt Ver- und Entschlüsselung bei 802.11b & 802.11g = 128-Bit Verschlüsselung bei 802.11a sogar bis 152-Bit Verschlüsselung AP bietet Open-Key-Verfahren an  Schlüssel wird regelmäßig automatisch geändert  abgefangene Schlüssel werden ungültig W-LAN

keine Authentifizierung des APs gegenüber Station Nachteile W-LAN keine Authentifizierung des APs gegenüber Station im Einsatz befindlichen Verschlüsselungs- und Authentifikationstechnologien sind nicht ausreichend AP sollte auch möglichst weit von Störquellen entfernt aufgestellt werden  bspw. DECT-Telefone, Bluetooth-Geräte, Mikrowellen-Herde auch 2.4-Gigahertz-Band = Interferenzen Funkwellen empfindlich gegen Wände / Glasflächen = schwächen, reflektieren oder ganz blockieren großes Hindernis Rigips-Wände (Drahtgitter im Innern) W-LAN

Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen Funktionsweise Bluetooth -1- Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen bis zu 8 Geräte bilden ein Piconet bis zu 10 Piconets bilden 1 Scatternet Master-Slave-Beziehung Bluetooth nutzt zwei Arten von Verbindungen: - Asynchrone Übertragung: max. 7 Kanäle / Piconet - Synchrone Übertragung: 3 Kanäle / Piconet BT-Architektur Bluetooth

Bluetooth teilt ISM-Frequenzband (2,402 – 2,480 Ghz) in Funktionsweise Bluetooth -2- Bluetooth teilt ISM-Frequenzband (2,402 – 2,480 Ghz) in 79 Kanäle mit 1 Mhz Abstand auf und springt zw. diesen mit bis zu 1.600 hops/s Max. Datendurchsatz: asymmetrisch = down: 721 kbit/s / up: 57,6 kBit/s symmetrisch = 433,9 kbit/s jedes Bluetooth - Gerät besitzt eine weltweit eindeutige 48-Bit-Kennung (MAC-Adresse) Nutzung als PAN (Personal Area Network) Einführung von IEEE 802.11g Übertragungsraten bis 54 Mbit/s möglich Bluetooth

basiert auf existierenden Protokollen Vorteile Bluetooth große Reichweite (im Vergleich zu IrDa) – 10-100m keine Sichtverbindung benötigt (Datenübertragung durch Wände) bessere Sicherheit durch Verschlüsselung (128 bit) einfache Handhabung (Ad-Hoc-NW) basiert auf existierenden Protokollen geringerer Stromverbrauch & kostengünstig (ca. 5,- €uro / Modul) hohe Komplexität problemlose Kommunikation der Programme unterschiedl. Hersteller auf versch. Geräten möglich Ersatz für kurze Kabel zur Verbindung von portablen / fixen Geräten Bluetooth

Leistung des Senders beschränkt Nachteile Bluetooth eingeschränkter Frequenzbereich Leistung des Senders beschränkt Interferenzen zu WLAN Bluetooth

Überblick Reichweite / Datenrate tab. Überblick

Die bestehenden Übertragungstechnologien besitzen Fazit Die bestehenden Übertragungstechnologien besitzen unterschiedliche Eigenschaften und Qualitäten. Gegenwärtig gibt es in den einzelnen Anwendungsbereichen PAN, WLAN und MAN mehrere Lösungen bzw. Standards. Die Zukunft wird zeigen, welche Technologien sich in den jeweiligen Zielmärkten etablieren bzw. Anwendung finden. Fazit

Vortrag: noch Fragen ??? www.panky-online.de.vu