Charles ‘Chuck’ Bartel denkt dat de Carnegie Mellon universiteit in Pittsburgh het grootste draadloze lokale netwerk van de wereld heeft. Hij zwaait de scepter over Wireless Andrew, een draadloos netwerk dat via 350 toegangspoorten voor mobiele apparatuur op het radionetwerk alle 40 hectare van de campus bestrijkt en meer dan 2000 gebruikers heeft. De kennis voor het ontwerpen van het netwerk kwam voor een belangrijk deel van Lucent Wcdn in Utrecht.
Carnegie Mellon doet veel onderzoek naar mobiele computers en robottechnologie. De mensen die hierbij betrokken zijn wilden in 1994 een draadloos netwerk dat hen dezelfde mogelijkheden bood als het vaste campusnetwerk. We zijn toen in vijf gebouwen met AT&T – later Lucent – als partner van start gegaan met een draadloos lokaal netwerk (lan) met 75 toegangspoorten in de 900 MHz band. Veel medewerkers en studenten waren bereid de achthonderd dollar neer te tellen die toen nog nodig was om een kaart voor draadloze communicatie aan te schaffen.
Hoe ziet het netwerk er nu uit?
Door uit te breiden en steeds weer de sprong te maken naar een volgende standaard hebben we nu een netwerk met 350 ’toegangspoorten’ (access points)dat de hele campus van 40 hectare bestrijkt. We hebben 2000 gebruikers die binnen en buiten over de campus kunnen zwerven zonder contact met het netwerk te verliezen. Zomer van 2000 is het netwerk opgewaardeerd naar de nieuwe Ieee 802.11b standaard. Het netwerk gebruikt nu de 2,5 GHz band en heeft een maximale datatransmissie van 11 Mbps. Gebruikers hebben een ‘draadloos-kaart’ nodig om Wireless Andrew te gebruiken.
Wat is de bandbreedte in de praktijk?
De 11 Mbps doorvoer betekent in de praktijk dat je maximaal een bandbreedte hebt van 5,5 Mbps. Als er veel gebruikers inloggen via dezelfde toegangspoort moeten ze de bandbreedte delen. 5,5 Mbps valt terug naar 2 Mbps en vervolgens naar 1 Mbps. Hoeveel bandbreedte je tot je beschikking hebt hangt ook af van de afstand tot de toegangspoort.
Welke rol heeft Lucent Technologies gespeeld bij de aanleg?
Een belangrijke. Je kunt Wireless Andrew zien als een demonstratie van en een proeftuin voor Lucents Wavelan Technologie (inmiddels omgedoopt in Orinoco, red). Het was allemaal erg nieuw wat we hier deden en daarom heeft Lucent ons 400 toegangspoorten en 400 Wavelan-kaarten gratis ter beschikking gesteld. Lucent Technologies Wcdn in Utrecht was onze belangrijkste partner bij de aanleg. We geven nu iedere maand presentaties aan mensen die zich willen oriënteren op draadloze netwerken.
Hoeveel heeft Wireless Andrew gekost?
De prijs van een toegangspoort ligt rond de 1000 dollar. Het installeren – bijvoorbeeld het leggen van de kabels – kost nog eens zo’n 1000 dollar per poort. Wireless Andrew zou dus met zijn 350 poorten zonder de bijdrage van Lucent zo’n 700.000 dollar hebben gekost.
Hoeveel bedrading is er nodig om draadloos te gaan?
Dat is een goeie. Carnegie Mellon is dit jaar door Yahoo uitgeroepen tot de nummer één Wired Campus van Amerika, juist omdat we een draadloos lan hebben. In de praktijk moet je inderdaad data- en elektriciteitskabels trekken naar al je toegangspoorten. Om een optimale dekking te bereiken zitten de poorten vaak op plaatsen waar je nou net geen elektriciteit hebt. Lucent is trouwens net met een nieuw systeem (Active Ethernet, red) gekomen waarbij de spanning gewoon over een categorie 5 datakabel wordt gezonden. Dat kan in de kosten schelen.
Wat was de rol van uw eigen it-staf bij de aanleg van Wireless Andrew?
Onze it-staf heeft voor een belangrijk deel het ontwerp van het netwerk zelf in handen gehad. Sommigen zijn nu experts, maar het is belangrijk dat je hele staf ingeschakeld wordt bij de aanleg en ondersteuning van het draadloze netwerk. Dat voorkomt dat je experts overbelast worden. Het feitelijke aanleggen van de elektriciteits- en datakabels is door een aannemer gedaan, en we hebben tijdelijk een expert van Lucent uit Utrecht hier gehad om ons te helpen bij het ontwerp.
Hoe gaat de aanleg van een toegangspoort in zijn werk?
Het is meten en nog eens meten. Eerst bepaal je met Autocad waar je de toegangspoorten theoretisch moet plaatsen om de hele campus te dekken. Dan ga je zo’n poort tijdelijk plaatsen en in de omgeving de signaalsterkte van die antenne meten. Je komt dan iedere keer weer voor verassingen te staan omdat verschillende materialen en bouwtechnische constructies het signaal sterk beïnvloeden
Zoals?
