LIZENZFREIER RICHTFUNK
Lizenzfreie Richtfunksysteme nutzen allgemein zugängliche Frequenzen, die von der Bundesnetzagentur für die Nutzung ohne spezielle Lizenzierung freigegeben sind. Diese Systeme sind besonders attraktiv für Anwendungen, die geringere Datenraten und kürzere Distanzen abdecken:
- Frequenzen: Typische Frequenzbänder umfassen 2,4 GHz und 5 GHz.
- Datenübertragung: Bis zu 2,5 Gbit/s Ethernet Datendurchsatz im Vollduplexmodus.
- Modulation: Unterstützung von 8 Modulationsstufen von BPSK bis 256 QAM.
- Reichweite: Überbrückung von Distanzen bis zu 10 km mit einer Verfügbarkeit von bis zu 99,995%.
- Design: Kleine und leichte Bauweise mit unauffälligem, witterungsunempfindlichem Design.
- Technologie: Unterstützung von SyncE und IEEE 1588v2 für präzise Zeit- und Frequenzsynchronisation.
- Energieversorgung: Spannungsversorgung über PoE (Power over Ethernet) ermöglicht eine flexible und einfache Installation.
LIZENZPFLICHTIGER RICHTFUNK
Lizenzpflichtige Richtfunksysteme bieten höhere Leistungen und sind ideal für kritische Anwendungen, die eine hohe Datenrate, weite Distanzen und maximale Zuverlässigkeit erfordern:
- Datenübertragung: Bis zu 20 Gbit/s Ethernet Datendurchsatz im Vollduplexmodus.
- Modulation: Unterstützung von 12 Modulationsstufen von BPSK bis 4096 QAM, ermöglicht effiziente Anpassung an verschiedene Übertragungsbedingungen.
- Reichweite: Distanzen bis zu 50 km mit einer Verfügbarkeit von bis zu 99,995%.
- Qualitätsstandards: Carrier Grade und MEF (Metro Ethernet Forum) compliant, speziell geeignet für den Einsatz in professionellen Telekommunikationsnetzwerken.
- Technologie: Ebenfalls Unterstützung von SyncE und IEEE 1588v2.
- Energieversorgung: Flexibilität durch Stromversorgungsoptionen wie 230VAC oder -48VDC.
Sicherheit: AES 256 Verschlüsselung bietet eine sehr hohe Sicherheitsebene für die Übertragung sensibler Daten.
Für Punkt zu Punkt Richtfunk stehen in Deutschland folgende Frequenzen zur Verfügung:
4 GHz, 6 GHz, 7 GHz, 13 GHz, 15 GHz, 18 GHz, 23 GHz, 26 GHz, 28 GHz, 32 GHz, 38 GHz 42 GHz, 52 GHz und 71-76/81-86 GHz
Meist werden die obigen Frequenzen einzeln von der Bundesnetzagentur zugeteilt.
LoS MIMO 4×4-Technologie ermöglicht Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 1 Gbit/s über einen einzelnen 28-MHz-Kanal oder 2 Gbit/s über einen einzelnen 56-MHz-Kanal.)
Fazit:
Die Wahl zwischen lizenzfreiem und lizenzpflichtigem Richtfunk hängt von spezifischen Anforderungen wie Datenrate, Reichweite, Sicherheit und Zuverlässigkeit ab. Während lizenzfreie Systeme für weniger kritische Anwendungen und kürzere Distanzen geeignet sind, bieten lizenzpflichtige Systeme erweiterte Kapazitäten und Sicherheitsmerkmale, die sie für kommerzielle und kritische Infrastrukturen unentbehrlich machen. In beiden Fällen bietet die Richtfunktechnologie eine leistungsfähige Lösung für die drahtlose Datenübertragung in Deutschland.
