Licht als Träger von Information nutzen die Menschen schon seit Tausenden von Jahren - man denke nur an die Leuchttürme der Antike oder die Flaggensignalisierung der alten Seefahrer. Die damals realisierte Bandbreite dürfte für heutige Zwecke allerdings nur noch in Ausnahmefällen ausreichen. Am Prinzip jedoch - die Nutzung des Lichts als Übertragungsmedium - hat sich bis heute nichts geändert. Es findet seinen vorläufigen Höhepunkt in der optischen Freiraumübertragung. Diese Technik hat sich in den vergangenen Jahren rasant entwickelt und stellt aktuell maximale Datenübertragungsraten von deutlich mehr als ein Gigabit pro Sekunde zur Verfügung.
Optische Freiraum-Übertragungs-systeme arbeiten im Infrarotbereich (etwa 800 bis 1.200 Nanometer) und bieten sich immer dann an, wenn zwei oder mehrere Gebäude drahtlos vernetzt werden sollen. Voraussetzung für den Betrieb einer Anlage ist, dass die Gebäude Sichtkontakt haben. Dann kann die Entfernung immens sein, beispielsweise beträgt sie bei Systemen der Gesellschaft für optische Communication GmbH (GoC) in Dreieich bis zu vier Kilometern. Ihr Produkt "Multi-Link 20/3", das diese Distanz bidirektional überbrückt, erreicht eine maximale Datentransferrate von 40 Megabit pro Sekunde.
Vögel stören nicht
Bei diesem aus zwei Empfangs- und Sendeeinheiten bestehenden Modell kommen vier Strahlungsquellen zum Einsatz, die alle dasselbe Signal aussenden und somit die Redundanz erhöhen. Kurzzeitige Störungen, etwa durch Vogelflug, Insekten oder aufwirbelndes Laub, beeinträchtigen die Übertragung nicht, da aufgrund der geometrischen Anordnung eine Unterbrechung aller vier Kanäle gleichzeitig so gut wie auszuschließen ist. Höchstens bei extrem dichten Nebel, der keinen Sichtkontakt erlaubt, herrscht Funkstille.
Eher für kleinere oder mittlere Unternehmen sind die Modelle aus der Serie "Compact-Link" konzipiert. Die beiden Sender/Empfänger können 300 Meter voneinander entfernt montiert werden. Ihre Bandbreite von 10 MHz (Ethernet) macht sie für Punkt-zu-PunktVerbindungen zwischen abgesetzten Computern und dem Firmennetzwerk beziehungsweise für die Kopplung von zwei EthernetSegmenten über Switching-Hubs geeignet.
"Transfermeister" aus der GoC-Produktpalette sind die Systeme der "Gigalink"-Reihe. Das Modell "1250 Mono" erlaubt einen Abstand von 300 Metern, während das Mehrstrahlsystem "1250 Multi" bis zu 1.000 Meter Distanz überbrückt. Die Datentransferrate beider Produkte beziffert der Hersteller mit 1,25 Gigabit/sec.
Fast alle optischen Richtfunkanlagen von GoC sind mit Management-Systemen ausgestattet. Eine in der Outdoor-Unit integrierte Prozessorkarte sammelt alle Daten des Übertragungsweges und sendet sie per V.24-Schnittstelle zu einem Endgerät. Mittels einer entsprechenden Software (für Win- dows 9x/NT) kann der Strahlungskopf somit permanent überwacht werden. Möglich ist auch die Einbindung der Überwachung in ein bestehendes SNMP (Simple Network Managment Protocol). Als besonderes Merkmal der Infrarotfreiraumtechnik sehen Experten die erzielte Abhörsicherheit an, welche diejenige anderer Übertragungsverfahren wie digitaler Mikrowellenrichtfunk oder Kupfer- verkabelung weit überragt. Durch die starke Bündelung des infraroten Lichtstrahls von nur drei bis sechs Millirad ist es praktisch unmöglich, die Verbindung zu "belauschen", ohne den Strahlengang zu unterbrechen. Da die Wellenlänge des Signals im Infraroten liegt und somit vom menschlichen Auge nicht gesehen wird, kann der Betreiber überdies eine unerwünschte Ortung des Strahls so gut wie ausschließen.
