Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 73

Broadband Wireless Access (BWA) – der WMAN-Standard IEEE 802.16 (WiMax)

10.02.2010 | Redakteur: Andreas Donner

Der WiMax-Standard IEEE 802.16 ist gekennzeichnet durch Base Stations und Subscriber Stations; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Der WiMax-Standard IEEE 802.16 ist gekennzeichnet durch Base Stations und Subscriber Stations; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Dr. Franz-Joachim KauffelsOffiziell wird IEEE 802.16 als WMAN-Standard bezeichnet, aus der Herstellersicht kennen wir jedoch eher die Bezeichnung WiMAX. Neben dem Broadband Wireless Access kann man das System natürlich als besonders komfortables WLAN benutzen, was aber wohl in der Praxis daran scheitert, dass es auf dem 10 bis 66 GHz-Bereich arbeitet, der nicht lizenzfrei zu betreiben ist. In dieser Folge zeigen wir weitere Besonderheiten der Konstruktion und besprechen kurz die 1 bis -66 GHz PHY.

Dr. Franz-Joachim Kauffels

Im Standard wird immer wieder von einem Wireless MAN gesprochen, der Begriff ist zusammengeschrieben sogar als Warenzeichen geschützt. Das WMAN, wie wir es hier einfach abkürzen wollen, ist als Alternative zu den verkabelten Zugangsnetzen zu verstehen, also definitiv nicht als Ersatz für LANs.

Natürlich kann man es dennoch auch als großes LAN benutzen. Dies gilt insbesondere für die Variante Wireless HUMAN (High Speed Unlizensed Metropolitan Area Network) auf regulationsarmen Frequenzen im Bereich 2 bis 11 GHz.

Ein WMAN ist wegen seines vergleichsweise geringen Installationsaufwandes eine wunderbare Alternative zu verkabelten Zugangsnetzen, vor allem dann, wenn diese noch nicht existieren oder veraltet sind. Ein IEEE 802.16 WMAN liefert nach seiner Grundintention Netzwerk-Zugang für Gebäude, die so genannte Subscriber Stations SSs besitzen, welche mittels einer geeigneten Antenne mit einer zentralen Basis Station (BS) in Verbindung stehen.

Die Benutzer innerhalb der Gebäude können diesen durch die SS gebildeten Zugangspunkt entweder mit einem verkabelten Netz wie Ethernet oder über eine WLAN-Technologie erreichen. Erst nach Ende 2002 wurde diese Perspektive – wohl unter dem Eindruck der technisch lückenhaften WLAN-Entwicklung – auch dahingehend erweitert, dass individuelle Endgeräte direkt mit einer SS in Verbindung stehen können.

Außerdem gibt es als spezielle Erweiterung bei 2 bis 11 GHz noch das sogenannte Maschen-Netz, in dem die SSs sich direkt untereinander verständigen können ohne eine BS zu bemühen. Dies ist auf den ersten Blick verwirrend, wird aber klarer, wenn wir die einzelnen Bereiche genauer betrachten.

Quality of Service, QoS

Ein wesentlicher Punkt ist immer QoS, der in IEEE 802.16 fest verankert ist, in IEEE 802.11 hingegen nicht. Die MAC von IEEE 802.16 ist so flexibel und umfassend ausgelegt, dass die verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten genauso verarbeitet werden können wie der Anschluss der Base Stations an unterschiedliche Backbone-Systeme.

Ein weiterer Punkt ist die Mobilität. Wir sprechen hier meist nur über fixe und mobile Benutzer. IEEE 802.16 differenziert die Mobilität weiter. Wichtig ist der so genannte nomadische Benutzer. Er arbeitet meist an einem festen Ort, bewegt sich dann aber, um schließlich wiederum an einem anderen festen Ort zu arbeiten. Man stellt sich dafür am besten vor, dass der nomadische Benutzer in einem Wohnmobil wohnt und arbeitet. Wenn er arbeitet, stellt er hohe Anforderungen an eine Verbindung. Diese Benutzergruppe ist in Deutschland weniger verbreitet, stellt aber für die USA und die nordischen Länder einen erheblichen Faktor dar. IEEE 802.16 ist daher auch ein Standard für die gute breitbandige Versorgung nomadischer Benutzer.

Schließlich differenziert man noch zwischen Benutzern, die sich langsam und solchen, die sich schnell bewegen. Zur ersteren Gruppe gehören Fußgänger und Gabelstaplerfahrer. Auch sie werden durch IEEE 802.16 bedient. Benutzer, die sich schnell bewegen, also z.B. in Autos und Flugzeugen, wurden in die Gruppe 802.20 ausgegliedert. Nach längerem Suchen habe ich auch eine Grenze zwischen den beiden Gruppen gefunden. Sie liegt bei ca. 20 Meilen/h oder ca. 30 km/h.

Zunächst lag der Schwerpunkt auf Entwicklungen für regulierte Frequenzen zwischen 10 und 66 GHz, mittlerweile wurde dies auf die Verwendung regulierter und regulationsarmer Bänder zwischen 2 und 11 GHz erweitert.

weiter mit: Entwicklungshintergrund und Ziele

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