Rufen Sie uns an oder senden Sie eine E-Mail.
Gerne helfen wir
Ihnen weiter:

Tel. (0 28 71) 2722-0
 Email schreiben

Technik für Nichttechniker erklärt.

Was für uns als erfahrene Experten für Funkkommunikation selbstverständlich ist, können andere oft kaum im Detail nachvollziehen. TIS setzt auf Transparenz gegenüber Kunden und Interessenten: Wir erklären Ihnen hier einige zentrale technische Systeme, Produkte und Innovationen – klar und verständlich und ganz ohne Fachchinesisch.

Kurz beschrieben: Bluetooth bezeichnet eine Funktechnologie des Nahbereichs zur Vernetzung von verschiedensten Geräten.

Mitte der 90er Jahre wurde die Firma Ericsson mit einer Studie beauftragt, die einen adäquaten Ersatz für Kabelverbindungen finden sollte. Auf Basis der Ergebnisse dieser Studie formulierten die Firmen Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba und Intel einen Standard, der verbindliche Spezifikationen für einen drahtlosen Funkstandard festlegte - Bluetooth war geboren.

Der Name Bluetooth ist übrigens auf den von 910 bis 986 lebenden, dänischen König Harald Blåtand (genannt König Blauzahn) zurückzuführen, der große Teile Skandinaviens zu einem Reich vereinte. Eine solche Einheit sollte auch der neue Standard zur Vernetzung von Mobiltelefonen, Computer(-Peripherie) uvm. bieten.

Der Bluetooth-Standard hat zum wesentlichen Ziel, eine kabellose Verbindung zwischen den unterschiedlichsten Geräten (PDAs, Mobiltelefone, Digitalfotoapparaten / Kameras, Drucker, Projektoren, usw.) im Nahbereich herzustellen. Ein wichtiger Vorteil dieses Standards besteht auch darin, dass die Geräte untereinander selbstständig Verbindung miteinander aufnehmen und sich so der Verbindungsaufbau relativ einfach gestaltet. Die Reichweite von Bluetooth beträgt zehn Meter, für besondere Anwendungen sind auch bis zu 100 Meter möglich. In Bluetooth integrierte Stromsparfunktionen sorgen für lange Akkulaufzeiten der einzelnen Geräte.

Inzwischen wird Bluetooth von einer großen Anzahl von Hard-und Softwareherstellern unterstützt, die mit der Bluetooth SIG (Special Interest Group) ein gemeinsames Forum haben. Ihnen dürften Bluetooth-Geräte auch aus dem Alltag bekannt sein. So verfügt jedes moderne Mobiltelefon in der Regel über Bluetooth, selbst Freisprecheinrichtungen im Auto stellen die Verbindung zu Ihrem Mobiltelefon möglicherweise über Bluetooth her.

Das Besondere an diesem Funkstandard: Hierbei kann jedes Gerät, das offiziell als Bluetooth-Gerät gekennzeichnet ist, über diesen Standard mit anderen Bluetooth-Geräten kommunizieren – unabhängig vom jeweiligen Hersteller. Dafür ist es erforderlich, dass jedes Gerät mit dem Bluetooth-Label einen Zertifizierungsprozess durchläuft. Im Rahmen dieser Zertifizierung wird sichergestellt, dass alle Geräte miteinander kompatibel sind.

Gleichzeitig hebt Bluetooth den Nachteil einer Infrarot-Schnittstelle (wie z.B. an einem Handy oder PDA, aber auch bei der Fernbedienung für den Fernseher) auf: es muß keine Sichtverbindung zwischen den Geräten bestehen, damit die Verbindung aufgebaut werden kann.

Unter EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) versteht man eine Technologie, mit der die Datenrate in den “normalen”(GSM)-Mobilfunknetzen erhöht wird. EDGE ist eine Weiterentwicklung des GSM-Mobilfunkstandards und kann vom Netzbetreiber in das Mobilfunknetz integriert werden.

