Rapportage WiFi-standaarden WIFI project in Lombok
16 mei 2003
1. Inleiding LomboX onderzoekt de haalbaarheid van een draadloos netwerk ten behoeve van de bewoners van Lombok. Onderdeel van het onderzoek is het opstellen van een technisch ontwerp op basis waarvan een businessplan kan worden ontwikkeld. LomboX heeft gekozen om te werken met technologiestandaarden. De reden daarvoor is dat technologie op basis van standaarden vaak goedkoper is, zich sneller ontwikkelt en laagdrempelig toepasbaar is voor eindgebruikers. Op dit moment is er één standaard voor draadloze netwerken, de 802.11bstandaard. Gelet op de ontwikkelingen van draadloze netwerken moet LomboX een keuze maken tussen twee nieuwe technologieën als opvolger van de 802.11b-standaard. Die keuze is tussen de 802.11a- en de 802.11gstandaard. In deze rapportage worden deze huidige en toekomstige standaarden geanalyseerd en worden de criteria voor de keuze van LomboX beschreven. Bij het opstellen van deze analyse is het Programma van Eisen voor het draadloze netwerk in Lombok uitgangspunt geweest. In het kort zijn dit de volgende: 1. Breedbandig netwerk 2. Eenvoudig netwerkmanagement 3. Echt draadloos 4. Eigen lomboknet 5. WIFI@home 6. Veiligheid op basis van beschikbare protocollen 7. Haalbare businesscase Zie het document Programma van Eisen WiFi-net Lombok, versie 2, 22 april 2003. Deze analyse is tot stand gekomen op basis van gesprekken met experts (VKA, Simac, Cisco), discussies op internet en diverse fora, weblogs en nieuwsartikelen op internet. Stichting LomboX wil in 2003 een WiFi-net realiseren voor de bewoners van Lombok. LomboX doet dit met de volgende doelstellingen: • Het stimuleren van de economische en sociale kwaliteiten van Lombok; • Het stimuleren van de vraag naar en het gebruik van breedbandinternet door de bewoners om zodoende de aanleg van een glasvezelnet in Lombok op de middenlange termijn rendabel te maken; • Het realiseren van een eigen netwerk voor het aanbieden van specifieke content voor de bewoners van Lombok op basis van de succesvolle wijkwebsite lombox.nl. www.lombox.nl
2
2. 802.11b-standaard De gebruikte technologie in vrijwel alle huidige projecten op het gebied van draadloze computercommunicatie op dit moment is gebaseerd op de 802.11b-standaard. Dit is een open standaard en gebaseerd op de vrij te gebruiken 2,4 gHz-frequentie. Dat wil zeggen dat elke fabrikant apparatuur kan maken voor deze standaard en dat iedereen (binnen bepaalde wettelijke grenzen) gebruik kan maken van deze frequentie om draadloze netwerken aan te leggen. De 802.11b-standaard mag zich verheugen in een zeer grote populariteit. De standaard is op zeer grote schaal geïmplementeerd. De meeste draadloze netwerken in kantoorsituaties en publieke netwerken zijn gebaseerd op 802.11b. Vrijwel alle computers die op dit moment worden verkocht zijn 802.11b-compatible. Dat betekent dat ze met geringe kosten geschikt gemaakt kunnen worden voor een draadloos netwerk op basis van 802.11b. 802.11b, ook wel in het kort WiFi (Wireless Fidelity) genoemd, biedt netwerkbeheerders en consumenten de mogelijkheid om eenvoudig draadloze netwerken op te zetten met één centraal acces point (zendpunt) en met per computer een netwerkkaart. LomboX kiest ervoor om haar netwerk op basis van deze standaard op te zetten. Door de brede acceptatie is WiFi-apparatuur relatief goedkoop en kan elke gebruiker die reeds voorzien is van een 802.11b-compatible computer deelnemen in het netwerk. 2.1 Kenmerken 802.11b • open frequentie (2,4 gHz); • maximale snelheid is 11 mb/sec (bij meerdere gebruikers wordt dit maximum gedeeld). • bereik van een normaal acces point is ± 100 meter • per acces point kunnen er ± 50 gebruikers inloggen
www.lombox.nl
3
