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Outdoor Mobility

nichts für Bastler


Punkt-zu-Multipunkt

Drahtlose Verbindungen im Außenbereich sind im Hinblick auf die technische Umsetzung sowie die rechtlichen Rahmenbedingungen (LAN oder WAN) zu unterschieden.

Der häufigste Anwendungsfall ist sicherlich die Anbindung der sogenannten „letzten Meile“, also die Internet-Anbindung von Anwendern, bei denen keine DSL-Verbindung möglich oder absehbar ist. Die Realisierung erfolgt hier meist per Outdoor-WLAN im Punkt-zu-Multipunkt Betrieb: Von einem Knotenpunkt aus werden mehrere Kunden versorgt.

Bei Verwendung des 802.11a Standards im „upper Band“ steht eine Sendeleistung von 1 Watt zur Verfügung, womit auch mittlere Gebiete gut versorgt werden können. Dass sich die Anwender die maximal zur Verfügung stehende Bandbreite von theoretisch 54 Mbit/s (effektiv ca. 22 Mbit/s) teilen, bedeutet praktisch keine Einschränkung.

Mit dem neuen Standard 802.11n ergeben sich hier noch weitere Entwicklungspotentiale, nicht nur wegen der MIMO-Technik und der höheren Bandbreite von bis zu 150 Mbit/s, sondern auch durch die Mesh-Technologie, die eine zentrale Verwaltung von Verbindungen auch über mehrere Hops hinweg ermöglicht und – bei richtigem Design – ein wesentlich besseres Redundanzkonzept ermöglicht.

Erschwerend wirkt sich aber die erforderliche Sichtverbindung aus. Auch bei Non-line-of-sight-Lösungen ist eine saubere Standort- und Kapazitätsplanung zwingend notwendig, will man Ausfallzeiten unter 1 % (bei 365 Tagen im Jahr wären dies durchschnittlich 3½ Tage ohne Anbindung) realisieren.

Ein weiteres, unbedingt zu berücksichtigendes Kriterium ist die Auswahl der richtigen Antennen und des Blitz- bzw. Überspannungsschutzes. Die Einhaltung der üblichen technischen Vorgaben erfordert hier den Spezialisten. Gleiches gilt für die Montageplanung speziell im Außenbereich, wenn temperaturbeständige HF-Kabel erforderlich sind oder sogar das Gesamtsystem aus Gründen der Dämpfung außen montiert werden muss.

Ein ebenfalls häufig vernachlässigter Aspekt ist die rechtliche Lage. Auch wenn es sich bei WLANs nach 802.11 um lizenzfreie ISM-Lösungen handelt, ist bei WWAN-Anbindungen die Anmeldung nach wie vor Pflicht. Weiterhin handelt, wer diese Dienstleistungen für andere erbringt, als Betreiber und unterliegt damit weiteren rechtlichen Verpflichtungen bis hin zur Datenerfassungs- und Vorhaltepflicht.

Für diese Anwendungen haben wir einen Hochfrequenz-Ingenieur, der mit den nachrichtentechnischen Grundlagen vertraut ist und über langjährige praktische Erfahrung verfügt. Systeme für den Wüsteneinsatz in Dubai hat er in der Vergangenheit ebenso realisiert wie solche für den harten Wintereinsatz in Russland. Wenn Ihnen Antennendiagramme nichts sagen oder Ihnen die Berechnungsformel für die 1. und 2. Fresnel-Zone gerade entfallen ist, kommen Sie zu uns – wir beherrschen unser Metier.

 
Abb.: Fresnel-Zone bei Richtfunkstrecken
 
 
Punkt-zu-Punkt
 
Das zuvor Gesagte gilt auch für die Planung und Realisierung von Punkt-zu-Punkt Verbindungen. Der häufigste Anwendungsfall ist hier die Anbindung eines oder mehrerer Gebäude per Drahtlos-Technik.

Rechtlich gesehen ist auch hier zwischen WAN und LAN zu unterscheiden. Liegen Sender und Empfänger sowie die Übertragungsstrecke komplett auf dem Grundstück des Anwenders, sind nur die vereinfachten LAN-Vorschriften zu berücksichtigen. Werden fremde und öffentliche Bereiche verwendet oder ist das Gebäude nur gemietet, trifft die WAN-Definition zu. Eine Anmeldung ist aber in beiden Fällen erforderlich.