Oude gebouwen hebben dikkere muren waardoor de dekking van een toegangspoort minder groot is. Die oude gebouwen kunnen wel twee keer zoveel poorten nodig hebben als nieuwere gebouwen van vergelijkbare grootte. Soms kan een trappenhuis of een liftschacht een signaal versterken, waardoor de ene poort interferentie geeft aan een andere zender. Wanneer in een ruimte veel metalen bureaus en archiefkasten staan beïnvloedt dat het signaal. Ook moet je er rekening mee houden hoeveel mensen een ruimte gebruiken. In een bomvolle collegezaal wordt het signaal geabsorbeerd door al die lichamen.
Hoe zit het met interferentie door andere apparaten op de campus?
De Ieee 208.11b standaard gebuikt de 2,5 GHz band. Het mooie van die band is dat je geen vergunning nodig hebt, maar dat betekent ook dat iedereen erin mag zenden. Theoretisch kan je interferentie krijgen van bijvoorbeeld magnetrons en mogelijk van Bluetooth-apparaten, die immers ook in de 2,4 GHz gaan opereren. Mocht dat het geval zijn, dan zullen we het gebruik van Bluetooth op de campus moeten weren. Ik denk echter dat Wireless Andrew robuust genoeg is om daar geen last van te hebben. De dekkingen van de toegangspoorten overlappen elkaar en de signaalsterkte is veel groter dan die van Bluetooth. Het is waarschijnlijker dat Bluetooth-apparaten interferentie oppikken van Wireless Andrew dan andersom.
Ziet u Ieee 802.11b, Wireless lan dus, als een concurrent van Bluetooth?
Wel als je ziet hoever de prijs van deze standaard gedaald is en hoe ver men reeds is met miniaturisering. In 1995 kostte een draadloos-kaart nog 800 dollar. Nu koop je zo’n kaart voor 150 dollar. Apple verkoopt zijn Airport-kaart, die trouwens ook ontwikkeld is door Lucent, voor 99 dollar. Wanneer Ieee 802.11b nog goedkoper is – en ingebed in laptops en palmtops – zal het ook voor korte afstanden een alternatief kunnen zijn voor Bluetooth.
Hoe zit het met de beveiliging?
Een draadloos netwerk maakt inbreken gemakkelijker. We hebben een aantal dingen gedaan om het netwerk veiliger te maken. We gebruiken Wireless Andrew als een gesloten netwerk; je moet de netwerknaam kennen om aan te sluiten bij een toegangspoort. Vervolgens wijzen we IP adressen via Dhcp (Dynamic Host Configutarion Protocol) van het Internet Software Consortium over het netwerk toe aan de gebruikers. Verder adviseren we degenen die meer veiligheid willen om encryptie te gebruiken.
Wat is de volgende fase voor Wireless Andrew?
Het wachten is op de volgende standaard voor draadloze lan, Ieee 802.11a. Dit is een standaard die gebruik maakt van de 5 GHz band met een theoretische bandbreedte van 54 Mbps. In de praktijk zal dat zo’n 25 Mbps zijn. Die standaard zal in 2001 verschijnen, maar we moeten afwachten hoe lang het duurt voordat de 802.11a ontvangers klein genoeg zijn om in een kaart verwerkt te worden.
Wireless Andrew is maar op één punt via één router aangesloten op de Ethernet-backbone van de campus. Waarom zijn er niet meerdere verbindingen met de subnetten in verschillende gebouwen?
Toen we in 1994 begonnen met de aanleg van een draadloos netwerk waren we er niet zeker van of dat het vaste netwerk zou kunnen destabiliseren. Daarom zijn beide netwerken zoveel mogelijk fysiek gescheiden. We hebben die angst niet meer, maar sommige gebruikers – bij voorbeeld onze robots – zijn eraan gewend geraakt dat je zonder het verlengen van licenties op Dhcp te vernieuwen over de hele campus kunt zwerven. Daarom houden we de netwerken maar gescheiden.
Charles R. Bartel is vanaf 1979 verbonden aan de Carnegie Mellon universiteit in Pittsburgh, Pennsylvania, waar hij startte op de afdeling Electrical & Computer Engineering. In 1984 stapte hij over naar de divisie Computer Services. Daar kreeg hij al snel de verantwoordelijkheid voor de bouw van een van de grootste geïntegreerde heterogene lokale netwerken ter wereld. Naast projectdirecteur van ‘Network 2000’ was Bartel ook belast met de opzet van het aan de universiteit verbonden Computer Recycling Center. Verder heeft hij de overeenkomsten gesloten voor het te bouwen universiteitstelecommunicatiesysteem. Dit systeem behelst onder meer videovergaderen, voicemail, Catv en satellietverbindingen. Tot slot geeft Bartel leiding aan een Adsl-project en is hij de grote man achter het Wireless Andrew-project.