3. 802.11a of g Een belangrijke beperking die 802.11b levert is een maximum snelheid van 11 mb/seconde. Voor de huidige internetverbindingen en ook de beoogde snelheidsdoelstelling van LomboX in de beginfase van dit project is deze snelheid voldoende. Echter wanneer meerdere gebruikers tegelijkertijd inloggen en breedbandige content gaan downloaden biedt de 802.11bsnelheid beperkingen. Om het netwerk toekomstvast op te zetten en om te voorkomen dat het netwerk bij grote belangstelling en zware belasting vastloopt wordt er in het netwerkontwerp rekening gehouden met een upgrade naar snellere technologiestandaarden op korte termijn. Er zijn verschillende nieuwe technologieën in ontwikkeling die snelheden tot 54 mb/seconde mogelijk maken. Zoals bij de meeste technologische ontwikkelingen is er nog een competitie gaande tussen twee verschillende nieuwe standaarden (te weten 802.11a en 802.11g). LomboX zal op basis van een korte analyse een afweging maken over de te volgen strategie aangaande deze standaardenkwestie. Op basis daarvan wordt de keuze voor netwerkapparatuur en de compatibiliteit met de nieuwe standaarden ingebed in het technisch ontwerp. 3.1 Kenmerken 802.11a en 802.11g De 802.11a-standaard is reeds twee jaar geleden vastgesteld en sindsdien beschikbaar voor netwerkbeheerders die hoge draadloze snelheden nodig hebben. De 802.11a-standaard heeft de volgende kenmerken: • maximale snelheid van 54 mb/sec (gedeelde snelheid); • besloten frequentie (5,4 gHz); • bereik van een normaal accespoint is ± 30 meter; • niet compatible met 802.11b, dat betekent dat gebruikers met een 802.11b-compatible computer niet kunnen inloggen op een 802.11anetwerk en gebruikers met een 802.11a-compatible computer kunnen niet inloggen op een 802.11b-netwerk; • sinds eind 2002 mag deze standaard ook in Nederland worden gebruikt; De 802.11g-standaard is nog in een ontwerpstadium. Naar verwachting wordt in juli 2003 de standaard definitief vastgesteld. Op basis van het ontwerp zijn reeds producten ontwikkeld en beschikbaar op de (consumenten)markt. De 802.11b-standaard heeft de volgende kenmerken: • maximale snelheid van 54 mb/sec (gedeelde snelheid); • open frequentie (2,4 gHz); • bereik van een normaal accespoint is ± 100 meter; www.lombox.nl
4
•
•
volledig compatible met 802.11b, dat betekent dat gebruikers met een 802.11b-compatible computer kunnen inloggen op een 802.11gnetwerk en dat gebruikers met een 802.11g-compatible computer kunnen inloggen op een 802.11b-netwerk; deze standaard mag vrij worden gebruikt in Nederland;
3.2 Voor- en nadelen 802.11a en g De 802.11a-standaard heeft de volgende voordelen: • 802.11a is reeds lange tijd beschikbaar. Hierdoor is er reeds ervaring opgedaan en heeft 802.11a bewezen aanzienlijke snelheidsvoordelen te bieden boven bestaande 802.11b-netwerken; • 802.11a is gebaseerd op een besloten frequentie. Dit betekent dat niet iedereen gebruik mag maken van deze frequentie. Dit maakt het netwerk stabieler en minder storingsgevoelig. • Er zijn reeds een groot aantal producten beschikbaar op basis van de 802.11a-standaard. De 802.11a-standaard heeft de volgende nadelen: • 802.11a heeft een beperkter bereik dan 802.11b en g. Door de hogere frequentie is het bereik ± 30% van een vergelijkbaar 802.11b/g netwerk. 802.11a is daarnaast gevoeliger voor barrières als muren en vloeren. • 802.11a is niet compatible met de huidige breed geaccepteerde standaard 802.11b. Dit betekent dat bestaande gebruikers hun netwerkkaart in hun computer moeten upgraden naar een 802.11b/acompatible kaart en dat nestaande netwerkbeheerders hun accespoints moeten upgraden naar 802.11b/a. • 802.11a is pas recentelijk toegestaan in Nederland. De voorsprong die het had op 802.11g-standaard is daarmee voor Nederland dus slechts beperkt. De 802.11g-standaard heeft de volgende voordelen: • 802.11g heeft eenzelfde bereik als 802.11b en is minder gevoelig voor obstakels als muren en vloeren. • 802.11g is volledig compatible met 802.11b. Dit betekent dat het niet uitmaakt of je een g of b-netwerkkaart in je computer of accespoint hebt, je kan altijd inloggen.