Bei der technischen Realisierung ist das erste Kriterium die effektiv benötigte Bandbreite und die Entfernung zwischen Sender und Empfänger(n), da sich beide zueinander indirekt proportional verhalten. Daher sollte man bei solchen Installationen immer eine detaillierte Planung vornehmen, die auch bei ungünstigen Witterungseinflüssen eine Stabilität von mindestens 99 % gewährleistet.

Mit WLAN-Systemen lassen sich unter Berücksichtigung der rechtlich zulässigen Sendeleistungen Entfernungen von bis zu 12 km realisieren, allerdings mit einer minimalen Bandbreite von 1 Mbit/s und im freien Feld. Aber auch im Hochhausdschungel der Großstadt haben wir schon Entfernungen von mehreren Kilometern überbrückt. Die maximalen Datendurchsatzraten bei kurzen Entfernungen liegen bei ca. 20 Mbit/s unter Verwendung von speziellen Outdoor-Router-Protokollen.

Eine Steigerung durch den Einsatz von 802.11n-Systemen lässt sich hier nur auf kurzen Entfernungen von bis ca. 1 km erreichen. Allerdings sind dabei effektive Bandbreiten von bis zu 150 Mbit/s realisierbar, wenn man Geräte z. B. mit Beamforming-Unterstützung verwendet.

Lizenzpflichtige Systeme (WiMax, Betriebsfunk, Bündelfunk, …)

Auch wenn lizenzpflichtige Systeme üblicherweise von Service Providern und Carriern betrieben werden, bieten wir diese Lösungen ebenfalls an. Dem Nachteil der je nach Bereich recht unterschiedlichen Lizenzkosten steht der klare Vorteil des dedizierten Frequenzbandes gegenüber. Während sich WLANs in den freien ISM-Bändern (Industrial-Scientific-Medical) die Bandbreite nicht nur mit anderen Anwendern, sondern auch mit anderen Systemen bis hin zum priorisierten Radar teilen müssen – und das ohne eine Möglichkeit der Einflussnahme –, ermöglich ein lizenzpflichtiges System nahezu ungestörtes Arbeiten.

Anfragen hierzu bedürfen immer einer genauen Definition des Anwendungszweckes und der exakten räumlichen Lage, da diese Lizenzen überwiegen lokal oder regional vergeben werden.

Optischer Richtfunk (FSO)

Während in früheren Zeiten FSO-Systeme (Free Space Optics) für Bandbreiten auch unter 50 Mbit/s installiert wurden, hat WLAN diese Technologie in den Bereich der Hochlastanwendungen verdrängt. Selbst 100-Mbit-Systeme rechnen sich heute kaum noch, da die Kosten für Laser und Präzisionsoptik nicht unerheblich sind. Ausnahmen ergeben sich nur, wenn aufgrund von Fremdeinflüssen keine Kanäle zur Verfügung stehen.

Bei einem Bandbreitenbedarf in Gigabit-Größenordnung sind FSO-Systeme jedoch nach wie vor eine Alternative zu Standleitungen oder Glasfaser. Je nach Bedarf bieten wir hier einfache Systeme mit oder ohne WLAN-Redundanz und Mehrstrahlsysteme mit automatischer Strahlnachführung, um Außeneinflüsse wie Sturm und Regen auszugleichen.

Da je nach Sendeleistung, Bandbreite und Entfernung nicht nur Laser der Klasse 1 und 1M zum Einsatz kommen, empfiehlt es sich, neben der Montageplanung und der Leistungsberechnung auch eine TCO-Kalkulation durchzuführen, da Laser ab Klasse 2 zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen und einen Laserschutzbeauftragten erfordern.

Abbildung Laserbyte FSO-System GigPronto

Für welche Technologie Sie sich auch entscheiden, unsere Ingenieure helfen Ihnen gerne bei der Lösung Ihres Problems – mit solider Ausbildung in der Hochfrequenztechnik und jahrelanger praktischer Erfahrung.
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