Erschließung weißer Flecken
Die Erschließung von „weißen Flecken“, also Regionen ohne Breitbandinternetzugang, ist eine wesentliche Herausforderung in der Telekommunikationspolitik und -infrastruktur. In Deutschland, wie auch in anderen Ländern, gibt es trotz des fortgeschrittenen Netzausbaus immer noch Gebiete, vor allem in ländlichen und abgelegenen Regionen, die von schnellem Internet ausgeschlossen sind. Der Einsatz von Richtfunktechnologien ist eine effektive Lösung, um diese Bereiche mit Breitbandinternet zu erschließen, ohne die Notwendigkeit, umfangreiche Kabelinfrastrukturen zu verlegen. Hier sind einige Schlüsselaspekte, wie Richtfunk bei der Erschließung dieser weißen Flecken helfen kann:
1. Schnelle Implementierung:
Richtfunkstrecken können schnell eingerichtet werden, da sie hauptsächlich auf Antennen und kleine Bodenstationen angewiesen sind, die auf bereits bestehenden Strukturen wie Türmen oder Gebäuden montiert werden können. Dies ist im Vergleich zum Verlegen von Kabeln, das oft langwierige physische Bauarbeiten erfordert, eine zeiteffiziente Lösung.
2. Kostenersparnis:
Der finanzielle Aufwand für den Aufbau einer Richtfunkverbindung ist im Vergleich zur Verlegung von Breitbandkabeln deutlich geringer, vor allem in schwierigem Gelände oder dünn besiedelten Gebieten. Die Ersparnis ergibt sich aus dem geringeren Materialbedarf und den reduzierten Arbeitskosten.
3. Überbrückung großer Distanzen:
Richtfunk kann problemlos große Distanzen überbrücken, auch über natürliche Hindernisse wie Flüsse oder Täler hinweg. Mit modernen Technologien können selbst Entfernungen von bis zu 50 km effektiv überwunden werden, was eine schnelle und zuverlässige Internetverbindung in entlegenen Gebieten ermöglicht.
4. Hohe Bandbreiten und Zuverlässigkeit:
Moderne Richtfunksysteme bieten hohe Datenübertragungsraten, die für die meisten Anwendungen des Breitbandinternets ausreichend sind. Mit fortschrittlicher Modulationstechnik und Frequenzmanagement können lizenzpflichtige Richtfunksysteme äußerst zuverlässige Verbindungen mit geringer Latenz bieten.
5. Skalierbarkeit:
Die Richtfunktechnologie ist gut skalierbar, was bedeutet, dass weitere Verbindungen leicht hinzugefügt werden können, wenn der Bedarf wächst. Dies ist besonders wichtig in sich entwickelnden Gebieten, wo die Anzahl der Internetnutzer zunehmen kann.
6. Nachhaltigkeit:
Da für Richtfunk weniger physische Bauarbeiten nötig sind, wird die Umwelt weniger belastet. Die Einführung kann somit als nachhaltiger angesehen werden, insbesondere im Vergleich zu umfangreichen Erdarbeiten für Kabelverlegungen.
7. Flexibilität:
Die Technologie bietet hohe Flexibilität, um auf geänderte Anforderungen oder Bedingungen reagieren zu können. Beispielsweise können Antennenstandorte relativ einfach verändert oder angepasst werden, um die Netzabdeckung oder -leistung zu optimieren.
Fazit:
Die Nutzung von Richtfunktechnologien zur Erschließung von weißen Flecken stellt eine effiziente, kostengünstige und flexible Lösung dar, um schnelles Internet in bisher unterversorgte Gebiete zu bringen. In Kombination mit anderen Technologien wie Satelliteninternet oder mobilen Netzwerken kann sie einen wesentlichen Beitrag zur digitalen Inklusion und zur wirtschaftlichen Entwicklung in ländlichen und abgelegenen Regionen leisten.
Redundante Verbindung
Die Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit von Netzwerkverbindungen ist für viele Unternehmen und Organisationen entscheidend, insbesondere wenn es um kritische Infrastrukturen oder datenintensive Anwendungen geht. Eine redundante Verbindung ist eine der wirksamsten Methoden, um Ausfallsicherheit zu gewährleisten und die Serviceverfügbarkeit nahezu ständig aufrechtzuerhalten. Redundanz im Kontext von Netzwerkverbindungen bedeutet, dass alternative Datenpfade zur Verfügung stehen, die im Falle eines Ausfalls des Hauptpfades die Übertragung übernehmen können.