Vielleicht kennen Sie das: Wenn Sie unterwegs sind und sich mit Hilfe Ihres Handys in das Internet einwählen (dabei nutzen Sie GPRS), „surfen“ Sie mit Geschwindigkeiten ähnlich dem eines Modems zu Hause (max. 57 kBit/s). Da UMTS, die schnellere Alternative für mobiles Internet und E-Mail (384 kBit/s), bisher noch nicht überall verfügbar ist, könnte EDGE eine echte Alternative sein. Zur CeBIT 2006 hat T-Mobile den Startschuss für EDGE in Deutschland gegeben. Momentan führt T-Mobile Feldtests zu EDGE in Deutschland durch. Sobald die vom Mobilfunkbetreiber eingesetzten Basisstationen die EDGE-Technologie unterstützen und Sie ein EDGE-fähiges Mobilgerät (Handy, PDA etc.) besitzen, können Sie die schnelleren Übertragungsraten von EDGE (64 bis 128 kBit/s) gegenüber GPRS zum mobilen Surfen nutzen.

Bisher wurde EDGE bereits in 75 Ländern eingeführt. Da jedoch in den meisten europäischen Ländern eine zeitnahe UMTS-Einführung ansteht, wird EDGE voraussichtlich nur eine Nebenrolle spielen. In Ländern wie den USA jedoch, wo sich die UMTSLizenzvergabe immer weiter verzögert, könnte EDGE eine interessante und attraktive Alternative sein.

GPS ist die Abkürzung für Global Positioning System, ein satellitengestütztes Navigationssystem. Ursprünglich vom US-Verteidigungsministerium für den militärischen Bereich konzipiert und dort im Einsatz, diente es vor allem dazu, die Position von Kriegsschiffen und Flugzeugen zu bestimmen und deren Navigation zu
unterstützen.

Das GPS-System besteht in der Hauptsache aus einem weltumspannenden Netz von GPS-Satelliten. Weiter braucht man die so genannten GPS-Empfänger (auch bekannt unter dem Begriff "GPS-Mäuse"), welche die Signale der Satelliten empfangen und auswerten können. Der GPS-Empfänger kann seine eigene Position errechnen, wenn er zu mehr als drei Satelliten Kontakt hat. Dieser Empfänger hat jedoch nur eine passive Rolle bei der Ortung und Visualisierung von Fahrzeugstandorten. Damit man in einer Dispositionszentrale „weiß", wo sich ein Fahrzeug befindet, muss man die Positionsberechnung des GPS-Empfängers im Fahrzeug mit geeigneter technischer Unterstützung zur Zentrale übermitteln. Dafür braucht man also dann noch ein mobiles Kommunikationssystem. Stark vereinfachend kann man sagen, dass ein intelligentes, aktives Ortungssystem über Funk Kontakt zu dem GPS-Empfänger aufnimmt.

Auch wenn GPS zunächst ausschließlich für militärische Zwecke eingesetzt worden ist, so findet es doch immer mehr Verwendung in der zivilen Welt – und das rund um die Erde. Das wohl bekannteste Beispiel für den Einsatz des GPS-Systems ist das Navigationssystem für Fahrzeuge. Mit Hilfe eines externen oder integrierten GPSEmpfängers „wissen“ aktuelle Navigationssysteme auf wenige Meter genau, wo sich das Fahrzeug befindet, in dem das System eingebaut ist. Auf diese Weise wird die Routenberechnung und –änderung erheblich erleichtert, denn dem „Navi“ ist die aktuelle Position des Fahrzeugs bekannt.

Galileo ist ein neues, europäisches Satellitennavigationssystem, das von vornherein für zivile Einsatzbereiche konzipiert ist. Dieses System soll Ende 2010 betriebsbereit sein und umfasst 30 Satelliten (27 plus drei Ersatz), die in einer Höhe von etwa 23.260 km die Erde umkreisen, sowie ein Netz von Bodenstationen, welche die Satelliten kontrollieren.

Im Jahre 2004 einigten sich der damalige US-Außenminister und der Vorsitzende der EUAußenminister in einem Vertrag darauf, dass Galileo zu GPS kompatibel sein wird, so dass beide satellitengestützten Navigationssysteme parallel zueinander eingesetzt werden können.