www.lombox.nl
5
De 802.11g-standaard heeft de volgende nadelen: • 802.11g is nog niet officieel vastgesteld. Hierdoor zijn er nog onduidelijkheden over hoe de 802.11g-technologie in de praktijk zal functioneren.Er zijn met name onduidelijkheden over de terugloop van de totale netwerksnelheid wanneer zowel 802.11b- als 802.11ggebruikers tegelijkertijd deelnemen in het netwerk. • 802.11g is storingsgevoeliger door het gebruik van een open frequentie. Als in hetzelfde gebied krachtige apparaten functioneren die dezelfde frequentie uitstralen (bijvoorbeeld babyfoons, magnetrons e.d.) dan kan dit in delen van het netwerk storingen veroorzaken.
www.lombox.nl
6
4. Afwegingscriteria LomboX Voor LomboX zijn de volgende criteria de belangrijkste bij het maken van de keuze tussen de standaarden. 4.1 Feitelijk bereik In de opzet van het netwerk voor Lombok is een groot feitelijk bereik van groot belang. LomboX wil met een beperkt aantal zendstations (accespoints) een groot gebied dekken. De beperking van het aantal zendstations is ingegeven door de beheersbaarheid van het netwerk en het feit dat de gebouwen in de wijk van verschillende eigenaren zijn en dat het daarmee lastig wordt om op een groot aantal punten in de wijk accespoints te installeren. 4.2 Een storingsvrij netwerk LomboX wil een netwerk opzetten met lage beheerskosten. Het is niet de bedoeling dat vrijwilligers van LomboX of duur betaalde externe netwerkbeheerders regelmatig de wijk door moeten om te onderzoeken waar nieuwe bronnen van storing zijn ontstaan. 4.3 Toegankelijk netwerk LomboX wil een laagdrempelig toegankelijk netwerk. De redenen om te kiezen voor de 802.11b-standaard als vertrekpunt zijn eveneens van toepassing op de keuze voor een nieuwe standaard: de apparatuur moet goedkoop zijn en gebruikers die reeds 802.11-compatible computers hebben moeten kunnen inloggen op het Lombok-netwerk. 4.4 Opvolger van 802.11b LomboX kiest voor de opvolger van 802.11b. De ontwikkelingen in de ICT laten zien dat in de strijd tussen twee of drie standaarden er uiteindelijk één veruit de grootste wordt en dat de andere in de marge blijven functioneren of op termijn verdwijnen. Het is vooraf altijd moeilijk te voorspellen welke standaard het gevecht zal winnen. Echter op basis van vergelijkbare ontwikkelingen in het verleden valt wel steeds beter een patroon van standaardenontwikkeling te herkennen. Het voordeel van keuze voor de uiteindelijke standaard is dat nieuwe ontwikkelingen in de draadloze technologie gebaseerd zullen zijn op de standaard. Snellere opvolgers, nieuwe toepassingen, goedkope consumentenproducten en dergelijke worden ontwikkeld op basis van de standaard.