Wichtigkeit und Umsetzung von Redundanz
1. Hohe Verfügbarkeit:
Redundante Verbindungen ermöglichen eine Verfügbarkeit von bis zu 99,995%, was bedeutet, dass die Systeme im Durchschnitt weniger als etwa 26 Minuten pro Jahr ausfallen dürfen. Dies ist besonders wichtig für kritische Anwendungen in Bereichen wie Finanzdienstleistungen, Gesundheitswesen oder öffentliche Sicherheit, wo Ausfallzeiten erhebliche Konsequenzen haben können.
2. Automatisches Failover:
Ein wesentliches Merkmal redundanter Netzwerkverbindungen ist das automatische Umschalten (Failover) auf einen Backup-Pfad, wenn ein Problem auf dem primären Pfad erkannt wird. Dieser Prozess sollte nahtlos und für den Endnutzer idealerweise unbemerkt erfolgen.
3. Diverse Übertragungsmedien:
Redundanz kann durch die Nutzung unterschiedlicher Übertragungsmedien erreicht werden, wie z.B. eine Kombination aus Glasfaser und Richtfunk. Durch die Diversifizierung der Übertragungswege wird das Risiko gemindert, dass ein einziger Fehlerpunkt beide Verbindungen gleichzeitig beeinträchtigt.
4. Geographische Diversifikation:
Die physische Trennung der redundanten Verbindungswege ist ebenfalls entscheidend. Sie sollten unterschiedliche physische Routen nehmen, um sicherzustellen, dass lokale Ereignisse wie Bauarbeiten, Naturkatastrophen oder andere Störungen nicht beide Verbindungen gleichzeitig beeinflussen.
5. Ausgewogene Lastverteilung (Load Balancing):
Neben der Ausfallsicherheit können redundante Verbindungen auch dazu verwendet werden, die Netzwerkauslastung effektiv zu verteilen. Load Balancing kann die Leistung verbessern, indem es den Datenverkehr auf alle verfügbaren Verbindungen verteilt und so Engpässe vermeidet.
6. Regelmäßige Tests und Wartung:
Um die Effektivität der redundanten Verbindungen zu gewährleisten, ist es wichtig, regelmäßige Tests und Wartungen durchzuführen. Dies stellt sicher, dass die Failover-Mechanismen ordnungsgemäß funktionieren und alle Komponenten der Infrastruktur in gutem Zustand sind.
Fazit:
Die Implementierung redundanter Verbindungen ist eine grundlegende Strategie für Organisationen, die eine hohe Verfügbarkeit ihrer Netzwerkdienste erfordern. Mit einer durchdachten Planung und Implementierung kann eine nahezu lückenlose Verfügbarkeit erreicht werden, die es ermöglicht, den Betrieb auch im Falle von unerwarteten Störungen aufrechtzuerhalten. Dies steigert die Zuverlässigkeit des Netzwerks erheblich und schützt vor potenziellen Verlusten, die durch Ausfallzeiten verursacht werden könnten.
Typische Radio Konfigurationen
N+0 (up to N=8)
Die Bezeichnung "Typical Radio Configurations N+0 (up to N=8)" bezieht sich auf verschiedene Konfigurationen von Radiosendern und -empfängern, die in der Regel verwendet werden, um drahtlose Kommunikationssysteme aufzubauen. "N" steht hierbei für die Anzahl der Sender (Transmitter), während "0" für die Anzahl der Empfänger (Receiver) steht.
Eine "Typical Radio Configuration N+0" bedeutet also, dass es "N" Sender gibt und keine Empfänger. Diese Konfiguration wird oft in Broadcast-Anwendungen wie Radio- oder Fernsehübertragungen verwendet, bei denen ein einzelner Sender Signale an viele Empfänger sendet. Die Zahl "N" kann Werte von 1 bis 8 annehmen, was bedeutet, dass es von einem einzelnen Sender bis zu acht Sendern in der Konfiguration geben kann.
Für jeden Sender gibt es keinen zugehörigen Empfänger, daher empfangen alle Empfänger die gleichen Signale von den Sendern.
