Vergleich DECT und WLAN

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Zielstellung

  • Vergleich der Reichweite von DECT und WLAN bei gleichem Montageort

WLAN

  • 2 x Buffalo-WLAN-Router
  • Uebertragungsrate wurde auf beiden Seiten fest eingestellt
  • 2.4 GHz, Preamble = long, 256 Bytes Fragmentierung, RTS/CTS aus, CTS-to-self aus (802.11g-only)
  • Sendeleistung 32 mW, Originalantennen
  • Testdownload war jeweils 60 Sekunden lang ein HTTP-Stream (siehe Skizze)

WLAN-Theorie

  • siehe auch WLAN-Optimierung
  • theoretisches Maximum bei 1460 Bytes Nutzlast, TCP-Stream
  • SIFS = Short Interframe Space
  • DIFS = Distributed Interframe Space (-> kann variieren wegen "collision avoidance" + "exponential backoff")
  • SNAP = Subnetwork Access Protocol
  • TCP_HEADER/DATA bei MTU 1500 = 1460 Bytes + 40 Bytes Header + 28 Bytes Control/Management + 8 SNAP = 1536 Bytes
  • TCP_HEADER/ACK = 40 Bytes Header + 28 Bytes Control/Management + 8 SNAP = 76 Bytes
    • 1 mbit
      • Modulation: Differential Binary Phase Shift Keying (DBPSK/D2PSK)
      • preamble("slot") long/short: 192 / 96 µs
      • 802.11ack = 14 Bytes
      • 1 Nutzdatenbit / Symbol -> 0,125 mSymbole/s (1.375.000 Symbole je 8 Bit @ 11mbit)
      • SIFS / SLOT / DIFS = 10 µs / 20 µs / 2 x SLOT + SIFS = 50 µs
      • 802.11-Frame = DIFS + long_preamble + TCP + long_preamble + 802.11ack + SIFS
      • TCP-DATA:
        • = DIFS + long_preamble + TCP_HEADER/DATA + long_preamble + 802.11ack + SIFS
        • = 50 + 192 + (1536 Bytes/0.125 mSymbole)=12288 + 192 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 12844 µs
      • TCP-ACK:
        • = DIFS + long_preamble + TCP_HEADER/ACK + long_preamble + 802.11ack + SIFS
        • = 50 + 192 + (76 Bytes/0.125 mSymbole)=608 + 192 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 1164 µs
      • ALL:
        • = 12844 + 1164 = 14008 µs => 71,3 Frames/s * 1460 Bytes Nutzlast = 104.226 Bytes/s = 6253 kB/min
    • 1 mbit, short_preamble
      • TCP-DATA:
        • = 50 + 96 + (1536 Bytes/1,375 mSymbole*11)=12288 + 96 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 12652 µs
      • TCP-ACK:
        • = 50 + 96 + (76 Bytes/1,375 mSymbole*11)=608 + 96 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 972 µs
      • ALL:
        • = 12652 + 972 = 13624 µs => 73,4 Frames/s * 1460 Bytes Nutzlast = 107.163 Bytes/s = 6430 kB/min
    • 1 mbit, Fragmentierung 256
      • TCP-DATA:
        • = 50 + 192 + (256 Bytes/1,375 mSymbole*11)=2048 + 192 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 2604 µs
      • ALL:
        • = 2604 + 1164 = 3768 µs => 265,4 Frames/s * (1460/6)=243,3 Bytes Nutzlast = 64.572 Bytes/s = 3874 kB/min
    • 1 mbit, Fragmentierung 256, short_preamble
      • TCP-DATA:
        • = 50 + 96 + (256 Bytes/1,375 mSymbole*11)=2048 + 96 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 2412 µs
      • TCP-ACK:
        • = 50 + 96 + (76 Bytes/1,375 mSymbole*11)=608 + 96 + (14/1,375*11)=112 + 10 = 972 µs
      • ALL:
        • = 2412 + 972 = 3384 µs => 295,5 Frames/s * (1460/6)=243,3 Bytes Nutzlast = 71.895 Bytes/s = 4313 kB/min
    • 6mbit , 802.11g-only, no protection
      • Modulation: BPSK/ERP-OFDM
      • preamble("slot") long/short: 20 / 9 µs
      • 802.11ack = 14 Bytes
      • 250.000 Symbole je 24 Nutzbits @ 6 mbit/s (4 µs/Symbol)
      • SIFS / SLOT / DIFS = 10 µs / 9 µs (short_slot) / 2 x SLOT + SIFS = 28 µs
      • SIFS / SLOT / DIFS = 10 µs / 20 µs ( long_slot) / 2 x SLOT + SIFS = 50 µs
      • TCP-DATA:
      • 802.11-Frame = DIFS + long_preamble + TCP + long_preamble + 802.11ack + SIFS
        • = 28 + 20 + (1536Byte/3Byte_pro_Symbol=512 Symbole je 4 µs + 6 µs Signal Extension)=2054 + 10 + 20 + (14Byte/3Byte_pro_Symbol=5 Symbole je 4 µs + 6 µs Signal Extension)=26 + 10 = 2168 µs
      • TCP-ACK:
        • = 28 + 20 + (76Byte/3Byte_pro_Symbol=26 Symbole je 4 µs + 6 µs Signal Extension)=110 + 10 + 20 + (14Byte/3Byte_pro_Symbol=5 Symbole je 4 µs + 6 µs Signal Extension)=26 + 10 = 224 µs
      • ALL:
        • = 2168 + 224 = 2392 µs => 418 Frames/s * 1460 Bytes Nutzlast = 610.367 Bytes/s = 36.622 kB/min
    • 12mbit:
    • 18mbit:

DECT

  • 1 x Siemens Telefonanlage (HiPath 3350 / clockmodul small)
  • 1 x Siemens Funk-Basisstation BS4
  • 1 x Siemens Mobilteil (Gigaset S3 professionel)
  • Messmodus auf dem DECT-Mobilteil mit Anzeige:
    • beim Einschalten die drei Tasten 1, 4, 7 gleichzeitig gedrückt halten
    • es erscheint im Display "Mobilteil-Service", jetzt die Ziffernfolge 76200 eingeben
    • sss-k-hh-rrr-qqq
      • sss: Feldstaerke (100 ist maximum direkt neben der Basisstation)
      • k: Kanal
      • hh: Frequenzsprung / Zeitschlitz
      • rrr: Basisstations-Kennung
      • qqq: bitfehler-Haeufigkeit / Fehlerrate

Vorgehensweise

  • DECT und WLAN-Geraet wurden innerhalb eines Gebaeudes aufgebaut
  • die Aufbauorte wurden so gewaehlt das ein DECT-Telefonat gerade noch so zustandekam bzw. gerade noch so ohne Rauschen war (siehe Messreihen)
  • Aufbauskizze
  DECT-Telefonanlage + Basisstation | WLAN-Geraet_1  ~~~~FUNK~~~~  DECT-Mobilteil | WLAN-Geraet_2 + Laptop
  • auf der WLAN-Strecke wurde 60 Sekunden lang ein HTTP-Stream auf einen Laptop uebertragen der an das WLAN-Geraet per Kabel angeschlossen wurde, das am gleichen Ort wie das DECT-Mobilteil stand

Testreihen

  • Gebaeude 1 - Messpunkt 1 (Teekueche)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 4,3 / 4,3
      • 6mbit: 23,3 / 23,3
      • 12mbit: 33,5 / 33,5
      • 18mbit: 33,2 / 40,0 / 38,5
    • DECT-Messmodus
      • 45,46,47,46,48,46,47,48,47 => 47
  • Gebaeude 1 - Messpunkt 2 (Flur)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 4,4
      • 6mbit: 22,5
      • 12mbit: 30,0
      • 18mbit: kein ping
    • DECT-Messmodus
      • 30,26,31,29,29,29,29,29,28,29 => 29
  • Gebaeude 1 - Messpunkt 3 (Arbeitsraum)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 2,3 / 3,1
      • 6mbit: 2,4 / 3,0 / 2,2
      • 12mbit: kein ping
      • 18mbit: kein ping
    • DECT-Messmodus
      • 24,25,27,26,27,26,31,39,38,37,22,25,27,28,29,30 =>27
  • Gebaeude 2 - Messpunkt 1 (Maschinenraum)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 4,2 / 3,0 / 4,3 / 4,3 / 4,3
      • 6mbit: 22,0 / 21,4 / 22,7 / 23,0
      • 12mbit: 33,9 / 34,6 / 27,8 / 35,2 / 34,1 / 33,1 / 33,2
      • 18mbit: 39,6 / 33,8 / 23,7 / 23,1 / 11,9 / 28,3 / 23,9 / 22,2 / 21,4
    • DECT-Messmodus
      • 50,49,49,50,50,51,51,52,51,51,50 => 50
  • Gebaeude 2 - Messpunkt 2 (Konferenzraum)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 4,4 / 4,3 / 4,3 / 4,3
      • 6mbit: 15,3 / 21,8 / 20,0 / 20,8
      • 12mbit: 21,6 / 15,6 / 32,3 / 27,3 / 17,7 / 31,9 / 23,8
      • 18mbit: nicht gemessen (12mbit schon zu schlecht)
    • DECT-Messmodus
      • 39,40,39,40,40,40,40,42,37,41,46,46,47,48,46,45,39,38,38,37,38,38,43,45,44,43,45,46,45,46,44 => 41
  • Gebaeude 2 - Messpunkt 3 (Cafe)
    • WLAN: HTTP-Stream in Megabyte/Sekunde
      • 1mbit: 4,2 / 4,2 / 4,2 / 4,2
      • 6mbit: 2,0 / 6,0 / 0.1 / 0.1 / 9,5 ("stalled")
      • 18mbit: 23,7 / 7,0 / - / - ("stalled")
    • DECT-Messmodus
      • 31,30,29,28,27,27,27,37,30,35,36,29,21,27,20,25,34 => 28

Fehlerbetrachtung

  • ...

Auswertung

  • ...

Mess-Team