In unserem letzten Newsletter beschäftigte sich unsere Rubrik „Technik für Nichttechniker“ mit der Frage „Was ist GPS?“. Zur Erinnerung noch einmal die Erklärung in Kurzform: GPS ist die Abkürzung für Global Positioning System, ein satellitengestütztes Navigationssystem. Ursprünglich vom USVerteidigungsministerium für den militärischen Bereich konzipiert und dort im Einsatz, diente es vor allem dazu, die Position von Kriegsschiffen und Flugzeugen zu bestimmen und deren Navigation zu unterstützen, während es heute auch viele Einsatzgebiete im zivilen Bereich findet, wo eine Ortung bzw. Positionsbestimmung notwendig ist. Das wohl bekannteste Beispiel für den Einsatz des GPS-Systems ist das Navigationssystem für Fahrzeuge.

Doch rund um GPS gibt es eine Vielzahl verschiedener Aspekte, die wir in dieser allgemeinen Erklärung zu GPS nicht berücksichtigen konnten. Auf einen wesentlichen Faktor jedoch wollen wir an dieser Stelle noch einmal genauer eingehen.
Eine der am häufigsten gestellten Fragen zu GPS betrifft dessen Genauigkeit, d.h. wie genau dieses Navigationssystem die Position eines GPS-Empfängers eigentlich bestimmen kann. Bis zum Mai 2000 erreichte GPS typischerweise eine Präzision von circa 100 Metern. Diese doch recht ungenaue Positionsbestimmung ist auf den militärischen Ursprung des Navigationssystems GPS zurückzuführen. Aufgrund der vorrangig militärischen Nutzung von GPS ist das GPS-Signal für zivile Nutzer durch das US-Militär künstlich verschlechtert worden, so dass im zivilen Bereich eine so genannte „Selective Availability“ angewandt wurde. Erst mit einem Beschluß durch das US-amerikanische Weiße Haus wurde am 02. Mai 2000 diese „Selective Availability“ aufgehoben. Seit diesem Zeitpunkt ist eine deutlich genauere Positionsbestimmung mit Hilfe von GPS möglich. Abhängig von Technik und Preis des genutzten GPS-Empfängers ist heute eine Genauigkeit von wenigen Metern der Normalfall. Mit speziellen Zusatztechniken und sehr teuren Empfängern kann sogar eine Präzision von wenigen Zentimetern erreicht werden.
Im Hinblick auf die hohen Kosten eines GPS-Empfängers mit extremer Genauigkeit sollte das betreffende Anwendungsszenario im Einzelfall entscheidend sein. So dürfte beispielsweise der entsprechende Mehrwert für eine Navigationssoftware im Fahrzeug eher gering sein, denn eine zentimetergenaue Positionsbestimmung rechtfertigt für den Durchschnittsnutzer die ungleich höheren Kosten im Regelfall nicht.

GPRS ist eine Abkürzung für General Packet Radio Service, zu deutsch allgemeiner paketorientierter Funkdienst. Dieser Dienst basiert auf dem jetzigen Mobiltelefonstandard GSM und bietet die Möglichkeit, Daten mobil zu übermitteln. Bei dieser Form der Datenübertragung (z.B. Internet, E-Mail) mit Hilfe von Mobiltelefonen, PDAs oder MDEs u.v.m. werden die einzelnen Dateninformationen in kleine Daten-Pakete zerlegt, versendet und beim Empfänger wieder zu einer vollständigen Information zusammengesetzt.

Wenn GPRS aktiviert wird, besteht nur eine virtuell dauerhafte Verbindung zur Gegenseite, der so genannte Always-on-Betrieb. Ein Kanal zur Übertragung wird erst belegt, wenn wirklich Daten übermittelt werden. Da lediglich Daten-Pakete übertragen werden, zahlt der Nutzer nicht für die Dauer der aufgebauten Verbindung, sondern nur für die gesendeten Datenmengen (volumenbezogene Abrechnung).

Zunächst einmal gibt es einige Gemeinsamkeiten der beiden Begriffe: Sowohl Roaming als auch Handover stammen aus dem Bereich der Kommunikationstechnologie. Überdies basieren beide Begriffe auf derselben Technologie.

