Ethernet und Funk auf dem Weg ins WAN

17.08.2001
Die Projektgruppe 802 LAN/MAN des "Institute of Electrical and Electronics Engineers" traf sich Mitte Juli in Portland. Die Hauptthemen waren "Ethernet in the First Mile", 10-Gigabit-Ethernet und die drahtlose Datenübertragung.

Von: Dirk S. Mohl, Bernd Reder

Auf ungebrochenes Interesse stößt die Arbeit der Projektgruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), die Standards für lokale und Weitverkehrsnetze erarbeitet. So nahmen am 70. Treffen der Gruppe Mitte Juli in Portland (Oregon) mehr als 1000 Experten teil. Zu den Höhepunkten zählten die Präsentationen der "Ethernet-in-the-First-Mile"-Studiengruppe (EFM) um Howard Frazier von Dominet Systems. Das "LAN/MAN Standards Committee" (LMSC) der IEEE 802 räumte der EFM-Gruppe die Möglichkeit ein, unter dem Namen IEEE 802.3ah eine Norm für EFM zur erarbeiten.

Geplant ist, auf der ersten Meile Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über Lichtwellenleiter und Kupferkabel zu unterstützen, außerdem Punkt-zu-Multipunkt-Verbindungen über LWL. Für den Außeneinsatz ist Gigabit-Ethernet vorgesehen. Um Fasern zu sparen, soll Gigabit-Ethernet über eine einzige Singlemode-Faser im Vollduplex-Modus Entfernungen bis zu zehn Kilometer überbrücken. Für die Punkt-zu-Multipunkt-Übertragung sieht die Gruppe ein passives optisches Netzwerk (PON) vor. Auch hier sind Distanzen von mindestens zehn Kilometern im Gespräch.

Nach den Vorstellungen der 803.3ah-Arbeitsgruppe soll möglichst die vorhandene Verkabelung genutzt werden, also etwa Ethernet über herkömmliche Telefonkabel laufen. Den Fachleuten schweben dabei Datenraten von 10 MBit/s über Entfernungen von 760 Metern vor.

Bei der Übertragung über Kupferleitungen scheinen sich im Moment zwei Alternativen herauszukristallisieren: auf der einen Seite 100Base-CU, ein Vorschlag von Elastic Networks, auf der anderen "Ethernet over Very High Speed Digital Subscriber Line" (EoVDSL), das unter anderem Infineon favorisiert. 100BASE-CU verwendet ein HDLC-Modem (High-Level Data Link Control) und unterstützt eine Datenrate von bis zu 100 MBit/s. Die Übertragung erfolgt ausschließlich im Halbduplex-Betrieb. Upstream- und Downstream-Transfers werden feste Zeitschlitze zugeordnet, sodass es zu es zu keinen Kollisionen kommt.

EoVDSL dagegen verpackt Ethernet in VDSL-Frames. Die Very-High-Speed-DSL-Technik unterstützt im Downstream-Betrieb, also beim Herunterladen von Daten, eine maximale Rate von 52 MBit/s, in der Gegenrichtung 2,3 MBit/s.

Im Gegensatz dazu sind die Arbeiten am 10-Gigabit-Ethernet-Standard weit fortgeschritten. Gerade noch rechtzeitig hat die zuständige Gruppe 802ae festgestellt, dass die Quarzgenauigkeit von Oszillatoren, die in WAN-Anschlüssen (10GBase-W) verwendet werden, nicht 100 ppm, sondern 20 ppm betragen muss. Die bereits installierten SDH-Systeme weisen den letztgenannten Wert auf und hätten ohne Korrektur nicht mit 10-Gigabit-Ethernet zusammenarbeiten können.

Natürlich haben sich die Highspeed-Spezialisten bereits darüber Gedanken gemacht, welche Geschwindigkeitsstufe nach 10 GBit/s kommen soll. Allerdings war kein Teilnehmer der Auffassung, dass bereits in diesem Jahr die Vorarbeiten für einen neuen Ethernet-Standard starten sollten, und nur die Hälfte der Fachleute würde 2002 damit beginnen. Die Mehrheit der IEEE-802ae-Gruppe favorisiert als nächsten Schritt 40-Gigabit-Ethernet, eine Minderheit 100 GBit/s und nur ein verschwindend geringer Teil 160 GBit/s.

