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WiFi Intelligent Analysis Measurement Tools

Im Mai 2018 starteten die beiden Projektpartner zafaco GmbH und die Forschungsgruppe Datennetze am Institut für Nachrichtentechnik der Technischen Hochschule Köln ihr neues Forschungsprojekt wiam.tools. Im Mittelpunkt steht hierbei die Entwicklung eines Messsystems zur automatisierten Qualitätsmessung von IEEE 802.11 Funknetzwerken (WLAN) mittels eigener Messsensoren und Crowdsourcing basierten Smartphone Mess-Apps.

Die Projektpartner aus Wirtschaft und Forschung bündeln dabei ihr Knowhow aus den Bereichen IP-Netzwerktechnik, IP-Service-Benchmarking und Datenanalyse. Gemeinsam bilden sie ein leistungsstarkes Expertenteam für eine erfolgreiche Zusammenarbeit.

WLAN Leistungsanalyse, warum?

Die Zukunft ist drahtlos!

Der Ausbau der Breitbandinfrastruktur in Deutschland ist erklärtes Ziel der Bundesregierung, u.a. in der Zukunftsoffensive Gigabit-Deutschland, wobei grundsätzlich zwischen kabelgebundenen Netzanschlüssen (überwiegend DSL-Varianten, Kabelnetzanschlüsse, Glasfaseranschlüssen) und drahtlosen Netzanschlüssen (Mobilfunk, WLAN, Satellit) unterschieden wird.

Die neuen technologischen und marktrelevanten Trends zu Industrie 4.0, Internet-of-Things (IoT), Machine-to Machine (M2M) Kommunikation oder V2X (Car2Car) Kommunikation werden durch den Ausbau von Kommunikationsinfrastrukturen ermöglicht, wobei heute schon drahtlose Kommunikationssysteme wie Smartphone, Notebook, Tablet oder auch Wearables weit verbreitet sind.

Der Endanwender misst drahtlos!

Der Jahresbericht 2016/17 zur „Breitbandmessung“ der Bundesnetzagentur gibt eine erste Übersicht über die bundesweiten Messungen von Breitbandanschlüssen. Valide Messungen wurden überwiegend an kabelgebunden Netzanschlüssen durchgeführt.

Detailliert wurde in der Studie aber herausgearbeitet, dass heute Qualitätsmessungen von Breitbandanschlüssen über WLAN-Endgeräte nicht valide in eine Auswertung mit aufgenommen werden können, da die Übertragungseigenschaften des WLAN-Netzes die Messung am Breitbandanschluss beeinflussen kann.

Dieses Problem nimmt mit größeren Übertragungsraten an Breitbandanschlüssen zu. Investitionen in Breitbandinfrastruktur mit höheren Übertragungsraten und schnelle WLAN-Hotspotnetze und parallel dazu der zunehmende Einsatz von mobilen Endgeräten in Deutschland wird die Problematik der Messungen von Breitbandanschlüssen verstärken. Die Überprüfung der zugesagten Eigenschaften an Breitbandanschlüssen wird dadurch zunehmend schwieriger.

WLAN Offloading in Mobilfunknetzen

Im internationalen Trendreport „Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2016–2021“ wird erwartet, dass der WLAN offload traffic in Mobilfunknezten weltweit von heute 10,7 Exabyte/Monat auf 83,6 Exabyte/Monat ansteigt.

Der Anteil des WLAN-Verkehrs gegenüber dem zellularen Mobilfunkverkehr steigt von 60% auf 63%. Dabei steigt weltweit die Anzahl an WLAN-Hotspots von 94 Mio. auf 541,6 Mio. Schlussendlich haben mehrere in Deutschland aktive Anbieter den Ausbau der WLAN-Netzinfrastruktur angekündigt.

wiam.tools im Einsatz beim Endanwender

Warum wiam.tools?

In aktuellen Studien wird festgestellt, dass Messungen von Breitbandanschlüssen mit WLAN-Endgeräten nicht zuverlässig valide ausgeführt werden können. Ziel von wiam.tools ist die Entwicklung eines Messsystems mit zwei Produktausprägungen, welche diese Einschränkung auf kabelgebundene Messverfahren adressiert.

