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					WLAN und Hotspots
Dr. Frank Golatowski Universität Rostock Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik

Gliederung
1. Motivation 2. Einführung in den IEEE WLAN-Standard  Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke  Überblick über die IEEE 802.11 – Standards  Systemarchitektur  Protokollarchitektur 3. Geräte 4. Hotspots

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Presseerklärung vom 7.Nov. 2000  Erklärung von Jan Lindgren, Vizepräsident und Generalmanager für Ericsson Mobile Internet Solution „Ericsson glaubt, dass innerhalb der nächsten drei Jahre (gerechnet von 2000) die Anzahl der mobilen Internetnutzer die Anzahl der drahtgebundenen Internet-nutzer überschreiten wird…―

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Mobiles Internet
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Ein mobiles Internet sollte ein ähnliches Preis/ Leistungsverhältnis haben, wie beim drahtgebundenen Internetzgang.  Hoher Datendurchsatz und Flatrate  z.B. SMS-Kosten
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Preis pro SMS 0,17 Cent (2003) D2Vodafone 0,17 Cent für 160 Zeichen 1 MByte = 1.048 576 Bytes 6554 volle SMS : Preis pro Megabyte  1114 € pro MByte SMS Bei SMS mit 100 Zeichen: 10485 SMS  1782 € pro MByte SMS

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IEEE 802.11 Standard
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Entwurfsziele für drahtlose Netzwerke Überblick über die IEEE 802.11 – Standards Systemarchitektur Protokollarchitektur

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Entwurfsziele drahtloser Netzwerke
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Weltweit lizenzfreies Band Spezifikation eines einfachen und robusten drahtlosen LANs Nahtlose Integration in existierende LANs  Medienzugriffssteuerung über unterschiedliche Bitübertragungsschichten  Anwendungen und Protokolle der höheren Schichten sollen weiter nutzbar sein Abhörsicherheit Keine Beeinträchtigung der Gesundheit Investitionsschutz

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IEEE 802.11 Standards
Standard Spektru m 2,4 GHz Brutto DatenRate 2 Mbps Netto Datenrate 1,2 Mbps ÜbertragungsTechnik FHSS/ DSSS/ IrDA OFDM Kompatibel mit  Nachteil Vorteil 802.11 Begrenzte Bitrate Größere Reichweite Hohe Bitrate in einem weniger überfüllten Spektrum

802.11a

5,0 GHz

54 Mbps

32 Mbps



Kleinste Reichweite aller 802.11 Standards

802.11b 802.11g

2,4 GHz 2,4 GHz

11 Mbps 54 Mbps

6-7 Mbps 32 Mbps

DSSS OFDM

802.11a 802.11a/ 802.11b

Datenrate zu gering für einige Anwendungen Begrenzte Anzahl gemeinsam installierter WLANs Größere Reichweite als 802.11a

FHSS Frequency Hopping Sequence Spectrum DSSS Digital Sequence Spread Spectrum OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

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Sytemarchitektur
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3 grundsätzliche Architekturen  Infrastrukturnetz  Ad-Hoc Netz  Distributionsnetz CSMA/CA anstelle von CSMA/CD Keine näheren Angaben, wie Zugangspunkte miteinander verbunden werden  Keine Aussagen zum Roaming

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802.11 - Architektur - Infrastrukturnetz
802.11 LAN
BSS1 STA1 Access Point Portal

802.x LAN

Station

Distribution System

ESS

Access Point

BSS2 STA3

STA2

(STA)  Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium und Funkkontakt zum Access Point Basic Service Set (BSS)  Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen Access Point  Station, die sowohl in das FunkLAN als auch das verbindende Festnetz (Distribution System) integriert ist Portal  Übergang in ein anderes Festnetz Distribution System  Verbindung verschiedener Zellen um ein Netz (EES: Extended Service Set) zu bilden

802.11 LAN

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802.11 - Architektur - Ad-hoc Netzwerk
BSS1


STA1 STA3 STA2

Direkte Kommunikation mit begrenzter Reichweite  Station (STA): Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium  Basic Service Set (BSS): Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen

STA5 STA4 BSS2

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Vergleich Infrastruktur- und Ad hoc-Netzwerk

InfrastrukturNetzwerk
AP AP

AP: Access Point

Existierendes Festnetz

AP

Ad hocNetzwerke

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Protokollarchitektur

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ISO-OSI 7-Schichtenmodell
Anwendung

Präsentation
Session Transport Verbindungsschicht Sicherung Bitübertragung

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ISO-OSI 7-Schichtenmodell
Anwendung