Wenn Sie beispielsweise Ihr Handy nutzen, dürften Ihnen beide Phänomene bereits des Öfteren begegnet sein – ohne dass Sie davon sehr viel mitbekommen haben. Auch wenn Roaming und Handover ebenfalls mit anderen Geräten als dem Handy (z.B. WLAN-Telefon) und in anderen Netzwerken als dem Mobilfunknetz (z.B. WLAN-Netzwerk innerhalb eines Unternehmens) vorkommen, lassen sich die Begriffe doch am einfachsten mit Hilfe des Beispieles Handy in Verbindung mit dem Mobilfunknetz erklären.

Wenn Sie einen Vertrag mit einem deutschen Mobilfunkanbieter (z.B. T-Mobile oder Vodafone) geschlossen haben, ist es Ihnen trotzdem möglich, mit Ihrem Handy im Ausland zu telefonieren. Egal, ob Sie in Spanien, Frankreich oder der Schweiz Urlaub machen – dank Roaming (to roam: herumwandern/streifen), können Sie Ihr Handy problemlos in anderen Ländern nutzen. Dazu hat Ihr Mobilfunkanbieter in Deutschland ein sog. Roamingabkommen mit einem ausländischen Anbieter getroffen und beide Anbieter schalten erforderliche Signalisierungs- und Datenverbindungen zwischen ihren Netzen. Auf diese Weise können Sie Ihr Handy ohne weiteres in einem ausländischen Mobilfunknetz nutzen (international roaming). Solche Übereinkünfte bestehen jedoch nicht nur zwischen Anbietern in verschiedenen Ländern, sondern zum Teil auch innerhalb eines Landes. So hat o2 zwar ein eigenes Mobilfunknetz, dieses ist jedoch nicht flächendeckend. Daher besteht ein Roamingabkommen zwischen o2 und T-Mobile, so dass automatisch das T-D1-Netz genutzt wird, wenn das o2-Netz nicht verfügbar ist, wie z.B. in ländlichen Gebieten (national roaming).

Handover (to hand over: abliefern, übergeben) hingegen bezieht sich nicht auf einen Vorgang zwischen zwei Kommunikationsnetzen, sondern auf ein Phänomen innerhalb eines Netzes. Ein Mobilfunknetz besteht aus vielen Sendemasten, den Basisstationen. Jede Basisstation deckt einen bestimmten Bereich ab, dies ist die so genannte Funkzelle. Ihr Handy bucht sich in der Regel in die nächstgelegene Basisstation ein. Wenn Sie sich nun mit Ihrem Mobiltelefon von Standort A nach Standort B bewegen, verlassen Sie möglicherweise ihre ursprüngliche Funkzelle und kommen in den Funkbereich einer anderen Zelle. Ihre Telefon- bzw. Datenverbindung wird jedoch während Ihres Übergangs von einer Funkzelle zur nächsten nicht abreißen, denn mit Hilfe von Handover findet die Einbuchung an einer anderen Basisstation im Hintergrund statt, ohne dass Sie es merken. Doch nicht nur die Bewegung eines Mobilfunkteilnehmers erfordert das Handover von einer Funkzelle zu einer anderen. Auch die Überlastung einer Funkzelle oder eine sehr geringe Empfangsqualität innerhalb einer Funkzelle führen dazu, dass der Teilnehmer an einer anderen Basisstation eingebucht wird. Das Handover kann übrigens auch in anderen Kommunikationsnetzen stattfinden: Was die Basisstation für das GSMMobilfunknetz ist, ist der AccessPoint für Ihr WLAN- bzw. DECT-Netz.

Telefonieren über das gute alte Festnetz war gestern - heute nutzt man das Internet, um Freunde in der ganzen Welt anzurufen. Während Sie also im Web surfen, können Sie also beispielsweise über Ihre Internetleitung gleichzeitig eine Sprachverbindung aufbauen. Im Gegensatz zum herkömmlichen Telefonieren wird für diese Sprachübertragung kein Telefonanschluß benötigt, sondern lediglich eine Internetverbindung.

