Definition

Was ist ein PAN (Personal Area Network)?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

Ein Personal Area Network (PAN) ist ein Netzwerk, das Geräte über geringe Entfernungen miteinander verbindet. Typische Anwendungen sind die Ankopplung von Peripheriegeräten oder die direkte Verbindung elektronischer Geräte untereinander beispielsweise zum Austausch von Dateien. PANs können kabelgebunden oder drahtlos per Funk- oder Infrarottechnik realisiert sein.

Die Abkürzung PAN steht für Personal Area Network. Es handelt sich um eine bestimmte Form eines Netzwerks, das speziell für die Verbindung von Kleingeräten untereinander, die Ankopplung von Bedien- und Peripheriegeräten oder für den schnellen und unkomplizierten Aufbau von Ad-hoc-Netzwerken vorgesehen ist.

PANs können kabelgebunden oder drahtlos über Infrarot- oder Funktechnik realisiert sein. Im Fall der Nutzung von kabellosen Technologien spricht man auch von einem WPAN (Wireless Personal Area Network). In den meisten Fällen handelt es sich bei einem Personal Area Network um ein drahtloses WPAN. Diese Netze arbeiten über geringe Entfernungen von nur wenigen Metern. Oft sind sie auf die Nutzung innerhalb einer Sichtverbindung, innerhalb eines Raumes oder innerhalb eines kleinen Gebäudes eingeschränkt.

Typische Technologien eines WPANs sind Bluetooth, IrDA oder WLAN. Kabelgebundene Verbindungsstandards eines Personal Area Networks sind USB oder FireWire. Mobilgeräte wie Smartphones, Tablets oder Laptops unterstützen in der Regel verschiedene Vernetzungstechniken für die Verbindung in einem PAN.

Über ein Personal Area Network lassen sich beispielsweise Dateien austauschen, Steuerkommandos und Statusmeldungen übertragen oder Verbindungen zu weiteren Netzwerken herstellen. Im Vergleich zu Netzwerken wie dem Local Area Network (LAN) oder dem Wide Area Network (WAN) ist die maximal mögliche Datenrate häufig wesentlich niedriger. Typische Anwendungsbereiche von PANs sind die Anbindung von Multimediageräten wie kabellosen Kopfhörern oder Lautsprechern, die Bereitstellung von Personal Hotspots (Tethering), die Anbindung von Komponenten und Geräten an das Internet der Dinge (IoT), die Gebäudeautomation, die Anbindung von Controllern an Spielekonsolen, die Verbindung eines Laptops mit einem tragbaren Drucker oder Direktverbindungen zwischen Smartphones zur Übertragung von Fotodateien.

Die Netzwerktopologie kann sich je nach PAN und Anwendung unterscheiden und reicht von Netzen mit einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen bis hin zu vermaschten Netzwerken.

Typische Merkmale eines PANs sind:

  • oft nur niedrige Datenübertragungsraten von wenigen Kilobit pro Sekunde oder wenigen Megabit pro Sekunde
  • verschiedene Netztopologien wie Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen oder vermaschte Strukturen
  • geringe räumliche Ausdehnung von nur wenigen Metern
  • kabelgebunden oder drahtlos realisierbar
  • Verbindung von Kleingeräten
  • schneller, unkomplizierter und oft automatischer Aufbau der Verbindungen

Drahtlose Wireless Personal Area Networks (WPANs)

In den meisten Fällen sind PANs in Form von drahtlos arbeitenden Wireless Personal Area Networks (WPANs) realisiert. Die Reichweite ist geringer als beispielsweise in einem WLAN. Typische Entfernungen reichen von wenigen Zentimetern bis zu 50 Meter oder in Ausnahmefällen auch mehr.

Wände können die Signalausbreitung stark einschränken, weshalb viele WPANs auf eine Sichtverbindung, einen einzelnen Raum oder ein einzelnes kleines Gebäude beschränkt sind. Auch die Datenübertragungsraten sind in der Regel niedrig und reichen typischerweise von wenigen Kilobit pro Sekunde bis hin zu einigen Megabit pro Sekunde.

Es kommen häufig Kurzstrecken-Funktechniken wie Bluetooth, ZigBee oder Z-Wave zum Einsatz. Auch die Übertragung von Daten mithilfe von Infrarotsignalen (IrDA) ist möglich. Vorteile des WPANs sind, dass keine Kabel zur Herstellung einer Verbindung benötigt werden und die Geräte keine Steckerbuchsen zum Anschluss eines Kabels benötigen. Aufgrund der geringen Sendeleistung eines WPANs lassen sich die Geräte per Akku über längere Zeiträume mit der für den Betrieb benötigten elektrischen Energie versorgen.

Kabelgebundene Personal Area Networks

Wesentlich seltener sind PANs in Form von kabelgebundenen Netzwerken realisiert. Die Ausdehnung des Netzwerks und die Verbindungsmöglichkeiten sind im Vergleich zu einem WPAN noch stärker eingeschränkt. So betragen typische Kabellängen oft nur wenig Zentimeter bis maximal wenige Meter. Kabelgebundene Übertragungsstandards und Schnittstellen für ein Personal Area Network sind beispielsweise USB (Universal Serial Bus) oder FireWire. Vorteile gegenüber einem WPAN sind höhere maximale Datenübertragungsraten und eine niedrigere Empfindlichkeit gegenüber externen Störquellen. So beeinflussen Funknetzwerke in der Nähe eines kabelgebundenen PANs die Qualität der Datenübertragung und die Zuverlässigkeit der Verbindung kaum.

Anwendungen eines Personal Area Networks

Für eine Personal Area Network ergeben sich zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten. Ein wichtiger Anwendungsbereich ist die Multimediatechnik. Das PAN wird in diesem Umfeld beispielsweise genutzt, um Fernbedienungen anzubinden, drahtlose Kopfhörer oder Lautsprecher mit Wiedergabegeräten zu verbinden oder Audio- und Videosignale an eine bestimme Anwendung zu übergeben. Auch Spielkonsolen nutzen die Technik intensiv. Oftmals kommunizieren Controller über ein WPAN mit der zentralen Konsole. Weitere typische Anwendungen sind:

  • Verbindung von Peripheriegeräten wie Tastaturen, Mäuse, Drucker oder Scanner mit einem Rechner
  • Austausch von Steuer- und Kontrolldaten zwischen Geräten und Komponenten des Internets der Dinge (IoT)
  • Datei- und Informationsaustausch zwischen Mobilgeräten wie Smartphones oder Tablets
  • Austausch von Steuer- und Kontrolldaten in der Gebäudeautomation
  • Vernetzung von Sensoren und Aktoren
  • Übertragung von medizinischen Daten und Messwerten im Nahbereich; Überwachung von Patienten
  • Realisierung eines persönlichen Hotspots (Tethering)
  • Anbindung von Freisprecheinrichtungen

Vorteile eines Personal Area Networks

Gegenüber Netzwerken wie einem WAN oder einem LAN bietet ein PAN einige Vorteile. Diese sind unter anderem:

  • höhere Sicherheit durch die grundsätzliche räumliche Beschränkung des Netzwerks; keine Angriffsmöglichkeit für entfernte Angreifer
  • schnelle und einfache Herstellung einer Verbindung
  • in der Regel keine Notwendigkeit von zusätzlichen Netzkomponenten wie Router oder Switches
  • geringer Energieverbrauch; lange Betriebszeiten mit Akku- oder Batterieversorgung

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