EDV-Anlagen

Netzwerke
Local Area Network / LAN

Ein Lokales Netzwerk (engl. local area network, daher auch im Deutschen oft abgekürzt LAN) ist ein Rechnernetz.

Lokale Netzwerke sind als feste Installation dort zu finden, wo mehrere Rechner über kleine Entfernungen an einem bestimmten Ort dauerhaft oder für einzelne Veranstaltungen vernetzt werden sollen.

Ein Lokales Netzwerk kann mittels verschiedener Technologien aufgebaut werden. Ethernet über Twisted-Pair-Kabel, speziell Fast Ethernet mit bis zu 1000 MBit/s (125 MByte/s) Datendurchsatz (Gigabit-LAN), ist der am weitesten verbreitete Standard.

Drahtlose lokale Netze nennt man Wireless LAN, sie werden meist über einen Standard aus der Gruppe IEEE 802.11 realisiert, die zum kabelgebundenen Ethernet weitgehend kompatibel sind.

Tragende Elemente eines Lokalen Netzwerks sind Repeater, Hubs, Bridges und Switches. In der Regel stellt ein Lokales Netzwerk genau eine Broadcast-Domäne dar, also den Bereich eines Rechnernetzes, in dem alle angeschlossenen Geräte mit ihrer Hardware-Adresse (MAC-Adresse) auf Schicht 2 des ISO/OSI-Referenzmodells (Sicherungsschicht) direkt miteinander kommunizieren können. Ein Broadcast ist eine Nachricht an alle Domänen-Teilnehmer, der diesen Bereich gewöhnlich auch nicht verlässt.

Kollisionsdomänen können durch Switches bzw. Bridges in kleinere Domänen unterteilt werden. Dadurch können Kollisionen vermieden und somit das Risiko des Verlangsamen oder gar das Ausfallen eines Netzes durch Überlastung reduziert werden.

Ein Netzteilnehmer kann die Broadcast-Domäne mittels eines Routers verlassen, um so Zugang zu anderen Netzen, wie zum Beispiel anderen Lokalen Netzwerken oder dem Internet zu bekommen. Befindet sich im Netz ein Internetrouter, so hat dieser meistens eine im Internet öffentliche IP-Adresse, während den Hosts im Lokalen Netzwerk private IP-Adressen zugeteilt sind. Damit die Hosts mit dem Internet kommunizieren können, wird auf dem Router Masquerading, ein Spezialfall des NATs, betrieben.

Vor allem in größeren Netzen werden Router aber auch innerhalb eines Lokalen Netzwerks eingesetzt, um nicht zu viele Teilnehmer innerhalb einer Broadcast-Domäne zu haben.

Wireless- LAN

Die Wireless LAN oder auch kurz WLAN genannte Technik ist eine willkommene Alternative zum Kabelsalat, der in mancher Firma und in manchem Privathaushalt durch die Netzwerkinstallation entstanden ist. WLANs sind schnell zu installieren, decken eine große Fläche ab und arbeiten kostengünstig. Dank ständiger Neuentwicklungen erreichen die drahtlosen Netze auch immer höhere Geschwindigkeiten und sind bis auf wenige Ausnahmen in der Lage die nötigen Bandbreiten für alle gängigen Anwendungen zu liefern.

Die Antennen handelsüblicher WLAN-Geräte lassen 30 bis 100 Meter Reichweite auf freier Fläche erwarten. Mit neuester Technik lassen sich sogar 80 Meter in geschlossenen Räumen erreichen.

Bessere WLAN-Hardware sollte den Anschluss einer externen Antenne erlauben. Mit externen Rundstrahlantennen lassen sich bei Sichtkontakt 100 bis 300 Meter im Freien überbrücken.

Leichtbauwände mindern die Reichweite durch Dämpfung der Signale, sind aber einzeln kein großes Hindernis; dagegen werden Metalle und (Stahl-) Beton nicht durchdrungen. Oberflächen können aber experimentell als Reflektorwand dienen, um Funklöcher “auszuspiegeln” - je besser die Leitfähigkeit und je größer die Fläche umso besser.

Bäume, insbesondere dicht belaubte, sind ebenfalls Hindernisse für WLAN-Verbindungen. Je stärker die elektrische Leitfähigkeit des Materials, desto stärker der Effekt. Außerdem können leitende Gegenstände in der Nähe von Antennen deren Richtcharakteristik stark beeinflussen.

WLAN nach 802.11a (maximal 54 Mbit/s brutto) arbeitet im 5-GHz-Band, in dem ein größerer Frequenzbereich (455 MHz Bandbreite) zur Verfügung steht und damit 19 nicht überlappende Frequenzen (in Deutschland) nutzbar sind. Auch dieser Frequenzbereich ist in Deutschland lizenzfrei nutzbar. Im Normalbetrieb nach 802.11a sind 30 mW Sendeleistung erlaubt.

 D-LAN

In einer Wohnung hat jeder eine Vielzahl von Steckdosen. Warum also nicht Daten über das Stromnetz übertragen? Die Idee, das schon vorhandene Stromnetz für die Datenübertragung zu nutzen, ist nicht neu. Stromversorger schicken schon seit Jahren Steurungsbefehle zum Beispiel an Fernwärmestationen oder ähnliches. Hier ist die Übertragungstechnik allerdings analog und funktioniert nur in eine Richtung. Erst in den letzten Jahren wurde die Technik revolutioniert. Somit wurden bidirektionale Datenübertragungen und höhere Geschwindigkeiten möglich. 

Erste Projekte dazu wurden diesbezüglich von den Stromversorgern angestoßen, die mit "Internet aus der Steckdosen" prahlten. Wie man heute aber weiß, war dies ein echter Flop. Darum wird der Begriff "Powerline" oft mit einer Technologie zusammengebracht die sich nicht durchsetzen kann. Man verwendet die Bezeichnung dLAN (directLAN, direkt vernetzt). Dazu hat man ein D-LAN Produkt auf dem Markt gebracht, dass im internen Hausnetz jede Steckdose zum Netzwerkanschluss machen kann.

Die D-LAN Technik

D-Lan arbeitet nicht mit der der Frequenz des herkömmlichen 50 Hz Wechselstromnetzest. D-LAN arbeitet im MHz-Bereich. Daher sind auch Ping-Zeiten im ms-Bereich möglich. Die von der D-LAN-Technik verwendeten Frequenzen liegen im Bereich von 4 bis 21 MHz, somit werden die Rundfunkbänder nicht gestört (520 bis 1.605 kHz = Mittelwelle; 150 bis 285 kHz = Langewelle; 87,20 bis 108,00 MHz = UKW). Die Technik basiert auf dem HomePlug Standard, in dem die Sendepegel speziell in den Amateurfunkbändern abgesenkt sind. Die Aufmodulierung der Stromleitung ermöglicht somit den Austausch von Daten (Full Duplex) via dLAN Set.