Dieses Art des Telefonierens wird als Voice over IP, abgekürzt VoIP, bezeichnet, denn Voice – die Sprache - wird über das IP-Netz übertragen. Das IP-Netz ist das Internet Protokoll, das sowohl in lokalen Computernetzen, als auch im Internet zur Datenübertragung eingesetzt wird. Dabei ist es jedoch nicht notwendig, dass ein Computer für die Sprachverbindung genutzt wird, sondern mit speziellen Telefonen bzw. Adaptern für klassische Telefone ist die Internettelefonie, wie VoIP umgangssprachlich bezeichnet wird, kein Problem.

Der große Vorteil von Voice over IP im Vergleich zum herkömmlichen Telefonieren besteht sicherlich in den deutlich geringeren Kosten, die hierfür anfallen. Nutzt man VoIP, wird nur noch ein Internetanschluß benötigt und mit einer Internet-Flatrate bleiben die Kosten überschaubar.

Wenn der Außendienstmitarbeiter seine E-Mails in seinem Hotel abruft oder Daten mit seiner Firmenzentrale austauscht, muss er von außen auf das Unternehmensnetzwerk zugreifen. Nutzt der Mitarbeiter die Verbindung über das Internet als Medium für diesen Datenaustausch, können Unbefugte auf die ausgetauschten Daten zugreifen.

Um die oft heiklen und geschäftsrelevanten Informationen während der Übertragung zu schützen, richten immer mehr Unternehmen so genannte Virtual Private Networks (VPN) ein. Die Arbeitsweise eines VPNs ist im Prinzip sehr einfach. Über eine Verschlüsselung wird ein kleines Netzwerk innerhalb eines großen Netzes (des Internets) erzeugt. Zu diesem kleinen Netzwerk hat man nur mit den passenden Adressen und Passwörtern Zugang, so dass nur berechtigte Nutzer miteinander kommunizieren können. Ein VPN stellt somit eine überwachte private Leitung innerhalb des Internets her und verbindet auf diese Weise Rechner oder Netzwerke miteinander. Vor der Datenübertragung werden die Informationen verschlüsselt und anschließend versendet. Ist das Datenpaket an der Gegenseite angekommen, entschlüsselt der VPN-Server das Originalpaket wieder. Da die Daten wie durch einen Tunnel fließen, wird diese Verfahren auch Tunneling bezeichnet.

Eine besondere Variante des VPN ist das von der T-Mobile angebotene Mobile IP-VPN. Für diesen Zweck erhält der Mitarbeiter eines Unternehmens eine SIM-Karte von der T-Mobile. Nutzt er nun diese SIM-Karte in Verbindung mit einem Mobilgerät (PDA, Notebook, Handy), hat er auch mobil jederzeit die Möglichkeit, einen verschlüsselten Datenaustausch über einen VPN-Tunnel mit der Firmenzentrale vorzunehmen – ohne dafür zusätzliche Software installieren zu müssen. Der VPN-Tunnel wird von einem T-Mobile-Server hergestellt, der sich mit dem Rechner in der Firmenzentrale des mobilen Mitarbeiters verbindet.

Der WiMAX-Standard (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ist ein Standard des „Institutes of Electrical and Electronic Engineers“ (IEEE) für die drahtlose mobile Datenkommunikation, speziell für Breitband-Internet. Er soll theoretisch eine Reichweite von über 50 km und eine Geschwindigkeit von mehr als 109 Mbit/s (bei einer Bandbreite von 28 MHz) übertreffen. Aufgrund der Leistungsfähigkeit von WiMAX wird die Technologie als mögliche Alternative zu DSL-Leitungen und UMTS-Verbindungen gehandelt. Vor allem bietet es sich dort als Alternative zu DSL-Netzen an, wo aus Kostengründen eine Verkabelung nicht sinnvoll erscheint.

Zu diesem Zweck müssen jedoch rund 50.000 Euro teure WiMAX-Funktürme errichtet werden, die ihre Signale in ländlichen Bereichen bis zu 50 km weit senden können. In Städten allerdings müsste gebäudebedingt alle 600-900 m ein  kostspieliger WiMAX-Hotspot aufgestellt werden, um die Abdeckung zu gewährleisten. Denkbar ist in einigen Jahren die Verknüpfung von 10-20 Funkzellen dieses Standards zu einem Lokalnetz.

