Von WiFi zu FiWi
Ein neues Zeitalter in der drahtlosen Kommunikation bricht an: das der konvergierten Faser-Wireless (FiWi)-Zugangsnetze, die auch als optische Hybrid-Wireless-Access-Netze oder drahtlose optische Breitbandnetze bekannt sind. In der Technik werden die Effizienz von Lichtwellenleiternetzen mit den Kosteneinsparungen und der Allgegenwart von drahtlosen Netzwerken vereint. Vor diesem Hintergrund befasste sich das EU-finanzierte Projekt SMART-FIWI-HETNETS (Advanced coordination paradigms for FiWi enhanced HetNets and smart grid applications) mit der Frage, wie man kostengünstige ethernet-basierte kapazitätenorientierte FiWi-Zugangsnetze und abdeckungsorientierte HetNets vereinheitlichen kann. Seine Ziele wollte es mithilfe von Faser-Backhaul-Infrastrukturen mit geringer Latenz und hoher Kapazität sowie mit WiFi-Verschiebung des mobilen Datenverkehrs erreichen. Das Projekt arbeitete auch an der Beschreibung der Vorteile durch die Verbesserung der resultierenden FiWi-HetNets sowohl mit Glasfaser- als auch mit Wireless-Sensoren, um die M2M-Kommunikation (Maschine zu Maschine) zu ermöglichen. Der Schwerpunkt dabei liegt auf deren Nutzung für aufkommende Smart-Grid-Anwendungen. Genauer gesagt, erarbeitete das Projektteam an mobilen Backhaul-Infrastrukturen basierend auf passiven optischen Netzwerken der nächsten Generation mit hoher Kapazität und niedriger Latenz, das Kommunikation zwischen den Einheiten des optischen Netzwerks und Multi-Ausfall-Recovery-Funktionen ermöglicht. Es entwickelte einen Backhaul-bewussten Benutzerzuordnungsalgorithmus für FiWi-LTE-HetNets und untersuchte dessen Leistung. Dabei konnte die Überlegenheit und Effizienz gegenüber derzeit verfügbaren Technologien und Datenübertragungsgeschwindigkeiten demonstriert werden. Parallel dazu erforschte das Team erweiterte Verkehrslenkung und Echtzeit-Selbstheilungstechniken für FiWi-verstärkte HetNets mit WiFi-Offloading-Funktionen. Es entwickelte energie- und trafficbewusste Konkurrenzauflösungs- und Koordinationstechniken für ereignisgesteuerte M2M-Kommunikation in einer FiWi-HetNet-basierten Smart-Grid-Kommunikationsinfrastruktur. Der Fortschritt umfasste zudem die Beurteilung von FiWi-Konnektivität, Verzögerung, maximalem Gesamtdurchsatz und Entladungseffizienzleistung von FiWi-verstärkten LTE-A-HetNets, um die Vorzüge der lokalisierten faserarmen Backhaul-Redundanz- und Wireless-Schutztechniken hervorzuheben. Das Projekt hat neben anderen positiven Ergebnissen gezeigt, wie die vorgeschlagene Verbindungsfaser-, Schutzring- und Wireless-Schutztechniken helfen, drahtgebundenen und mobilen Benutzern eine sehr fehlertolerante FiWi-Konnektivität zu bieten. Darüber hinaus schuf das Team einen neuen auf der Spieltheorie basierenden Leistungsregelungsalgorithmus, mit dem Interferenzeffekte beim Disk-to-Disk-Multicast reduziert werden sollen, wobei mehrere WiFi Direct-Gruppen und Netzwerkhilfe berücksichtigt wurden. Der neue Algorithmus erzielte höhere Datenraten und wesentlich weniger Multicastverzögerung im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen mit fixer Leistung, was auch finanzielle Einsparungen bringt. Die erzielten Fortschritte werden zweifellos bei der Entwicklung und der Einführung von FiWi in den kommenden Jahren helfen, um dem Anwender eine schnellere Datenübertragung auch für das Internet zu bieten, als je zuvor.
Schlüsselbegriffe
WLAN, Faseroptik, drahtlose Kommunikation, Datenübertragung, drahtlose Zugangsnetze, Smart-Grid
