Wireless-Systeme der nächsten Generation – Anwendungen, Systeme, Anforderungen

1. Auflage vom Oktober 2016

Preis

349,00 € netto (+ Versandkosten)

Dieser Report ist ein unverzichtbares Hilfsmittel für alle, die sich mit der Schaffung von Wireless Versorgungsstrukturen für die Anforderungen der digitalen Zukunft rüsten. Die Studie hilft, die neuen drahtlosen Übertragungstechniken und ihre Wechselwirkungen besser einzuschätzen und die passende Infrastruktur vorzubereiten.


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Es besteht die unabwendbare Tendenz, drahtlose Netze zur Lieferung immer reicherer Inhalte an immer mehr Endgeräte zu benutzen. Dies erzeugt einen erheblichen Druck auf das Medium, über die wir liefern: die Kapazität des (drahtlosen) Netzes und der dahinter liegenden Infrastruktur. Ein weiterer Mega-Treiber ist das IoT (Internet of Things). Viele IoT-Konzepte könnten ohne drahtlose Verbindungen nicht implementiert werden. Das erzeugt eine völlig neue Dimension von Anforderungen, Leistungsprofilen und Spezial-Technologien. Mit IEEE 802.11ac Wave2 steht eine neue Evolutionsstufe für WLANs zur Verfügung. Die neuen Funktionen müssen auf den Prüfstand.

Was können sie bewirken? Und: ist ihre Nutzung überhaupt zulässig? Eine wesentliche Frage ist: wie werden die neuen Systeme in die Gesamt-Architektur integriert? Die oftmals propagierte „gesteigerte Benutzererfahrung“ ist ja gut und schön, aber welche Anforderungen stellt sie an die betriebliche Logik der Infrastrukturen? Nach wie vor sollte doch der sichere und wirtschaftliche Betrieb der privaten drahtlosen Infrastrukturen im Vordergrund stehen. Wie können Sicherheitskonzepte elegant und wirkungsvoll umgesetzt werden? Wie geht es weiter mit dem Mobilfunk? Neue LTE Releases heißen „LTE Advanced“. Unter Voraussetzung eines guten Interferenz-Managements steigt die mögliche Leistung eines LTE-Versorgungsbereiches (einer Basis-Station) deutlich mit der Anzahl von kleinen Zellen (Small Cells). Richtig spannend wird es mit den Versionen ab Rel. 13 und 5G. Wie könnte sich das auswirken? Betrachten wir nun das Problem, für die Schaffung einer flächendeckenden WLAN-Lösung eine geeignete Verkabelungs-Infrastruktur zu finden. Mit den alten Generationen bis IEEE 802.11n gab es hier keine großen Fragezeichen, denn eine 1 GbE-Lösung war für die Anbindung eines Access Points völlig ausreichend.

Mit dem Aufkommen der „Gigabit-WLANs“ IEEE 802.11ac und IEEE 802.11ad hat sich die Situation jedoch geändert. In günstigen Anwendungsbereichen können diese Systeme tatsächlich eine Zellenleistung von mehr als einem Gigabit/sec. erreichen. Noch gibt es im Markt eine Reihe von Betreibern, die für diese Systeme nicht die nächste definierte Leistungsstufe, 10 GbE, einsetzen möchten. Für die „Wave2“ und „Wave3“ von 11ac kann die Leistung eines Access Points durchaus bis zu 5 GbE gehen. Etwas hastig wurden daher in 2015 Standards auf den Weg gebracht, die Ethernet-Schnittstellen mit 2,5 und 5 Gbps definiert haben. zu verbinden.

In diesem Report geht es unter anderem um folgende Fragen:
– Ist es weitsichtig, die Infrastruktur an einer einzigen WLAN-Generation zu orientieren?
– Welche Anforderungen ergeben sich, wenn wir nicht nur auf die Systeme schauen, die man jetzt im Laden kaufen kann, sondern auch auf die, die in den nächsten fünf Jahren mit Sicherheit kommen werden?

Blickt man auf die Anforderungen der jetzt in Entwicklung befindlichen Systeme wie IEEE 802.11ax und 11ay, sieht man sofort, dass diese mit 2,5 oder 5 GbE absolut nicht auskommen. Ein sehr wesentlicher Schritt bei diesen Versionen ist, dass das DCF-Verfahren wohl endlich abgelöst wird, was der Autor aber erst glaubt, wenn er es sieht. Dadurch wird hier schon eine vollwertige 10 GbE Infrastruktur mit entsprechender Verkabelung notwendig. Aber auch schon für IEEE 802.11ac Wave 2 oder 3 wird es Access Points mit 10 GbE-Ports Richtung Infrastruktur geben. Ein in 2016 noch fehlender Baustein ist Power over 10 GBASE-T, aber auch hier gibt es eine Reihe von Alternativen und Prototypen, die mit Sicherheit sehr bald zu guten standardisierten Lösungen führen werden. Die Angst mancher Betreiber vor zu hohen Kosten einer 10 GbE Infrastruktur ist nicht begründet. 10 GbE ist angesichts der Verfügbarkeit von 25/50/100 GbE Switching-Lösungen schon jetzt eine Technologie der zweiten Reihe. Es gibt 10/40 GbE Switch-Chips in rauen Mengen, ein Switch-Port tendiert jetzt schon hinsichtlich der Kosten in Richtung zweistelliger US$-Bereich und wird sich in nächster Zeit alle rund 18 Monate halbieren. Möchte man dann z.B. 2020 auf eine vollständige 10 GbE-Infrastruktur für die WLANs hochrüsten, kosten die Switches höchstens so viel wie heute 1 GbE-Switches. Sind dann aber Kabel und ältere Switches ungeeignet und von zu schlechter Qualität, wird es ärgerlich und teuer!

Der Report hat abgesehen von einer Einleitung fünf Kapitel. Im ersten Kapitel betrachten wir die Entwicklung der Anwendungen und die sich daraus ergebenden Anforderungen genauer. Das zweite Kapitel ist der aktuell neu verfügbaren WLAN-Technik, primär 802.11ac ab „Wave 2“, gewidmet. Kapitel drei beleuchtet die Entwicklung kleinerer Funkzellen, Mikrozellen oder Arbeitsplatz-Zellen im Millimeterwellen-Bereich (50 – 60 GHz-Bänder). Mit vergleichsweise geringem Aufwand können hier Multi-Gigabit Datenraten erzielt werden, aber eben mit einer recht begrenzten Ausdehnung der Zelle. Der bereits länger bestehende Standard IEEE 802.11ad wurde durch WiGig® zu neuem Leben erweckt. Was die Zukunft der drahtlosen Übertragung in der Zukunft ganz bedeutend prägen wird, ist die Entwicklung von LTE und LTE Advanced hin zu 5G Mobilfunk, die wir im vierten Kapitel darstellen. Hier wird die Messlatte für private Versorgungsinfrastrukturen immer höher gesetzt. Gleichzeitig könnte es vermehrt zu Konflikten kommen, wenn die Provider auch mit LTE in die bisher den lizenzfreien WLAN-Systemen vorbehaltenen Frequenzbereiche eindringen möchten. Diese Diskussion ist längst noch nicht ausgestanden. Das fünfte Kapitel stößt dann in den Bereich der in absehbarer Zukunft neu hinzu kommenden Techniken und Verfahren, auch im Hinblick auf die Koexistenz mit 5G, vor. Hierbei werden auch die sich jeweils im Rahmen der Technologien ergebenden Anforderungen an die Infrastruktur diskutiert.

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