Rechnernetze

Probleme bei drahtlosen Datennetzen

Die Übertragung von Information über Funk hat normalerweise eine deutlich größere Fehlerwahrscheinlichkeit als die Übertragung über elektrische Kabel oder gar Lichtwellenleiter. Dieses hat verschiedene Ursachen. 

Zum einen kann ein anderer Sender gleichzeitig senden, so dass der Empfänger die beiden gesendeten Signale gleichzeitig empfängt und nicht mehr voneinander unterscheiden kann. Das empfangene Signal ist unbrauchbar.

Zum anderen wird ein gesendetes Signal durch verschiedene physikalische Phänomene wie Streuung, Brechung oder Reflektion verändert und trifft - in der Regel phasenverschoben - beim Empfänger mehrfach ein. Das derart korreliert verfälschte Signal ist in der Regel auch unbrauchbar. Dieses Phänomen wird durch bewegte Hindernisse noch verstärkt.

Da drahtlose Datennetze in der Regel ähnlich dem CSMA/CD-Verfahren arbeiten, müssen sie ein Kollisionserkennungsverfahren verwenden. Da aber in der Regel nur eine Antenne verwendet wird, die nicht gleichzeitig senden und empfangen kann, muss ein anderes Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise wird bei IEEE 802.11 CSMA/CA (Collision Avoidance) verwendet, bei dem der Sender allen anderen Stationen das Senden von Daten zunächst mitteilt, ehe er tatsächlich Daten überträgt.

Ebenso ist das Carrier Sense-Verfahren in drahtlosen Datennetzen u.U. unzureichend, wenn zwei sendende Stationen so weit voneinander entfernt stehen, dass sie sich nicht direkt erreichen können, aber beide gleichzeitig einer dritten Station Daten senden. Dieses wird als Hidden Terminal-Problem bezeichnet. Im Bild kann C nicht erkennen, dass A an B sendet und sendet gleichzeitig, so dass sich bei B die beiden Signale überlagern.

Hidden Terminal-Problem 

Beim Exposed Terminal-Problem wird eine Station am Senden gehindert, obgleich sie den Empfänger nicht stören würde. Im folgenden Beispiel sendet B nach A, und daher empfängt auch C das Signal von B. Somit darf C nicht senden, auch nicht nach D, obgleich das Signal von C den Empfang von A nicht stören würde, da A außerhalb der Empfangsreichweite von C liegt. Daher wird die Übertragungskapazität schlechter ausgenutzt als es eigentlich möglich wäre. Da sich in der Regel die Stationen nicht darüber im klaren sind, an welchem Ort sich die Gegenstellen aufhalten, ist dieses Problem in der Regel nicht allgemein lösbar. 

Exposed Terminal-Problem 

Aufgrund der anderen Technologie sind die Umschaltzeiten vom Senden zum Empfangen deutlich größer als beispielsweise mit einem Transceiver beim Ethernet-Verfahren. Hieraus ergeben sich zusätzliche Verzögerungszeiten.

Da drahtlose Funknetze in der Regel ungerichtet senden, kann jeder die übertragene Information mithören. Die Sicherheit in drahtlosen Datennetzen ist also geringer als bei Festnetzen, besonders als bei Lichtwellenleitern, welche in der Regel noch nicht einmal ein Störsignal abstrahlen. Diesem Problem versucht man durch geeignete Frequenzspreizung zu begegnen, aber natürlich auch durch die bekannten Verschlüsselungs- und Authentisierungsverfahren. Im einzelnen sollte man sich jedoch vor dem Einsatz eines Funknetzes über dessen Sicherheitsverfahren genauestens informieren und die Sicherheitsproblematik bewusst machen.