Ein weiterer Vorteil von Richtfunkanlagen sind die einfachen behördlichen Bestimmungen. Lediglich der grundstücksüberschreitende Richt- funk im optischen Frequenzbereich ist anzeigepflichtig. Und da Lichtstärke und Strahlungsdichte für Augen ungefährliche Werte aufweisen, entfällt auch die Ernennung eines Laserschutzbeauftragten.
Als Spezialist für eine Maschentopologie bei der optischen Freiraumübertragung gilt die N-Base Xyplex GmbH mit Sitz in Dietzenbach. Diese Lösung ist vor allem für Internet-Service-Provider interessant. "Optical Access Mesh" liefert derzeit Datentransferraten von einem Gigabit pro Sekunde und verbindet den Point-of-Presence (PoP) der Carrier mit den umliegenden Büro- und Wohnbauten. Auch hier sind keine Lizenzen für Richtfunk erforderlich.
Maschennetz für ISPs
Das besondere Merkmal einer Maschenstruktur ist die große Anzahl von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Im Zentrum liegt der PoP des Backbones, an den beispielsweise 100 Gebäude angeschlossen sind. 19 davon bilden die Knotenpunkte. Sie sind durch Fast Ethernet (100 Mbit/s) verbunden. Sternförmig mit 10 Mbit/s und über Entfernungen von bis zu 400 Meter integriert sind die restlichen 81 Häuser. Da der Datenverkehr zu gleichen Teilen durch das Maschennetz geroutet wird, ergeben sich durchschnittlich 4,25 Ethernet-Verbin- dungen pro Knoten. Eine zusätzliche Verbindung geht ins Gebäude selbst, wodurch sich für jeden Knoten 5,25 Ethernet-Links zu 10 MBit/s = 52,5 Mbit/s errechnen. Im äußeren Ring mit zwölf Knoten wächst dann die Datentransferrate auf 630 Mbit/s an. Die sechs Knoten des mittleren Rings fügen noch einmal 6 x 52,5 MBit/s = 315 Mbit/s hinzu, sodass sich, summa summarum, bei 100 auf optischem Wege vernetzten Gebäuden eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von annähernd 1 Gbit/s ergibt. Theoretisch sind auch Datenraten von mehreren Gigabit pro Sekunde möglich.
Die Kosten für die Maschenvernetzung von 100 Häusern gibt N-Base Xyplex mit 700.000 Dollar an. Da bei der Maschenarchitektur eine lineare Wechselbeziehung zwischen den Kosten, dem Service Level Agreement und der Anzahl der Teilnehmer besteht, könne der Service-Provider sein Geschäft flexibel anpassen und den Weg zum Return on Investment verkürzen, so Xyplex.
Wenn ein Anwender wesentlich größere Entfernungen für den drahtlosen Datenaustausch überbrücken muss, kann er auf Mikrowellen-Richtfunksysteme zurückgreifen. Von GoC angebotene An- lagen realisieren Distanzen von maximal 40 Kilometern. Sie verwenden Frequenzen von 15 bis 38 GHz und bedürfen einer Genehmigung der zuständigen Regulierungsbehörde für Telekommunikation. Die Bandbreite erstreckt sich von zwei bis 2 x 100 + 2 Mbit/s. Als Einsatzgebiete für Mikrowellensysteme bis zu 34 Mbit/s kommen private drahtlose Netzwerke für Sprach- und Datenverbindungen sowie mobile Netze wie Wireless Local Loop (WLL) zur Punkt-zu-Punkt-Anbindung des Anwenders an den Backbone in Frage. Anlagen mit höherer Bandbreite eignen sich für die Campusvernetzung, die Daten, Video und Sprache umfasst, sowie für die Integration in ATM- und SDH/Sonet-Netzwerke .
www.nbase-xyplex.de
www.goc.de
ComputerPartner-Meinung:
Für expandierende Unternehmen und Institute, die ein in das bestehende Netzwerk zu integrierendes Gebäude aus der Nachbarschaft erworben haben, ist die optische Freiraumübertragung die am schnellsten zu realisierende und kostengünstigste Lösung. Zumal die Witterungsbedingungen in unseren Breitengraden selten den Datentransfer behindern dürften. Doch auszuschließen ist das nicht, und natürlich passiert das immer dann, wenn die Lage besonders heikel ist. Daher dürfte für manche Anwender die spätere Installation eines Festnetzes unumgänglich sein. (de)