Heimvernetzung / Private lokale Netzwerke

Wir haben im OV Lokal ein lokales Netz aufgebaut; Dies soll eine Referenzinstallation fuer einen "Funkerhaushalt" sein

Planungsdaten , Sammeln von Fakten, Bedarf und Moeglichkeiten Netzwerktypen, Auswahl der Struktur Einbindung von Funkgeraeten, neue FunktechnikEinzelthemen zur Realisierung: Sicherheit, Hardware...

Wer macht so etwas?

Drei Werte bestimmen die Netzwerkleistung

Speicher (Grösse und Ort)Geschwindigkeit der DatenübertragungRechenleistung

Speicher: Was braucht ein Haushalt?komprimierte Daten Volumen (l) Speicherpreis(E)

100 Video Baender 100x4x3600x1MB= 1,52TB 20 250200 Audio CDs 200x800MB= 160GB 10 1505000 Photos/Dias 5000x1MB= 5GB 500 6004m Buecherregal 4x5x10x500x150k= 15GB 8000 4000Programme + Daten 10GB 2 15

------------------------------------ca1,8TB 85762

5015

Speicherung der Daten auf Festplatte: DVD-RWHeute: 18x 100GB 5000E 4500x 4GB 45000E in 5 Jahren: 2 x 900GB 500E

"Lebensvideo" 40x365x24x3600x1MB= 1,3PB

Übertragungsgeschwindigkeit: Wieviel braucht man?

Benötigte Datenrate pro Person:Audio: 10kBytes/s Video (2D): 1MByte/sVideo Lebensaufzeichnug) 1MByte/sSteuerung 1kByte/sRechnerdaten (Backup..) 1MByte/s

--------ca 3MByte/s

Ein 4 Personen Haushalt benötigt eine Bandbreite von ca 100MBit/s

Der Mensch kann ca 7 Ergeignisse pro Sekunde aufnehmenEine Datenrate von ca 1kByte / sec wäre also ausreichend.

Der schlaue Projektor:funktioniert prinzipiell ähnlich wie moderne Graphikkartenhat allerdings einen Speicher: er kennt ObjekteZurDarstellung eines Films wird nur die Information übertragen, die er noch nicht kenntGrosser Speicherbedarf, hohe RechenleistungObjekt- Wissensmanagement noetigin 10 Jahren?

Kosten:Internet basierende Lösungen gehen davon aus, dass die Datenübertragung durch eine sowieso vorhandene Flatrate abegedeckt wird

Rechnerleistung

KomprimierungProtokollbehandlung und WandlungRoutingFirewall

Für die Netzwerkaufgaben (Komprimierung und den schlauen Projektor mal ausgenommen) reicht ein 200 -500MHz Rechner

Kosten

In welchem Verhältnis stehen die Vernetzungskosten zu den übrigen Rechnerkosten?

Euro pro Person pro Monat:PC Hardware (Lebensdauer 4 Jahre): 21 1)Stromkosten (200W, 3h/d, 50%Server) 4Betriebsystem (Lebensdauer 2 Jahre): 12 2)Office (Lebensdauer 3 Jahre) 8 MSNetzzugang (DSL Flat, 4 Personen) 5 3)Webstation 15

1) Server als Altrechner2) MS Serverlizenz, ohne OEM Lizenzen3) Wird wohl mittelfristig auf volumenbasiert umgstellt

Sicherheit

Zugang zum öffentlichen Netz ueber Telefon, Ethernet, WLAN, Bluetooth:Jeder Zugang zu einem öffentlichen Netz ist möglicherweise unsicher

klassische Viren DatendiebstahlKosten über Dienste (0190er Nummern)Auslösen von Falschfunktionen (zB Kühlschrank abschalten ...)

WartungDaten:lokal

Backupproblem

beim Providerwas passiert, wenn der Provider Pleite geht?Haftung bei Diebstahl, Verlust oder VirusKosten

Programme:lokal

Update von Betriebsystem und Programmeneigene Arbeitautomatisch durch Hersteller (Win XP)durch Wartungsfirma

vom Anbieterwas muss man bezahlen? Abrechnungsmodus?Problem: Privatanwender nutzt nur wenige Funktionen

Anbindung von Geräten

Zur Zeit noch kein Standard.Mittelfristig werden sich nur Loesungen durchsetzen, die eine Anbindung an das lokale Netz ermoeglichen

Neue Ansätze von MS?

Es gibt inzwischen billige Ethernetinterfaces fuer Embedded Application (Webkamera)

Rechnerzubehoer über WLAN, Bluetooth

Kommunikationsgeräte über Bluetooth

Hausinstallation über Drahtanbindung (Instabus, homebus)..