www.lombox.nl
7
5. Keuzes op belangrijkste criteria 5.1 Groot bereik Het bereik van de 802.11g-standaard is substantieel groter dan die van de 802.11a-standaard (± 3 keer zo groot). Daar komt bij dat het netwerk in Lombok in de praktijk zal betekenen dat gebruikers binnenshuis het signaal van buitenaf moeten oppikken. De kans dat het signaal door een aantal muren en/of vloeren moet is groot. Met 802.11a is dat zonder hulpzenders uitgesloten. 5.2 Storingsvrij De 802.11g standaard is storingsgevoeliger dan 802.11a. Dit betekent dat het gebruik van 802.11g hogere beheerskosten met zich meebrengt en continue aandacht vraagt van beheerder en gebruikers op storende factoren in het netwerkgebied. 5.3 Laagdrempelig (compatible) De 802.11g standaard is volledig compatible met 802.11b. Dit biedt veel voordelen voor de gebruikers van het Lombok-netwerk. Gebruikers die reeds een 802.11b-compatible computer hebben kunnen zonder kosten gebruik maken van het Lombok-netwerk. Daarnaast kunnen gebruikers van het Lomboknetwerk (met een 802.11b of g-compatible-gemaakte computer) ook gebruik maken van andere draadloze netwerken zoals de snel-oprukkende netwerken van Hotspots of bedrijfsnetwerken. Lombok hoeft daardoor haar gebruikers niet te vermoeien met verschillende technologieën waartussen gewisseld moet worden en, nog belangrijker, extra kosten voor het installeren van nieuwe netwerkkaarten of de aanschaf van duurdere netwerkkaarten die met beide standaarden compatible zijn, zijn niet nodig. 5.4 Keuze voor de opvolger van 802.11b Over welke standaard de feitelijke opvolger wordt van 802.11b zijn de specialisten het nog niet eens. Door het uitblijven van een goedgekeurde 802.11g-standaard ging de voorkeur tot voor kort uit naar de 802.11astandaard. Echter met het verschijnen van een groot aantal producten op basis van de concept-802.11g-standaard is er een verschuiving zichtbaar. LomboX verwacht dat 802.11g de feitelijke opvolger wordt van 802.11b en daarmee de standaard zal zetten. LomboX komt tot deze conclusie op basis van de volgende punten: • ondanks de feitelijke voorsprong van de goedkeuring van de 802.11astandaard ten opzichte van de goedkeuring van de 802.11g-standaard www.lombox.nl
8
•
•
(ruim twee jaar) is er geen brede toepassing van de 802.11astandaard zichtbaar die vergelijkbaar is met de eerste fase van implementatie van de 802.11b-standaard. Er is wel een brede ranch aan producten beschikbaar gekomen. de comptabiliteit van 802.11g met 802.11b biedt een groot voordeel. Beheerders van een 802.11b-hotspot (hiervan zijn er inmiddels duizenden wereldwijd) hoeven hun accespoints niet te upgraden om gebruikers met een 802.11g-netwerkkaart toegang te verschaffen. En nog belangrijker: gebruikers met een 802.11g-netwerkkaart in hun computer zijn ervan verzekerd dat zij bij elke huidige hotspot en bedrijfsnetwerk kunnen inloggen. het bereik van 802.11g is dusdanig groter dan 802.11a dat voor het opzetten van draadloos netwerk er drie maal meer 802.11aaccespoints nodig zijn dan een vergelijkbaar netwerk op basis van 802.11g. Vanwege de kosten zullen veel netwerkbeheerders en hotspotbeheerders in geval van het upgraden van het netwerk daarom kiezen voor 802.11g.
