WIRELESS LAN - WLAN. Martin Schmidt Berufsschule Obernburg

Transkript

1 WIRELESS LAN - WLAN Martin Schmidt Berufsschule Obernburg

2 WLAN - Defintion = kabellose Datenübertragung Funktechnik elektromagnetische Wellen (Mikrowellenbereich) Ähnlicher Einsatzzweck wie kabelgebundenes LAN Zugang über eine so genannten Access Point Verbindet WLAN mit dem kabelgebundenen LAN (vgl. Basisstation eines DECT-Telefons) Empfängt, speichert und leitet Daten zwischen WLAN und LAN weiter Standards: IEEE (1997)

3 WLAN - Vorteile Hohe Flexibilität Büros Besprechungsräume auf dem Firmengelände / im Freien In der Freizeit ( Hotspots ) Gute Skalierbarkeit Kein bis sehr geringer Installationsaufwand (keine Baumaßnahmen) Denkmalschutz Historische Bauten Relativ schnell einzurichten Nachträgliche Einrichtung ohne Baumaßnahmen möglich Weniger Kabelgewirr Trägermedium ist unempfindlich gegen physikalische Zerstörung

4 WLAN - Nachteile (noch) geringere Bandbreiten als kabelgebundenes LAN (Fortschritt!) Standard n: Datentransferrate: 600 Mbit in Planung (2013): 6,93 GBit Nicht resistent gegen Störeinflüsse Schwankungen der Signalstärke abhängig von örtlichen Gegebenheiten Nicht abhörsicher Ständige Anpassung an neue Sicherheitsstandards (Verschlüsselung) Problem der unerlaubten Nutzung ( Schwarzsurfen ) Betreiber ist verantwortlich Haftungsfrage Strahlenbelastung Gesundheitsgefahr? Rechtsunsicherheit?

5 WLAN - Standards Quelle: Rechnernetze, Riggert, W., Hanser Verlag

6 WLAN - SNR Signal-Rausch-Verhältnis Das Signal-Rausch-Verhältnis (auch Störabstand oder (Signal-) Rauschabstand, abgekürzt SRV oder S/R beziehungsweise SNR oder S/N von signal-to-noise ratio) ist ein Maß für die technische Qualität eines Nutzsignals (z. B. Sprache oder Video), das von einem Rauschsignal überlagert ist. Es ist definiert als das Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittleren Rauschleistung des Störsignals. (Wikipedia)

7 WLAN - Merkmale Performance in Gebäuden: ca. 30 Meter im Freien: ca. 300 Meter Ausdehnung durch den Einsatz von Antennen

8 WLAN - Betriebsarten Der IEEE Standard unterscheidet zwei Betriebsarten Ad-hoc Modus Infrastruktur-Modus

9 WLAN Ad-hoc Modus Independant Basic Service Set (IBSS) Verbindet Systeme miteinander auf einfache Art Keine feste Infrastruktur zur Datenkommunikation In sich geschlossenes System ohne Verbindung zu anderen Netzen Ein IBSS vereint zwei oder mehrere Stationen (in Funkreichweite) ohne eine zentrale Steuerungs- oder Verwaltungskomponente Stationen kommunizieren direkt miteinander (Peer-To-Peer) Jeder kommuniziert mit jedem Einsatzgebiete Konferenzen Temporäre Projekt- und Arbeitsgruppen (spontane) LAN-Partys

10 WLAN Ad-hoc Modus Abdeckungsgebiet (Coverage Area) Zwei Stationen kommunizieren direkt miteinander

11 WLAN Infrastruktur-Modus Basic Service Set (BSS) Zugang der Funkstationen zum LAN über Access-Point (Beispiel BS Miltenberg-Obernburg Multimediaraum) Access-Point funktioniert wie ein Ethernet-Hub Stationen kommunizieren nicht mehr direkt miteinander Station A sendet Daten an Access-Point Access-Point leitet die Daten (von A) an Station B weiter Die Reichweite des BSS wird von der Entfernung einer Station zum Access-Point bestimmt

12 WLAN Infrastruktur-Modus Basic Service Set (BSS) Abdeckungsgebiet (Coverage Area)

13 WLAN Infrastruktur-Modus Extended Service Set (ESS) Werden mehrere BSS über vernetzte Access- Points (LAN oder WLAN) zusammengeschlossen, bildet dieser Verbund ein Extended Service Set (ESS) Innerhalb eines ESS kann sich eine Station frei bewegen. Die Access- Points tauschen sich aus, welche Stationen sich in ihrem Bereich aufhalten.

14 WLAN Netzzugang Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) Vermeidet Datenkollisionen von vornherein Funktionsweise/Ablauf Sendewillige Station A hört Übertragungsmedium (Funkkanal) ab Ist das Medium frei, schickt eine Station A eine Sendeanforderung (RTS = request to send) reserviert den Kanal Alle anderen (sendebereiten) Stationen gehen in Wartemodus Empfängerstation B sendet Empfangsbereitschaft Station A sendet Daten an Station B ACK-Signal beendet die Übertragung (ggf. erneute Übertragung) Nächste Station C schickt Sendeanforderung

15 WLAN Funktechnik Varianten der Frequency-Hopping-Methode Funkwellen werden nach einem konkreten Schema über mehrere Frequenzen übertragen, die mehrmals pro Sekunde wechseln Dadurch wird eine geringere Störanfälligkeit erzielt

16 WLAN Funktechnik Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Frequenzen werden nach einem Zufalls-Schema gewechselt (802.11) Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Verwendung mehrerer Einzelfrequenzen. Die Verteilung auf die einzelnen Frequenzen wird mathematisch berechnet High Rate Direct Sequence Spread Spectrum (HR/DSSS) Erweiterung des DSSS zur Erzielung höherer Übertragungsraten Orthogonal Frequency Division Multiplaxing (OFDM) Aufteilung eines jeden Kanals in mehrere Teilkanäle zur parallelen Übertragung (= derzeit höchste Übertragungsrate) aber: aufwändig und teuer.

17 WLAN Funktechnik Multiple Input / Multiple Output (MIMO) Verbesserung der OFDM-Methode. Die Datenübertragung kann parallel über mehrere Frequenzbänder erfolgen. Das ermöglicht wiederum höhere Übertragungsraten.

18 WLAN Sicherheit Zur Absicherung von WLANS greifen mehrere Mechanismen Service Set Identifier (SSID) = Netzwerkname White List der zugelassenen Teilnehmer (Mac-Adresse) Verschlüsselung (WEP, WPA, WPA2)