Netz­werk­ty­pen im Überblick: WAN, MAN, LAN & GAN

Unter einem Netzwerk versteht man eine beliebige Anzahl selb­stän­di­ger Com­pu­ter­sys­te­me, die so mit­ein­an­der verbunden sind, dass ein Da­ten­aus­tausch möglich wird. Dazu muss neben einer phy­si­schen Ver­bin­dung auch eine logische Ver­bin­dung der zu ver­net­zen­den Systeme vorhanden sein. Letztere wird durch spezielle Netz­werk­pro­to­kol­le wie TCP (Trans­mis­si­on Control Protocol) her­ge­stellt. Bereits zwei mit­ein­an­der ver­bun­de­ne Rechner können als Netzwerk be­trach­tet werden.

Netzwerke werden mit dem Ziel ein­ge­rich­tet, Daten von einem System auf eine anderes zu über­tra­gen oder ge­mein­sa­me Res­sour­cen wie Server, Da­ten­ban­ken oder Drucker im Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Je nach Größe und Reich­wei­te des Rech­ner­ver­bunds werden ver­schie­de­ne Netz­werk­di­men­sio­nen un­ter­schie­den. Zu den wich­tigs­ten Netz­werk­ty­pen gehören:

• Personal Area Networks (PAN)

• Local Area Networks (LAN)

• Me­tro­po­li­tan Area Networks (MAN)

• Wide Area Networks (WAN)

• Global Area Networks (GAN)

Die physische Ver­bin­dung, die diesen Netz­werk­ty­pen zugrunde liegt, kann ka­bel­ge­bun­den oder auf Basis von Funk­tech­nik rea­li­siert werden. Oft stellen physische Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze die Grundlage für mehrere logische Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze, so­ge­nann­te Virtual Private Networks (VPN). Diese nutzen bei der Da­ten­über­tra­gung zwar ein ge­mein­sa­mes phy­si­sches Über­tra­gungs­me­di­um, bei­spiels­wei­se ein Glas­fa­ser­ka­bel, werden mittels Tunneling-Software jedoch logisch un­ter­schied­li­chen vir­tu­el­len Netzen zu­ge­ord­net.

Jeder Netz­werk­typ wurde für spezielle An­wen­dungs­be­rei­che ent­wi­ckelt, beruht auf jeweils eigenen Techniken und Standards und bringt somit un­ter­schied­li­che Vorteile und Be­schrän­kun­gen mit sich.

Um einen Da­ten­aus­tausch zu er­mög­li­chen, lassen sich moderne Endgeräte wie Smart­phones, Tablets, Laptops oder Desktop-Computer ad hoc zu einem Netzwerk zu­sam­men­schlie­ßen. Dies kann ka­bel­ge­bun­den in Form eines Personal Area Networks (PAN) erfolgen. Übliche Über­tra­gungs­tech­ni­ken sind USB oder FireWire. Die kabellose Variante Wireless Personal Area Network (WPAN) stützt sich auf Techniken wie Bluetooth, Wireless USB, Insteon, IrDA, ZigBee oder Z-Wave. Ein ka­bel­lo­ses Personal Area Network, das via Bluetooth zustande kommt, wird Piconet genannt. PANs und WPANs er­stre­cken sich in der Regel nur über wenige Meter und eignen sich somit nicht, Geräte in un­ter­schied­li­chen Räumen oder gar Gebäuden zu verbinden.