Mögliche Einflüsse der WLAN-Verbindung sollen erkannt, analysiert und bewertet werden. Hierzu findet eine detaillierte Qualitätsanalyse anhand von Leistungsparametern des genutzten WLAN-Zugangsnetzes statt, welche wiederum auch Rückschluss auf etwaige Störeinflüsse des Netzes zulassen.

Integration in bestehende Produkte

Für Qualitätsmessungen in Breitbandnetzen und an NGN-Anschlüssen verfügt zafaco mit dem Produkt kyago über eine leistungsfähige Plattform, mit dem ein kontinuierliches Monitoring von Breitbandanschlüssen sichergestellt werden kann.

Zusätzlich beinhaltet das Produktportfolio mit QoEPDN (Quality-of-Experience Plug Device for NGN) ein verteiltes QoS-Messystem auf Basis von Linux embedded IoT-Devices, die gezielt beim Endkunden für Benchmarking-Kampanien an dessen Breitbandanschlüssen und Infrastruktur eingesetzt werden können.

Im Bereich des crowdsourced Benchmarkings stellt zafaco darüber hinaus Apps (Android/iOS) und Webanwendungen wie die Breitbandmessung der BNetzA bereit.

wiam.tools hilft diese Messsystem unter Berücksichtigung der WLAN-Leistungsqualität drahtlos anzubinden.

wiam.tools

Sie haben weitere Einsatzszenarien?

Sie sehen weiter Anwendungsbereiche in Ihrem Produkt oder wollen wiam.tools in Ihrer Infrastruktur ausprobieren?

Partizipieren Sie an wiam.tools und kontaktieren Sie uns!

Wie arbeitet wiam.tools?

Mit wiam.tools sollen einerseits Messungen im crowdsourced Ansatz zur Validierung von spontanen Qualitätsmessungen an Breitbandanschlüssen mittels Apps durch Endanwender durchgeführt werden.

Anderseits sollen Messungen mit einem vollständig kontrolliertem und verteilen QoS-Messsystems als Ergänzung auf Basis von embedded IoT-Messsystemen zum Einsatz kommen.

Mobile Anwendungen

Das wiam.tools-Messsystem für mobile Endgeräte soll auf handelsüblichen mobilen Endgeräten (Smartphone, Tablet, Notebook) arbeiten, um einfach installierbar zu sein und dadurch nach dem Crowdsourcing-Ansatz eine geringe Hürde für die massentaugliche Anwendung durch private Nutzer zu haben.

Aus Akzeptanzgründen und sicherheitstechnischen Anforderungen dürfen dafür keine “gerooteten” WLAN-Endsysteme vorausgesetzt werden.

System-Architektur crowdsourced Messclient
System-Architektur crowdsourced Messclient

Vollständig kontrollierte Systeme

Im Kontext eines verteilten und vollständig kontrollierten QoS-Messystems übernimmt wiam.tools die Validierung der Messergebnisse für automatisierte Qualitätsmessungen, bei denen per WLAN verbundene embedded IoT-Messensoren zum Einsatz kommen. Hierbei wird auf etablierte Hardwarekomponenten mit auf wiam.tools angepasster OS- und Software-Architektur zurückgegriffen, die eine Erfassung von Leistungsparametern auf Kernel-Ebene erlaubt.

Linux embedded Messclient
wiam.tools Linux embedded Messclient

Datenanalyse

Beide Messsysteme verwenden zur Auswertung der Messergebnisse ein Backend-System mit gemeinsamer Datenbasis. Für die fortlaufende Verbesserung der zentralen Datenbasis ergänzen sich die beiden Produktausprägungen hinsichtlich Qualität und Quantität der erfassten Daten, die sie an das Backend-System zurückspielen. Dazu werden mit Hilfe von Big Data Analyseverfahren KPIs ausgewertet um die Referenzmatrix kontinuierlich zu optimieren.

