1996 HiperLAN (High Performance Radio Local Area Network)

(1)

Geschichte der drahtlosen Kommunikation IV

1994 E-Netz in Deutschland

 GSM mit 1800MHz, kleinere Zellen

 als Eplus in D (Ende 1997 98% der Bevölkerung erreichbar)

1996 HiperLAN (High Performance Radio Local Area Network)

 ETSI, Standardisierung von Typ 1: 5,15 - 5,30GHz, 23,5Mbit/s

 Vorschläge für Typen 2 und 3 (beide 5GHz) und 4 (17GHz) als drahtlose ATM-Erweiterungen (bis 155Mbit/s)

1997 Wireless LAN - IEEE802.11

 IEEE-Standard, 2,4 - 2,5GHz und Infrarot, 2Mbit/s

 viele proprietäre Produkte schon früher

1998 Spezifikation von GSM-Nachfolgern

 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) als europäischer Vorschlag für IMT-2000 (IMT-2000: einheitliches Rahmenwerk der ITU für zukünftige Kommunikationssysteme)

Iridium

(2)

Geschichte der drahtlosen Kommunikation V

1999 Weitere drahtlose LANs

 IEEE-Standard 802.11b, 2,4 - 2,5GHz, 11Mbit/s

 Bluetooth für Pikonetze, 2,4GHz, < 1Mbit/s

Entscheidung über IMT-2000

 Mehrere „Familienmitglieder“: UMTS, cdma2000, DECT, ...

Start von WAP (Wireless Application Protocol)

 Erster Anfang der Verschmelzung Internet/Mobilkommunikation

 Zugang zu vielfältigen Informationsdiensten über ein Handy

2000 GSM mit höheren Übertragungsraten

 HSCSD bietet bis zu 57,6kbit/s

 Erste GPRS-Installationen mit bis zu 50kbit/s (paketorientiert)

UMTS-Versteigerungen/-Schönheitswettbewerbe

 Höhenflug und erste Ernüchterung (über 50 Mrd. € für 6 Lizenzen bezahlt)

2001 Start von 3G-Systemen

 cdma2000 in Korea, UMTS-Tests in Europa, Foma (beinahe UMTS) in Japan

(3)

History of wireless communication VI

2002

 WLAN hot-spots start to spread

2003

 UMTS starts in Germany

 Start of DVB-T in Germany replacing analog TV

2005

 WiMax starts as DSL alternative (not mobile)

 first ZigBee products

2006

 HSDPA starts in Germany as fast UMTS download version offering > 3 Mbit/s

 WLAN draft for 250 Mbit/s (802.11n) using MIMO

 WPA2 mandatory for Wi-Fi WLAN devices

2007

 over 3.3 billion subscribers for mobile phones (NOT 3 bn people!)

2008

 “real” Internet widely available on mobile phones (standard browsers, decent data rates)

 7.2 Mbit/s HSDPA, 1.4 Mbit/s HSUPA available in Germany, more than 100 operators support HSPA worldwide, first LTE tests (>100 Mbit/s)

2009 – the story continues with netbooks, iphones, VoIPoWLAN…

2010 – LTE available in some cities, new frequencies allocated

 Reuse of old analog TV bands, LTE as DSL replacement for rural areas

(4)

Mobilfunksysteme: Entwicklung im Überblick

Mobiltelefone Satelliten drahtlose

LAN schnurlose

Telefone

1992:

GSM 1994:

DCS 1800

2001:

IMT-2000

1987:

CT1+

1982:

Inmarsat-A

1992:

Inmarsat-B Inmarsat-M

1998:

Iridium

1989:

CT 2 1991:

DECT 199x:

proprietary 1997:

IEEE 802.11 1999:

802.11b, Bluetooth 1988:

Inmarsat-C

analog digital

1991:

D-AMPS 1991:

CDMA 1981:

NMT 450

1986:

NMT 900

1980:

CT0

1984:

CT1 1983:

AMPS

1993:

PDC

2000:

GPRS

2000:

IEEE 802.11a

Vierte Generation

(5)

Übersicht

Motivation und Begriffsbildung

Geschichte der drahtlosen Kommunikation

Vereinfachtes Referenzmodell

Vorlesungsübersicht

(6)

Vereinfachtes Referenzmodell

Anwendung Transport Netzwerk Sicherung Bitübertragung

Medium Sicherung

Bitübertragung

Anwendung Transport Netzwerk Sicherung Bitübertragung Sicherung

Bitübertragung Netzwerk Netzwerk

Funk

(7)

Einfluss der Mobilkommunikation auf das Referenzmodell

 Dienstelokation

 neue Anwendungen, Multimedia

 adaptive Anwendungen

 Staukontrolle, Flusskontrolle

 Dienstqualität

 Adressierung, Wegewahl, Endgerätelokalisierung

 Handover

 Authentifizierung

 Medienzugriff

 Multiplexing

 Medienzugangskontrolle

 Verschlüsselung

 Modulation

 Interferenzen

 Dämpfung

 Frequenzen

Anwendungsschicht

Transportschicht Netzwerkschicht Sicherungsschicht

Bitübertragungsschicht

(8)

Übersicht

Motivation und Begriffsbildung

Geschichte der drahtlosen Kommunikation Vereinfachtes Referenzmodell

Vorlesungsübersicht

(9)

Kapitelübersicht

Technische Grundlagen Medienzugriffskontrolle Telekommunikations-

systeme

Ad-hoc und Sensornetze

Drahtlose LANs Netzwerkprotokolle

Transportprotokolle

(10)

Übersicht über die Vorlesung

 Einführung

 Einsatzszenarien

 Begriffsdefinitionen

 Herausforderungen

 Technische Grundlagen

 Wellenausbreitung, Frequenzen

 Signale, Dämpfung, Antennen

 Modulation

 Medienzugriff

 SDMA, TDMA, CDMA, FDMA

 CSMA/CA, Aloha mit Varianten

 Kollisionsvermeidung, Polling

 Sensornetze

 Einsatzgebiete

 Herausforderungen

 Programmierung

 Energieeffiziente MAC-Layer

 Bestimmung von Ort und Zeit



Drahtlose

Telekommunikationssysteme

 GSM, HSCSD, GPRS, DECT, TETRA, UMTS, IMT-2000



Drahtlose LANs

 Techniken, Einsatzgebiete

 IEEE 802.11a/b/g, .15, Bluetooth



Netzwerkprotokolle

 Mobile IP

 Ad-hoc Netze

 Wegewahl



Transportprotokolle/Mobile TCP

 zuverlässiger Datentransport

 Flusssteuerung

 Dienstqualität

(11)

Zusammenfassung und Literatur

Motivation und Begriffsbildung

Geschichte der drahtlosen Kommunikation Vereinfachtes Referenzmodell

Vorlesungsübersicht

(12)

Zusammenfassung

Drahtlose Kommunikation ist ein äußerst wichtiger Baustein in der modernen IT

 Hardwaretrends

 Nutzererwartungen

Drahtlose Kommunikation wird nicht durch kleine Anpassungen von drahtgebundener Kommunikation gelöst

Es gibt nicht das eine Szenario für drahtlose Kommunikation

 Eingesetzte Gerätetypen

 Anwendungsfälle

 Netzformen

Zwei wesentliche Herausforderungen aus technischer Sicht

 Integration in bestehende Netze

 Entwicklung neuer Netzorganisationsformen

Wesentliche Herausforderungen aus Anwendungssicht: nahtlose Integration

(13)

Literatur

[Schiller2003] Jochen Schiller, „Mobilkommunikation“, 2te überarbeitete Auflage, 2003

1. Einführung