Konkurrenz für UMTS durch Wireless LANs

Ein Thema auf dem Meeting in Portland war die Frage, ob sich Funknetze auf Grundlage von IEEE 802.15 (Bluetooth), 802.11 (Wireless LANs) und 802.16 BWA (Breitbandzugang) zu Konkurrenten der Mobilfunknetze der dritten Generation (UMTS) entwickeln könnten. Für Bluetooth, so die vorherrschende Meinung, gilt das nicht. IEEE 802.15 wird eher als Ergänzung des Mobilfunks gesehen, um kurze Strecken zu überbrücken.

Kritischer für den Mobilfunk ist 802.11 WLAN. Es deckt pro Sendestation einen Radius von 300 Metern ab, bietet aber im Vergleich zu GSM/GPRS (General Packet Radio Service) und High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) geradezu traumhafte Datenraten von theoretisch 1 bis 11 MBit/s. GPRS kommt im Vergleich dazu auf 53,6 kBit/s und HSCSD auf 43,2 kBit/s. Einige Hotels bieten ihren Gästen bereits einen hausweiten mobilen Internetzugang über Wireless LANs an, wenn auch zu hohen Preisen. Auch einige Mobilfunk-Carrier scheinen das Potenzial von WLANs erkannt zu haben. So denkt der deutsche Provider Mobilcom darüber nach, neben UMTS auch Funk-LANs anzubieten. Der Einsatz beschränkt sich dabei nach ersten Einschätzungen aber auf abgegrenzte Bereiche wie Büroetagen, Messen, Hotels oder Bahnhöfe.

Zu einer größeren Gefahr für UMTS könnte sich IEEE 802.16 BWA (Broadband Wireless Access) entwickeln. Die entsprechende Arbeitsgruppe arbeitet an Standards für Wireless Metropolitan Area Networks (WMAN). Auch zwei Jahre nach Gründung der Working Group im Juli 1999 ist das Interesse der darin vertretenen Unternehmen sehr hoch. Vor dem Juli-Meeting zählte die 802.16-Gruppe 137 stimmberechtigte Mitglieder sowie 97 "Anwärter" aus insgesamt 120 Firmen.

Nachdem in Europa die UMTS-Euphorie wegen der teilweise horrenden Lizenzgebühren abgeklungen ist, bekommen die Anhänger von Wireless Local Loop (WLL) wieder Oberwasser. Sie verfolgen das Ziel, Breitbanddienste für die drahtlose Übertragung von Daten zu schaffen, inklusive Sprachdiensten. Offensichtlich wird vor allem der Betrieb im lizenzierten Frequenzraum von 2 bis 11 GHz als kommerziell interessant angesehen. Einige Anbieter können in diesem Frequenzband bereits flächendeckend Dienste anbieten. Für die Frequenzen mussten sie dabei nur einen Bruchteil der Gebühren zahlten, die bei UMTS anfielen.

Die Fachleute diskutierten in Portland zudem darüber, unlizenzierte Frequenzbereiche zu nutzen, wie das bei Wireless LANs der Fall ist, die auf das ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical) mit 2,4 GHz zurückgreifen. Diese Debatte läuft unter dem Schlagwort "Wireless HUMAN" (Wireless Highspeed Unlicensed Metropolitan Area Network) mit Schwerpunkt auf dem 5-GHz-Spektrum. Ein weiterer Schwerpunkt ist die langfristige Nutzung der Hochfrequenzbereiche bis 66 GHz.

Nach dem 70. Meeting der IEEE-Projektgruppe lässt sich folgendes Fazit ziehen: Da bis auf EFM alle Working Groups an der Fertigstellung von Standards arbeiten, dürfte es in nächster Zeit um die Projektgruppe etwas ruhiger werden. Interessant wird sein, wie die Märkte auf die neuen Techniken reagieren, vor allem das Vordringen von Ethernet ins Weitverkehrsnetz sowie von WLANs und funkgestützten Breitbandnetzen in die Telekommunikation.

Zur Person

Dirk S. Mohl

ist Projektleiter im Entwicklungsbereich Highspeed Networks, Division Automation and Network Solutions, bei der Hirschmann Electronics GmbH & Co. KG.