Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 4 Kommunikationskomponente eines GeoSNDie Größe r FM an einer beliebigen Position i im Fresnelellipsoid ergibt sich nach [Web 19]zu:12( ) ( )r = 17.31 ⋅ N⋅ d ⋅d / F⋅drFMFM1 2= Radius der ersten Fresnelzone [m]N =d =Anteil der Fresnelzone (1 für gesamte Zone)Länge der zu überbrückenden Strecke [m]d = Abstand zu Antenne 1d= Abstand zu Antenne 2F = Frequenz einer elektomagnetischen Welle [MHz]4-4Der maximale Radius der ersten Fresnelzone r FM (bei d 1 =d 2 =0,5*d) beträgt für die mittlereWLAN-Frequenz F von 2,4 GHz (Wellenlänge λ ca. 12,5 cm) zur Überbrückung einerStrecke d von 1 km Länge ca. 5,6 m. Generell gilt, dass für optimale Übertragungen mindestens60% der ersten Fresnelzone (N=0,6) frei von Hindernissen bleiben müssen (siehe[90]).Ein Signal wird durch eine Belaubung entlang des Weges möglicherweise bereits so starkabgeschwächt, dass keine Verbindungen möglich sind. Dies macht eine genaue Planungder Richtverbindung zwischen den einzelnen WLAN-Teilnehmern zwingend erforderlich.Die Dämpfung innerhalb des Signalweges wird bei sehr langen Strecken bereits durch dieTopographie hervorgerufen, wenn diese in den Signalweg hineinreicht. Bei derartigenStrecken müssen die Antennen somit entsprechend hoch angebracht werden. Vorteile habenhierbei etwa Verbindungen zwischen Hochhäusern. Mit Hilfe der Repeater (siehe7Abbildung 21) können dabei Strecken verlängert oder Hindernisse umgangen werden.Eine praktische Untersuchung der Fresnelschen Zone einer WLAN-Verbindung im GeoSNUniBw kann der Anlage 2 entnommen werden.Bei der Erhöhung der Reichweite sinkt aufgrund der Signallaufzeit zwangsläufig die Datenübertragungsrate,wobei gemäß Firmenaussagen etwa mit der Hardware der FirmaSBB-Elektronik (AIRLINK 45 Antennen) auf 18 km noch 5,5 MBps [91] und mit derAusrüstung von Cisco Systems (AIR-ANT3338 Parabolantennen) auf 42,62 km noch 2MBps [93] möglich sind.4.3.3.2.3. BluetoothDas System Bluetooth [Web 20] ist in gewisser Weise ein Zwischenschritt zwischen Datenfunkund WLAN. Es wird zwar in der Regel in Form von Datenfunk insbesondere zurdrahtlosen Übertragung serieller Verbindungen eingesetzt, etwa bei dem TPS1200 Systemvon Leica Geosystems [56]. Es bietet aber auch die Möglichkeiten zum Aufbau einesNetzwerks (Piconet) ähnlich einem Ad-Hoc Netzwerks im WLAN (siehe 7Abbildung 20).Darüber hinaus besitzt diese Form der drahtlosen Übertragung standardmäßig eine Adressierbarkeitähnlich der MAC-Adressen in Ethernet Strukturen und Verschlüsselungsmöglichkeitenähnlich dem WEP/WPA im WLAN.Da Bluetooth ähnliche Frequenzen wie das WLAN nutzt, sind Datenübertragungen imMBits Bereich möglich, was es für die Emulierung serieller Schnittstellen wesentlich umfangreichermöglich macht als mit dem klassischen Datenfunk. Durch diese hohen Datenübertragungensind Bluetooth Verbindungen außerdem duplexfähig.- Seite 76 -