Um das Prinzip an einem Beispiel zu verdeutlichen: Stellen Sie sich ein einfaches Radiosystem vor, bei dem ein Sender ein Radiosignal aussendet, das von mehreren Radios empfangen werden kann. In diesem Fall wäre die Konfiguration N+0, wobei "N" die Anzahl der Sender ist (1), und "0" die Anzahl der Empfänger (da es keine spezifischen Empfänger gibt, die mit einem bestimmten Sender verknüpft sind).
Diese Art von Konfiguration kann in verschiedenen Anwendungen wie drahtlosen Lautsprechersystemen, Rundfunkübertragungen oder drahtlosen Sensornetzwerken eingesetzt werden, wo eine einfache Übertragung von Informationen von einem Sender an viele Empfänger erforderlich ist.
1x16+0
Die Konfiguration "1x16+0" bedeutet, dass es einen einzelnen Sender gibt, der Signale an 16 Empfänger sendet, ohne dass es Empfänger gibt, die ihrerseits Signale an den Sender senden. Dies ist eine typische Konfiguration für Rundfunkanwendungen, wie zum Beispiel bei der Ausstrahlung von Radioprogrammen, Fernsehsendungen oder Ausstrahlung von drahtlosem Audio-Streaming.
2x 4+0
Die Konfiguration "2x4+0" bedeutet, dass es zwei Sender gibt, die jeweils Signale an 4 Empfänger senden, ohne dass es Empfänger gibt, die ihrerseits Signale an die Sender senden. In dieser Konfiguration gibt es insgesamt 8 Empfänger, die in zwei Gruppen zu je 4 Empfängern aufgeteilt sind. Jeder der beiden Sender sendet unabhängig Signale an seine Gruppe von 4 Empfängern. Diese Konfiguration kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel in drahtlosen Mikrofonsystemen, bei denen mehrere Mikrofone unabhängig voneinander arbeiten und ihre Signale an separate Empfänger senden.
4x 2+0
Die Konfiguration "4x2+0" bedeutet, dass es vier Sender gibt, von denen jeder Signale an jeweils zwei Empfänger sendet, ohne dass es Empfänger gibt, die ihrerseits Signale an die Sender senden. In dieser Konfiguration gibt es insgesamt 8 Empfänger, die in 4 Gruppen zu je 2 Empfängern aufgeteilt sind. Jeder der vier Sender sendet unabhängig Signale an seine Gruppe von 2 Empfängern. Diese Konfiguration könnte beispielsweise in einem drahtlosen Kommunikationssystem verwendet werden, in dem mehrere Quellen unabhängig voneinander Nachrichten an verschiedene Ziele senden müssen.
ATPC
ATPC steht für Automatic Transmit Power Control (Automatische Sendeleistungsregelung). Dies ist eine Technik, die in drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet wird, um die Sendeleistung eines Senders automatisch anzupassen, um eine optimale Übertragungsqualität bei minimaler Interferenz und maximaler Effizienz zu gewährleisten.
Die Automatische Sendeleistungsregelung wird oft in Mobilfunknetzen wie GSM, UMTS, LTE und anderen drahtlosen Kommunikationssystemen eingesetzt. Die Hauptziele der ATPC sind:
- Optimierung der Reichweite: Durch die Anpassung der Sendeleistung kann die Reichweite des Signals optimiert werden, um eine bessere Abdeckung zu erreichen und die Signalqualität für die Benutzer zu verbessern.
- Reduzierung von Interferenzen: Eine angemessene Sendeleistung reduziert die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen mit anderen Sendern oder drahtlosen Geräten in der Umgebung, was zu einer besseren Kommunikationsqualität führt.
- Energieeffizienz: Durch die Anpassung der Sendeleistung können Energieeinsparungen erzielt werden, was insgesamt zu einer längeren Batterielebensdauer bei mobilen Geräten führt und die Betriebskosten für Betreiber senkt.
ATPC arbeitet in der Regel in Echtzeit und basiert auf Rückmeldungen über die Qualität der empfangenen Signale. Es überwacht ständig die Signalstärke und -qualität an den Empfängern und passt die Sendeleistung entsprechend an, um eine optimale Leistung zu gewährleisten.
