Wireless LAN - Die kabellose Zukunft

Diplomarbeit von Dirk Meyer

Zusammenfassung:

Mobilität ist die neue Herausforderung in der Datenkommunikation. Nach dem Mobilfunk-Boom der letzten Jahre sind derzeit drahtlose lokale Netzwerke (Wireless Local Area Networks – WLANs) eines der aktuellsten Themen. Angesichts des sprunghaft gestiegenen Einsatzes kabelloser Funknetze berichten immer häufiger Medien und Fachpresse über die Möglichkeiten der WLAN-Technik. Erfolgte bisher klassischerweise die Rechner-Vernetzung und damit auch die Anbindung der Nutzer drahtgebunden (z.B. über Ethernet oder Telefonleitungen), so ermöglichen Funk-LANs eine drahtlose Vernetzung mobiler Rechner. War die Funk-Technologie lange von proprietären Systemen bestimmt und auf einen Nischenmarkt begrenzt, so können im Zuge einer fortschreitenden Standardisierung WLANs auch flächendeckend und herstellerunabhängig eingesetzt werden. Der entfallende Verkabelungsaufwand, die neu gewonnene Flexibilität bei der Gestaltung von Netzwerken und vor allem die durch WLANs erst ermöglichte Mobilität der Endgeräte sind viel versprechende Argumente für einen Einsatz drahtloser Netzwerke in den verschiedensten Bereichen.

Funk-LANs haben in den letzten Jahren auch auf breiter Front Einzug in die deutsche Hochschullandschaft gehalten. Eine drahtlose Netzinfrastruktur ermöglicht neue Anwendungsszenarien in Forschung und Lehre. Die digitale Aufbereitung von Wissen und die vernetzte Verbreitung von Informationen lassen neue Formen der Wissensvermittlung zu. Netzbasiertes und ortsunabhängiges Lernen und Lehren wird ermöglicht, und multimediales Lern- und Lehrmaterial sowie mobile Rechner lassen sich in Vorlesungen und Übungen einsetzen. Neue Anwendungskonzepte, wie z.B. die Notebook-Hochschule, werden durch drahtlose Netzwerke erst möglich.

Auf dem Weg in die mobile Informationsgesellschaft des 21. Jahrhunderts kommt dem Einsatz von Funk-Technik in der Datenkommunikation eine entscheidende Rolle zu. Drahtlose lokale Netzwerke sind aus dieser Welt nicht mehr wegzudenken.

Diese Diplomarbeit möchte einen umfassenden Überblick über die Wireless LAN-Technologie zur Datenübertragung und deren Einsatzmöglichkeiten an Universitäten vermitteln. Dabei nehmen notwendigerweise die technischen Grundlagen, insbesondere die Darstellung des IEEE 802.11 Standards, einen breiten Raum ein.

Die Diplomarbeit gliedert sich in folgende Kapitel:

In Kapitel 2 (Grundlagen der WLAN-Technologie) werden nach einer kurzen Erläuterung, was allgemein unter Wireless LAN zu verstehen ist, die unterschiedlichen Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten dieser Funk-Technologie vorgestellt. Der Darstellung verschiedener Betriebs-Modi von WLAN-Komponenten schließt sich eine Übersicht der wichtigsten Gerätetypen an.

Kapitel 3 (Standards) beschreibt die gegenwärtig und mittelfristig wichtigsten Standards für Funk-Netzwerke. Nach einer kurzen Erläuterung der an der Standardisierung und Ausgestaltung des Umfeldes beteiligten Organisationen und Gremien werden die für WLAN-Anwendungen genutzten Frequenzbereiche sowie die grundsätzlichen Übertragungstechniken vorgestellt. Einer ausführlichen Erklärung des IEEE 802.11 Standards und dessen Weiterentwicklungen, die derzeit marktbeherrschend sind, folgt die Beschreibung weiterer Funkstandards.

Kapitel 4 (Sicherheit) widmet sich der Sicherheitsproblematik des IEEE 802.11 Standards. Nach Erläuterung der grundsätzlich bei der Datenübertragung mittels Funk bestehenden Sicherheitsrisiken werden die im IEEE 802.11 spezifizierten Sicherheitsmechanismen sowie deren Schwachstellen vorgestellt. Ergänzend erfolgt eine Darstellung von weiteren Sicherheitsmaßnahmen, die über den Standard hinausgehen.

In Kapitel 5 (Sonstige Aspekte) werden mögliche Störeinflüsse auf WLAN-Systeme, elektromagnetische Verträglichkeit von Funk-LANs, insbesondere im Vergleich zum Mobilfunk, sowie rechtliche Bestimmungen für die Zulassung und den Betrieb drahtloser lokaler Netzwerke erläutert.

Kapitel 6 (WLANs an Universitäten) widmet sich den speziellen Einsatzmöglichkeiten kabelloser Netzwerke an Universitäten. Nach einer Übersicht über die Ausstattung der Universitäten mit Wireless LAN-Technik werden unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten beschrieben. Darauf aufbauend wird das Konzept der Notebook-Universität näher erläutert und zur virtuellen Hochschule abgegrenzt.

Kapitel 7 (Wichtige Aspekte bei der Einführung von WLANs an Universitäten) beschreibt einige ausgewählte Punkte, auf die bei der Planung der Funkzellen, der Installation der Geräte und dem späteren Betrieb drahtloser Netzwerke geachtet werden sollte. Diese umfassen u.a. Fragen der Kanalaufteilung, der Reichweite und Dämpfung von Funkwellen sowie der funktechnischen Vermessung von Räumlichkeiten. Ergänzend dazu werden einige wichtige Kriterien für die Auswahl von WLAN-Komponenten aufgezeigt.

In Kapitel 8 (Ausblick in die kabellose Zukunft) wird auf die Entwicklung der Funkstandards eingegangen und ein Ausblick gegeben, wie die kabellose Zukunft in der Datenkommunikation aussehen könnte.

Inhaltsverzeichnis: