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 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.

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.

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.

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

Zusätzlich beinhaltet das Produktportfolio mit QoEPDN 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.

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.

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.

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.

Beide Messsysteme verwenden zur Auswertung der Messergebnisse ein Backend-System mit gemeinsamer Datenbasis. Für die fortlaufender 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.

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.