Um die Entwicklung dieses neuen Funkstandards als künftige Alternative für die letzte Meile im Festnetzbereich voranzutreiben, haben sich Branchengrößen wie Intel, Fujitsu, Siemens und Nokia bereits zum WiMAX-Forum zusammengeschlossen. Eine starke WiMAX-Nachfrage wird gegenwärtig in Lateinamerika, Russland und Indien registriert, während die Impulse aus Westeuropa noch bescheiden sind, denn hier wird nach wie auf UMTS fokussiert.

Ob und wie schnell sich WiMAX letztendlich durchsetzen wird, ist gegenwärtig allerdings noch offen. Es bleibt abzuwarten, ob die von unterschiedlichen Anbietern und Betreibern angebotenen Netze und Endgeräte in der Praxis untereinander 100-prozentig kompatibel sind. Unterschiedliche Auslegungen des Standards, zum Beispiel in den einzelnen Ländern oder von den Produzenten, erschweren erfahrungsgemäß eine weltweite Vermarktung der Systeme.

Egal ob im Büro oder zu Hause, egal ob Techniker oder Nichttechniker, mit dem Begriff „Wireless LAN“ oder kurz „WLAN“ dürfte im heutigen Zeitalter der Technik (fast) jeder etwas anzufangen wissen. Diese drahtlose Verbindung in einem Netzwerk wird insbesondere von Heimanwendern sehr gern für Surfen & E-Mail mit dem Laptop überall im Haus genutzt.

Zur Absicherung dieser Funkverbindung und im Hinblick um die Vertraulichkeit von Daten existiert seit Jahren ein Standard, der im WLAN-Bereich zur Verschlüsselung angewandt wird: WEP, kurz für Wired Equivalent Privacy. Der WEP-Standard jedoch hat sich als prinzipiell fehlerhaft und unsicher erwiesen. Auf dem Weg zu einem neuen Standard (802.11i) vergehen jedoch mehrere Jahre, so dass aufgrund des Marktdrucks ein eigener Standard definiert wurde, der nur die klaren und wichtigen Dinge des neuen Standards 802.11i beinhaltet: der WPA-Standard.

Diese WPA-Verschlüsselungstechnologie ist deutlich sicherer als der bisherige Standard WEP, was vorrangig im industriellen Umfeld von Bedeutung sein kann. Für WPA wird ein so genannter Pre-Shared Key, kurz PSK, benutzt. Mit diesem „im Vorhinein vereinbarten“ Schlüssel oder Kennwort meldet sich das Endgerät (wie z.B. das Mobilgerät bei der PSV3-Lösung) an dem jeweiligen AccessPoint an. Um zu verhindern, dass jemand diesen Schlüssel knacken kann und diesen missbraucht, sorgt das Temporal Key Integrity Protocol (kurz: TKIP) dafür, dass in regelmäßigen Abständen ein neuer Schlüssel vergeben wird.

Eine zusätzliche Option in diesem Zusammenhang bietet das Lightweight Extensible Authentication Protocol (kurz: LEAP), ein proprietärer Standard der Firma Cisco Systems. Während bislang alle an einem AccessPoint angemeldeten Endgeräte dasselbe Kennwort zur Authentifizierung nutzten, besteht unter LEAP die Möglichkeit, jedem Endgerät eigene Authentifizeirungsinformationen (Username, Passwort) zuzuweisen. Was zunächst nach unnötig mehr Installationsaufwand klingt, erweist sich im Falle, dass ein Schlüssel in unbefugte Hände geraten ist, als Segen: Musste bisher in einer solchen Situation das Kennwort auf jedem einzelnen Endgerät geändert werden, genügt nun die Umstellung des betreffenden Schlüssels auf einem Gerät.

Sie fragen sich nun, was dies mit TIS zu tun hat? Seit neuestem ist die Möglichkeit, diese WPA- Verschlüsselungstechnologie zu nutzen, Bestandteil der PSV3-Software. Sobald die Hardware (also z.B. Ihre WLAN-Karten im Mobilgerät) auch diese Standards unterstützen, können Sie die WPA-Verschlüsselung nutzen. Auch der LEAP-Standard kann im Rahmen Ihrer PSV3-Lösung eingesetzt werden. Nähere Informationen erhalten Sie beim Vertriebs- und Projektteam der TIS GmbH.