XPIC
Bei der Cross-Polarization-Interference-Cancellation (XPIC) werden Signale mit orthogonalen (senkrecht zueinander stehenden) Polarisationen übertragen. Jedes Signal wird entweder horizontal oder vertikal polarisiert, während das andere Signal die orthogonal polarisierte Komponente verwendet. Dadurch können auf derselben Frequenz und demselben Kanal zwei unabhängige Datenströme übertragen werden.
XPIC reduziert die Interferenz zwischen den beiden Signalen, indem es die Polarisationen der Signale nutzt. Da die Empfänger polarisationsselektive Antennen verwenden, können sie die unerwünschte Polarisation (Interferenz) filtern und so die Signaltrennung verbessern. Durch den Einsatz von XPIC kann die Kapazität und Leistungsfähigkeit von drahtlosen Übertragungssystemen signifikant erhöht werden, insbesondere in Umgebungen mit starkem Fading und Interferenzen.
QSFP
QSFP steht für "Quad Small Form-factor Pluggable". Es handelt sich um ein kompaktes optisches Transceiver-Modul, das in High-Speed-Netzwerken verwendet wird, um Daten mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen. Das QSFP-Modul hat vier unabhängige optische Sender und Empfänger, wodurch es eine hohe Bandbreite bietet.
Typischerweise wird QSFP in Rechenzentren, Datenzentren und anderen Umgebungen eingesetzt, in denen eine hohe Datendurchsatzrate erforderlich ist.
QSFP-Module sind hot-pluggable, was bedeutet, dass sie während des Betriebs eingesteckt und entfernt werden können, ohne dass die Stromversorgung unterbrochen wird. Dies ermöglicht eine einfache Installation und Wartung von Netzwerkgeräten.
Es gibt verschiedene Arten von QSFP-Modulen, darunter QSFP, QSFP+, QSFP28, QSFP56 und QSFP-DD, die jeweils unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten und Anwendungen unterstützen.
SFP
SFP steht für "Small Form-factor Pluggable". Es handelt sich um ein kompaktes optisches Transceiver-Modul, das in Netzwerkgeräten wie Switches, Routern und Netzwerkschnittstellenkarten verwendet wird, um Daten über optische Glasfaserkabel oder Kupferkabel zu übertragen. SFP-Module sind auch als Mini-GBIC (Gigabit Interface Converter) bekannt.
Die SFP-Module sind hot-pluggable, was bedeutet, dass sie während des Betriebs eingesteckt und entfernt werden können, ohne dass die Stromversorgung unterbrochen wird. Dies ermöglicht eine einfache Installation und Wartung von Netzwerkgeräten.
Es gibt verschiedene Arten von SFP-Modulen, die unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten und Reichweiten unterstützen, je nach den Anforderungen der Netzwerkumgebung. Dazu gehören
- SFP: Standard-SFP-Module unterstützen typischerweise Übertragungsraten von bis zu 1 Gbps über Multimode- oder Singlemode-Glasfaserkabel.
- SFP+: SFP+-Module sind eine Weiterentwicklung von SFP und unterstützen höhere Übertragungsraten von bis zu 10 Gbps. Sie werden oft in Hochgeschwindigkeitsnetzwerken wie 10-Gigabit-Ethernet eingesetzt.
- SFP28: SFP28-Module unterstützen Übertragungsraten von bis zu 25 Gbps und werden in Rechenzentren und anderen Hochleistungsnetzwerken eingesetzt.
RJ-45
RJ-45 steht für "Registered Jack 45" und bezeichnet einen standardisierten Steckertyp für die Verbindung von Netzwerk- und Telekommunikationsgeräten. Der RJ-45-Stecker wird typischerweise für Ethernet-Verbindungen verwendet, sowohl für kabelgebundene als auch für drahtlose Anwendungen. Er ist weit verbreitet in Heim- und Unternehmensnetzwerken sowie in anderen Anwendungen, bei denen Daten über Ethernet-Kabel übertragen werden.