Neben der Kom­mu­ni­ka­ti­on einzelner Endgeräte un­ter­ein­an­der er­mög­licht ein Personal Area Network zudem den Ver­bin­dungs­auf­bau zu anderen, in der Regel größeren Netz­wer­ken. Man spricht in diesem Fall von einem Uplink. Aufgrund der be­grenz­ten Reich­wei­te und einer ver­gleichs­wei­se niedrigen Da­ten­über­tra­gungs­ra­te kommen PANs in erster Linie zum Einsatz, um Pe­ri­phe­rie­ge­rä­te im Hobby- und En­ter­tain­ment-Bereich zu verbinden. Typische Beispiele sind kabellose Kopfhörer, Spie­le­kon­so­len und Di­gi­tal­ka­me­ras. Im Rahmen des Internet of Things (IoT) dienen WPANs der Kom­mu­ni­ka­ti­on von Kontroll- und Mo­ni­to­ring-An­wen­dun­gen mit niedriger Datenrate. Pro­to­kol­le wie Insteon, Z-Wave und ZigBee wurden speziell für Smart Homes und Heim­au­to­ma­ti­on entworfen.

Me­tro­po­li­tan Area Network (MAN) wird ein breit­ban­di­ges Te­le­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz genannt, das mehrere LANs in geo­gra­fi­scher Nähe verbindet. In der Regel handelt es sich dabei um einzelne Nie­der­las­sun­gen eines Un­ter­neh­mens, die über an­ge­mie­te­te Stand­lei­tun­gen zu einem MAN zu­sam­men­ge­schlos­sen werden. Dabei kommen leis­tungs­star­ke Router und Hoch­leis­tungs­ver­bin­dun­gen auf Basis von Glasfaser zum Einsatz, die einen deutlich höheren Da­ten­durch­satz er­mög­li­chen als das Internet. Die Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­keit zwischen zwei ent­fern­ten Kno­ten­punk­ten ist mit der Kom­mu­ni­ka­ti­on innerhalb eines LANs ver­gleich­bar.

Die In­fra­struk­tur für MANs wird von in­ter­na­tio­nal agie­ren­den Netz­werk­be­trei­bern zur Verfügung gestellt. Als Me­tro­po­li­tan Area Network ver­ka­bel­te Städte lassen sich über­re­gio­nal in Wide Area Networks (WAN) und in­ter­na­tio­nal in Global Area Networks (GAN) einbinden.

Mit Metro-Ethernet steht für MANs eine spezielle Über­tra­gungs­tech­nik zur Verfügung, mit der sich leis­tungs­star­ke Metro-Ethernet-Netze (MEN) auf Basis von Carrier-Ethernet (CE 1.0) oder Carrier-Ethernet 2.0 (CE 2.0) aufbauen lassen.

Ein Standard für größere regionale Funknetze, so­ge­nann­te Wireless Me­tro­po­li­tan Area Networks (WMAN) wurde mit IEEE 802.16 ent­wi­ckelt. Die als WiMAX (Worldwide In­ter­ope­ra­bi­li­ty for Microwave Access) bekannte Tech­no­lo­gie er­mög­licht es, so­ge­nann­te WLAN-Hotzones ein­zu­rich­ten. Dabei handelt es sich um mehrere im Verbund ar­bei­ten­de WLAN-Zu­griffs­punk­te an ver­schie­de­nen Stand­punk­ten. In Deutsch­land kommen WMANs zum Einsatz, um Endkunden in Regionen mit fehlender In­fra­struk­tur eine leis­tungs­star­ke Anbindung an das Internet zu bieten. Der geläufige Über­tra­gungs­stan­dard DSL ist technisch bedingt nur da verfügbar, wo Kup­fer­ka­bel verlegt wurden.

Ein welt­um­span­nen­des Netzwerk wie das Internet wird als Global Area Network (GAN) be­zeich­net. Das Internet ist jedoch nicht der einzige Rech­ner­ver­bund dieser Art. Auch in­ter­na­tio­nal tätige Un­ter­neh­men un­ter­hal­ten ab­ge­schot­te­te Netzwerke, die mehrere WANs umfassen und so Fir­men­rech­ner weltweit verbinden. GANs nutzen die Glas­fa­ser­in­fra­struk­tur von Weit­ver­kehrs­net­zen und schließen diese durch in­ter­na­tio­na­le Seekabel oder Sa­tel­li­ten­über­tra­gung zusammen.