De verwachting van LomboX wordt bevestigd door de volgende ontwikkelingen in de markt: • Ondanks het feit dat de 802.11g-standaard nog niet vastgesteld is zijn er al een groot aantal producten wereldwijd verkrijgbaar tegen lage prijzen. De potentiële markt van 802.11g-producten is dusdanig groot dat producenten niet afwachten en hun voorsprong ten opzichte van anderen alvast willen veilig stellen om te voorkomen de boot te missen. Het vertrouwen in de 802.11g standaard is blijkbaar dusdanig groot dat men het risico neemt met het leveren van producten op basis van een concept-standaard. • De feitelijke verkoop van 802.11g-producten neemt op dit moment een enorme vlucht en heeft de verkoopcijfers van 802.11a-producten al achter zich gelaten. Dit betreft met name consumentenproducten. Consumenten hebben dus meer vertrouwen in concept 802.11gproduct dan in bewezen 802.11a-producten. • Apple computers heeft ondubbelzinnig gekozen voor 802.11g. Alle nieuwe accespoints (Apple Airports) zijn voorzien van 802.11gnetwerkkaarten en alle nieuwe Apple computers zijn voorzien van een 802.11g-netwerkkaart. De keuze van Apple in de ontwikkeling van standaarden is vaak doorslaggevend geweest en heeft een zichtbare aanjaagfunctie gehad in de computerbranche. Apple was in 1999 de eerste computerfabrikant die destijds een keuze maakte in de strijd tussen de draadloze standaarden 802.11b en HomeRF en www.lombox.nl
9
• •
sindsdien al haar computers standaard 802.11b-compatible verkoopt. Deze stap wordt nu opgevolgd door andere computer-leveranciers. In de consumentenwinkels in Nederland zijn nu meer 802.11g dan 802.11a-producten te koop. De late goedkeuring van het gebruik van de 802.11a-standaard in Nederland zorgt ervoor dat beheerders van draadloze netwerken direct investeren in 802.11g in plaats van de eerder voor handen zijnde 802.11a.
www.lombox.nl
10
6. Conclusie
802.11a 802.11g
bereik
storingsgevoeligheid
compatibiliteit
opvolger 802.11b
+
+
+
o
o
+
Op drie van de vier hoofdargumenten voor een keuze tussen de standaarden scoort 802.11g beter dan 802.11a. Op het punt van de storingsgevoeligheid scoort 802.11a beter. Om die reden kiest LomboX voor het opbouwen van een netwerk dat met lage kosten upgradable is naar de 802.11g-standaard. In het ontwerp en de voorlichting naar de gebruikers zal veel aandacht worden besteed aan mogelijke storingsbronnen die slechte ontvangst kunnen veroorzaken.
www.lombox.nl
11
7. Bronnen De relevantste artikelen en weblogs staan hieronder genoemd. Artikelen: • “UK gets 802.11g” door John Leyden, 30 december 2002, The Register, www.theregister.com; • “802.11g Rules the floor” door Craig Ellison, 10 januari 2003, PC Magazine, www.pcmag.com; • “802.11g Need To Know - Part 1” door Tim Higgings, 5 februari 2003, SmallNetBuilder, www.smallnetbuilder.com; • “Wie b zegt moet a en g zeggen, testen voorbij de 802.11b” door Marcel Beelen, maart 2003, WiressComputing; • “Belkin breidt wlan-assortiment uit (met 54g-producten), maart 2003, Wireless Computing; • “Nothing But Air, Standards: truce pays off for rivals, Special report on Wi-Fi” door Wylie Wong en Richard Shim, 7 februari 2003, Cnet, www.news.com; • “Microsoft’s Wi-Fi ups and downs” door Joe Wilcox en Richard Shim, 28 maart 2003, Cnet, www.news.com; • “Nieuw bij Dynabyte: draadloos netwerk 54 mbps! (Sitecom)” Reclamefolder Dynabyte 30 maart 2003; • “The ‘Frankenstein’ spec” door Tom Henderson, Network Word Fusion, 12 mei 2003, www.nwfusion.com; • “ 802.11g pushes up WLAN sales”, The 802.11 Report, 14 mei 2003, www.80211report.com; Weblogs en webfora: • www.hotspot.nl, weblog door Peter Kentie; • www.miwifi.nl, webcommunity en forum voor niet-commerciële Hubhop-deelnemers; • www.wifinetnews.com, weblog door Glenn Fleisman en Adam Engstl • wireless-starter-kit.com/airportblog/, weblog door Glenn Fleisman • discussions.info.apple.com/, forum Apple producten • forum.wirelessnederland.nl/, forum Wireless Nederland
www.lombox.nl
12