Anwendungsschwerpunkte im Projekt

Validierung von QoS-Messungen durch WLAN-Endgeräte (Smartphone, Tablet, Notebook, embedded IoT-Messsensoren) im Rahmen des Qualitätsmonitoring von zugesagten Eigenschaften laut TK-Transparenzverordnung (minimale, die normalerweise zur Verfügung stehende und die maximale Datenübertragungsrate für Download und Upload) bei stationären Breitbandanschlüssen.

Validierung von QoS-Messungen durch WLAN-Endgeräte (Smartphone, Tablet, Notebook, embedded IoT-Messsensoren) im Rahmen eines Qualitätsmonitoring von WLAN-Hotspot-Installationen im Zuge des bundesweiten Ausbaus von Breitbandnetzen.

 

Ein starkes Team

Die zafaco GmbH versteht sich als übergreifender, unabhängiger und neutraler Dienstleister in den Bereichen Benchmarking, Business Service Management und Business Intelligence mit eigener messtechnischer Infrastruktur und nahezu 108 Millionen Testverbindungen pro Jahr.

Diese Unabhängigkeit und Neutralität ist die Grundlage des Geschäftsmodels der zafaco GmbH.

Das Vertrauen in die Unabhängigkeit von zafaco zeigt sich unter anderem dadurch, dass die Messungen zu den regelmäßig von der Zeitschrift connect – Europas größtes Magazin zur Telekommunikation – veröffentlichten Breitband-Netztests durch zafaco durchgeführt werden.

Die zafaco GmbH hat das Endkundenmesssystem der Bundesnetzagentur im Jahr 2015 entwickelt stellt den Betrieb seitdem sicher, um die Leistungsfähigkeit der stationären oder mobilen Internetzugangsdienste in Deutschland zu erfassen und zu bewerten.

BEREC (Body of European Regulators for Electronic Communications) hat im Juli 2018 den Auftrag für Entwicklung, Implementierung und Validierung des Net Neutrality (NN) Reference Measurement System an die Bietergemeinschaft alladin-IT GmbH, Wien und zafaco GmbH, Ismaning vergeben.

Nach der Realisierung des Messsystems im Jahr 2019 wurden umfassende Unterstützungsleistungen durch alladin-IT und zafaco zu Systemarchitektur, Software, Wartung sowie Beratung bis 2022 vereinbart.

Das System ermöglicht das Monitoring der Quality of Service (QoS) und Quality of Experience (QoE) von Internet Access Services (IAS) sowie Aspekte des Verkehrsmanagements und dient als Referenz für Regulierungsbehörden. Die Vergabe dieses Auftrags ist ein weiterer wichtiger Meilenstein, um die Harmonisierung und Standardisierung von Breitbandtests in Europa voranzutreiben.

Besuchen Sie zafacos Website

Die Forschungsgruppe Datennetze an der TH Köln besteht seit 2004 und arbeitet auf dem Gebiet innovativer Next Generation Networks Technologien. Insbesondere werden Techniken in modernen IP-basierten Telekommunikationsnetzen (Next Generation Networks (NGN)) und Mobilnetzen (WiFi-Netze sowie Next Generation Wireless Networks (NGWN)) analysiert, auf Qualitätskriterien abgebildet (Quality-of-Service (QoS) und Quality-of-Experience (QoE)) und Optimierungen für Netzbetreiber bzw. Serviceanbieter entwickelt.

Seit 2005 wurden in verschiedenen Forschungsprojekten zahlreiche Analysemethoden zur Qualitätsmessung von IP-basierten Netzen und Applikationen entworfen und evaluiert.

Prof. Dr. Andreas Grebe ist Mitinitiator der Forschungsschwerpunkte "Next Generation Services in Heterogeneous Network Infrastructures (NEGSIT, 2007)" und „Verteilte mobile Anwendungen (VMA, 2009)“.

Besuchen Sie die Website der Forschungsgruppe Datennetze

Kontakte

zafaco GmbH
Münchener Str. 101/39
85737 Ismaning, Deutschland

+49 89 820308 200
info@wiam.tools

Handelsregister München: HRB 174425
USt-IdNr: DE 260524045

Geschäftsführende Gesellschafter:
Christoph Sudhues und Bernd Oliver Schöttler

Technische Hochschule Köln
Campus Deutz, Betzdorfer Str. 2
50679 Köln, Deutschland

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