Der RJ-45-Stecker sieht ähnlich aus wie der RJ-11-Stecker, der für Telefonverbindungen verwendet wird, ist jedoch größer und hat acht Kontakte statt vier. Diese zusätzlichen Kontakte ermöglichen eine schnellere Datenübertragung und sind notwendig für die Übertragung von Ethernet-Signalen.
Die Verbindung von RJ-45-Steckern erfolgt mit Hilfe von Ethernet-Kabeln, die speziell für die Übertragung von Daten konzipiert sind. Diese Kabel bestehen aus mehreren Kupferadern, die in einer geschirmten oder ungeschirmten Hülle verpackt sind.
RJ-45-Stecker werden in verschiedenen Varianten verwendet, wie zum Beispiel für Gigabit Ethernet (10/100/1000 Mbps) oder für 10-Gigabit-Ethernet-Verbindungen. Sie werden auch in anderen Anwendungen eingesetzt, wie z.B. in der Telekommunikation, Videoüberwachung und industriellen Steuerungssystemen.
Standards - Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0)
Carrier Ethernet 2.0 (CE 2.0) ist ein Standard, das von der Metro Ethernet Forum (MEF) entwickelt wurde. CE 2.0 baut auf den vorherigen Versionen von Carrier Ethernet auf und bringt eine Reihe von Verbesserungen und neuen Funktionen mit sich. Hier sind einige Schlüsselmerkmale und Konzepte von Carrier Ethernet 2.0:
- Standardisierung von Diensten: CE 2.0 definiert eine Reihe standardisierter Dienstleistungsklassen und Service Level Agreements (SLAs), die von Diensteanbietern verwendet werden können, um verschiedene Arten von Ethernet-Diensten anzubieten. Dazu gehören Dienste wie E-Line (Punkt-zu-Punkt-Verbindungen), E-LAN (Multipunkt-Verbindungen), E-Tree (Baumstrukturverbindungen) und E-Access (Zugangsdienste).
- Interoperabilität und Qualitätssicherung: CE 2.0 stellt sicher, dass verschiedene Carrier-Ethernet-Netzwerke und -Ausrüstungen miteinander kompatibel sind und interoperabel arbeiten können. Dies wird durch Konformitätstests und Zertifizierungsprogramme sichergestellt, die von der MEF entwickelt wurden, um die Einhaltung der CE-2.0-Spezifikationen zu überprüfen.
- Verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit: CE 2.0 führt verschiedene Mechanismen ein, um die Leistung und Zuverlässigkeit von Carrier-Ethernet-Diensten zu verbessern. Dazu gehören Funktionen wie Traffic Management, Service OAM (Operations, Administration, and Maintenance), Schutz- und Wiederherstellungsmechanismen sowie verbesserte QoS (Quality of Service)-Funktionen.
- Skalierbarkeit und Flexibilität: CE 2.0 ist darauf ausgelegt, den Anforderungen von Netzbetreibern und Kunden gerecht zu werden, indem es skalierbare und flexible Ethernet-Dienste ermöglicht. Dies umfasst die Unterstützung verschiedener Bandbreitenanforderungen, die nahtlose Integration mit vorhandenen Netzwerken und die Unterstützung von Anwendungen mit hohen Anforderungen an Leistung und Zuverlässigkeit.
- Unterstützung für mobile Dienste und Cloud-Computing: CE 2.0 bietet auch Unterstützung für die Bereitstellung von Ethernet-Diensten für mobile Netze, 5G-Backhaul und Cloud-Computing-Anwendungen. Dies umfasst Funktionen wie Netzwerkvirtualisierung, Multi-Site-Konnektivität und die Bereitstellung von Diensten mit geringer Latenz und hoher Bandbreite.
Insgesamt zielt Carrier Ethernet 2.0 darauf ab, die Skalierbarkeit, Flexibilität, Leistung und Zuverlässigkeit von Ethernet-Diensten zu verbessern, um den wachsenden Anforderungen von Netzbetreibern und Endbenutzern gerecht zu werden. Durch die Einhaltung der CE-2.0-Spezifikationen können Diensteanbieter hochwertige Ethernet-Dienste bereitstellen und sicherstellen, dass ihre Netzwerke den Anforderungen moderner Kommunikations- und IT-Anwendungen entsprechen.