Präsentation
Session Transport Verbindungsschicht Sicherung Bitübertragung

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IEEE-Standard 802.11
Festes Endgerät (Fixed terminal) Mobiles Endgerät (Mobile terminal)

Server

Infrastrukturnetz Zugangspunkt (Access point) Anwendung Anwendung

TCP
IP 802.11 MAC 802.11 PHY 802.11 MAC 802.11 PHY 802.3 MAC 802.3 PHY

TCP
IP 802.3 MAC 802.3 PHY

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802.11 - Schichten und Funktionen
 

802.11 umfasst nur physikalische und MAC-Schicht Physikalische Schicht weiter unterteilt in  medienabhängige (PMD) und  medienunabhänge (PLCP) Schicht MAC MAC Management PHY Management Stations- Management

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802.11 - Schichten und Funktionen
LLC Logical Link Control MAC

MAC

Medium Access Control
PLCP

MAC Management Station Management

PHY

Physical Layer Convergence Protocol
PMD

PHY Management

PHY

Physical Medium Dependent

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802.11 - MAC-Schicht I - DFWMAC
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Verkehrsarten  Asynchroner Datendienst (standard)
 

Austausch von Datenpaketen auf „best-effort―-Basis Unterstützung von Broadcast und Multicast implementiert über PCF (Point Coordination Function)




Zeitbegrenzte Dienste (optional)


Zugriffsarten  DFWMAC-DCF CSMA/CA (standard)
  

Kollisionsvermeidung durch zufälligen „backoff―-Mechanismus Mindestabstand zwischen aufeinanderfolgenden Paketen Empfangsbestätigung durch ACK (nicht bei Broadcast) Distributed Foundation Wireless MAC Vermeidung des Problems „versteckter― Endgeräte Polling-Verfahren mit einer Liste im Access Point
DFWMAC Distributed Foundation Wireless Medium Access Control DCF Distributed Coordination Function PCF Point Coordination Function



DFWMAC-DCF mit RTS/CTS (optional)






DFWMAC-PCF (optional)


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Problem versteckte Endgeräte hidden terminals C A sendet, erreicht B, aber nicht
   

C sendet, erricht B, aber nicht A A kann nicht erkennen, ob C sendet und umgekehrt A und C wollen senden.  A hört in das Medium rein, wenn frei  Senden  C auch  Kollision bei B A sieht C nicht und C sieht A nicht.

A

B

C

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Geräte und Architekturen

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Preise D-Link (22 MBit)
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PCMCIA-Karte DWL-650+ (22MBit)
WLAN Router DI 614+ (22MBit)  Bis zu 253 User gleichzeitig
97 €

46 € 109 €

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

AP DI DWL-900 AP+ (22MBit)
177 €

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Kit DWL-905
47€

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PCI-Karte DWL-520+ (22MBit)

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D-Link DI-624 54MBit AP
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54Mbit drahtloser Hochgeschwindigkeits-Zugang Integrierter 4-Port Fast Ethernet Switch Abnehmbare Doppelantennen 128-bit WEP Datenverschlüsselung DHCP Server Firewall Schutz durch NAT Unterstützt PPPoE und PPTP Einfaches Web-basierendes Management

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D-Link DWL-G520 54MBit PCI Karte
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Kommunikation im Ad-hoc- und Infrastructure-Modus IEEE-Standard 802.11g abwärts kompatibel: IEEE-Standard 802.11b (11Mbit) und IEEEStandard 802.11b+ (22 Mbit) Dynamische Datenverschlüsselung 64/128/152 Bit WEP Bis zu 54 Mbit Datentransferrate 5-mal schneller im Vergleich zu 11 Mbit

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D-Link DWL-G6500 54MBit PCMCIA Karte
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32-bit Cardbus (PC Card Type II) Adapter 802.11g Industrie Standard 2.4GHz Frequenzband Bis zu 54Mbit Netzwerk Datentransferrate 64/128-bit WEP Datenverschlüsselung

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Nokia D211 PCMCIA-Karte
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Multimode Funkkarte EGSM 900/1800 Mobile Datenverbindung über WLAN, GPRS, HSCSD  40.2 Kbit/s in GPRS-Netzwerken  43.2 Kbit/s in HSCSD-Netzwerken  11 MBits in WLAN Preis: 399,- €

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D-LINK 614+

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Hotspots - Trends
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Preis  Sinkende Preise für Geräte, die bis zu 11Mbit/s bei 2,4 GHz senden (IEEE 802.11).  Schnellere Geräte, die bis zu 54Mbit/s bei 5GHz senden, die mit 2,4 GHz Geräten kompatibel sind. WLAN-Provider  Kommerzielle Anbieter  Private offene Hotspots

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www.nycwireless.com
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NYCWireless = nichtkommerzielle Gruppe in New York betreibt einen freien öffentlichen Zugang im Bryant Park Zugang hat 3 CISCO-AP, die mit Internet verbunden sind Mission
Provide Free Public Wireless Internet Service to mobile users in public spaces throughout the New York City metro area. Provide a Forum for Wireless Internet technology issues and Access Points Development.