Funkgeräte über Drahtanbindung (eigene Protokolle der Hersteller)

Braune Ware über Infrarot und Firewire

Kopfhörer Microphone über Funk

Sicherheisteinrichtungen, Wetterstationen über Funk

Netzwerktypen

Ein Netzwerk mit TNCs (schon etwas älter)

Struktur der lokalen Netzwerke

- Im folgenden werden nur die Übertragungseigenschaften betrachtet- Es gibt einen Hauptzugang zum “Server” (lokal oder nach “aussen” über DSL, ISDN, Kabel..)- Bei einigen Zugangangslösungen muss man sich die Bandbreite mit Nahbarn teilen

(Powerline, Funk fuer die letzte Meile) - Auch bei einigen lokalen Netzen muss man sich Bandbreite mit Nachbarn teilen

(Powerline, DECT WLAN..)- Bei Funklösungen gilt: je grösser die überbrückbare Entfernung, desto mehr

Nachbarn teilen sich die Bandbreite

Struktur der lokalen Netzwerke

-”Relaisloesung”: mehrere Vermittlungknoten sind über eine schnelles Netz verbundenund versorgen die Geräte eines “Piconetzes” (zB innerhalb eines Ziimmers)

- per Funk oder Infrarot- Bluetooth

Beispiele für die Netzwerke

Drahtgebundene HeimnetzeEIB (Instabus), CEBus, LON, ..

Systemtyp HubBitrate 20 kBit/sFrequenzbereiche <100kHzReichweite/ 100mSicherheit gutZusatzaufwand hoch (Firmenlösung)

Powerline

Systemtyp HubBitrate 700 kBit/sFrequenzbereich <20MHzReichweite/ 100m im Haus

Sicherheit schlechtZusatzaufwand mittel (Modem ca E 500)

Beispiele für die Netzwerke

Ethernet..

Systemtyp Hub/SwitchBitrate 10/100/1000 MBit/sFrequenzbereiche 5MHz (?)Reichweite/ 100mSicherheit gutZusatzaufwand mittel bis hoch

DECT DECT/ISM

Systemtyp SwitchBitrate 10x24 24kBit/s / Sprache / 24x1.1MBit/sFrequenzbereich 1,8/2,4 GHzReichweite/ 100m

Sicherheit gutZusatzaufwand gering

Auswahl und Fazit

Punkte 0 = schlecht 10 =gut x =Ausschluss(Zahlen sind individuelle Wertungen !!! )

Netztyp bedarfsgerecht/10 Kosten/5 Sicherheit/9 Eigennbau/5 zukunftsicher/5Ethernet 10 5 10 6 8USB 10 5 10 6EIB 2 10 6 2WLAN 2Bluetooth 8DECT 6Powerline 2

Netztyp erweiterbar integrierbar/10 Standardisierung/7 Funkstörung/10 ErgebnisEthernet 10 10 9USB 7 10 9EIBWLANBluetoothDECTPowerline x x

Drathgebundenes Ethernet ist zur Zeit und in nächster Zukunft die einzige Standardlösung,die die Bedürfnisse erfüllt.Wenn andere Lösungen für Einzelanwendung genommen werden (müssen), sollte auf Integrationsfähigkeit geachtet werden.

Lokales Netz im Funkhaushalt

Folgende Voraussetzungen werden angenommen:

- Überdurchschnittliches technisches Verständnis

- gewisse Bereitschaft zur “Bastelei”

- Langfristige Investition

- möglichst geringe Störung des Funks (hat Priorität)

- Wunsch nach Einbindung möglichst aller Geräte

- Standardlösungen wo möglich

Lokales Netz im Funkhaushalt

Daraus ergibt sich folgende ideale Netztopologie:

- ”Relaislösung” 1GbBit mit Piconet bis maximal 10MBit/s pro Geraet mit File/Firewall/... Server

Da das zur Zeit nicht realisierbar ist:

- 100MB Ethernet, Bluetooth und File/Firewall/... Server

Server

Tnc Rx/Tx Antenne

Hub

Switch

PC

DSL

Bluetooth HubSteuerung

Daten

Mediaserver

Lokales Netz im Funkhaushalt

Wie sieht ein (technisch) ideales Funkgerät aus?

- empfängt mit angepasster Bandbreite und angepassterEmpfindlichkeit aus der Richtung der Gegenstation(en)

- sendet mit angepasster Leistung ohne Nebenabstrahlung in Richtung der Gegenstation(en)

An welchen Stellen können heutige Funkgeräte verbessert werden?

- Integration des HF Teiles in die AntenneTrennung des Bedienteils vom Hf-Teil Digitale Uebertragung der Signal und Steuerdaten über das lokale Netz

Keine Leitungsverlustegeringere Störungen

- Digitaler RX/TX mit DSP und konventionellen selektivem VorverstärkerVermeidung/Verringerung der Übersteuerungsproblematik Selbstanpassendes Filter mit MikromechanikVoraussetzung ist auch dafür intensive Datenaustauch Hf Teil <-> Operator(PC)

Lokales Netz im Funkhaushalt

- Anpassung der Antenne an die Betriebsdaten

Ein Dipol ist Schwingkeis, und wirkt wie ein Filter

Je dünner der Draht , desto höher die Güte (schmalere Bandbreite)-> Trennung von elektrischer und mechanischer Funktion

Anpassung der Resonanzfrequenz durch mechanische Änderung