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Anzeige des Signal-Rausch-Abstandes verschiedener Zugangspunkte in Manhattan

Quelle: S. Byers, D. Korman „802.11b Access Point Mapping, CACM, 5/2003, S.41-46

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Warchalking - Gaunerzinken

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Road Signs for vagabond users
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war chalking (wohr CHAW.king) n. Using chalk to place a special symbol on a sidewalk or other surface that indicates a nearby wireless network, especially one that offers Internet access. Also: war-chalking, warchalking. —war chalker n.

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Verzeichnisse von Hotspot-Standorten

Kommerzielle Anbieter von HotspotZugängen
• Derzeit ca. 5000 Hot-Spot-Anbieter in Deutschland. 2006 ca. 90 000 HotSpots in Europa. Universitäten sind mit WLAN ausgestattet.

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Kommerzielle Anbieter für WLANHotspots
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Adori AG BerlinNet Telekommunikationsund Neue Medien GmbH COMCEPT Netzdienste GmbH Ciscom AG Eivila GmbH GlobalAirNet AG Hamburg@work | Förderkreis Multimedia e.V. ISIS Multimedia Net GmbH & Co. KG Innovationsforum AG Jupiter enterprise GmbH M3 Connect GmbH

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Megabeam GmbH MobilCom AG Monzoon Networks GmbH NetCheckIn GmbH NetCologne GmbH Personal WLAN GmbH STSN Deutschland GmbH Sofa Networks GmbH T-Mobile Deutschland GmbH TACteam GmbH Talkline GmbH & Co. KG Vodafone D2 GmbH WLAN AG Wave Vision AG

Quelle: Harald Lux, WLAN-Studie, http://www.highspeed-hotspots.de/

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Hotspots in MecklenburgVorpommern
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Uni Rostock Uni Greifswald FH Stralsund HS Wismar
Flughafen Laage Hotel „Vier Jahreszeiten― Binz/Rügen Strandhotel „Hübner― Warnemünde Hotel „Baltic― Zinnowitz/Usedom

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Flughafen Rostock/Laage
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Was benötigt wird 1. Notebook oder PDA mit installiertem Webbrowser 2.installierte WLAN-Karte (802.11b) 3. Aufruf des Browsers und Zugangs mode auswählen - EasyAccess, login mittels Kreditkarte - EasyPass, login mit Nutzernamen und Passwort von einer zuvor erworbenen Scratchcard Weitere Einstellungen: • Set TCP/IP protocoll to "DHCP" or "automatic" • Change SSID to "MONZOON" or "any" • Deactivate WEP (Wireless Equivalent Privacy) option of your WLAN network card • Deactivate the proxy server option Für maximale Sicherheit Monzoon’s connection manager software verwenden

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Installation in 5 Schritten

1. Hotspot finden

2. WLAN konfigurieren: SSID eintragen

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3.a Überprüfen der Verbindung

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3.b Überprüfen der Verbindung: zugewiesene IP-Adresse

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4. Browser starten

5. Zugang wählen

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Zusammenfassung


WLAN-Technolologie wird sich weit verbreiten
Steigende Datenraten in den nächsten Jahren

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Konvergenz mit anderen Netzwerktechnologien

!

Bald in jedem Haushalt !

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Quellen
[1] Jochen Schiller, Mobilkommunikation, Addison-Wesley, 2000 [2] Upkar Varshney, The Status and Future of 802.11-based WLANs, IEEE Computer, 6/2003, S. 102-105 [3] S. Byers, D. Korman „802.11b Access Point Mapping, CACM, 5/2003, S.41-46 [4] Frank Golatowski, Vorlesung „Drahtlose Systeme― WS 2002/2003, http://www-md.e-technik.uni-rostock.de/ma/gol/lectures/wireless [5] DLINK-Webseite: www.dlink.de bzw. www.dlink.com DIESES Tutorial: http://www-md.e-technik.uni-rostock.de/ma/gol/tutorial/wlan


				
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