In Schulen eigene, teure Netzwerkinfrastruktur aufzubauen sei irgendwann überflüssig, da schließlich mit UMTS und LTE neue Technologien zur Verfügung stünden, die in absehbarer Zeit jedwede eigene technische Installationen überflüssig machten – dieses Argument höre ich sehr häufig im Netz und lese es auch gelegentlich in ernstzunehmenden journalistischen Texten.
Ich bin kein Spezialist für Kommunikationstechnik, möchte aber dennoch begründen, warum ich dieses Argument von einem heutigen Standpunkt aus nicht gelten lassen will. Dazu muss ich etwas ausholen:
LTE und UMTS sind sogenannte Shared-Medien, d.h. alle Nutzer einer Funkzelle auf einem Sendemast teilen sich die maximalen Bandbreiten, die mit diesen Funktechnologien möglich sind. Der Datentransport bei UMTS und LTE ist ziemlich genial gelöst, so dass das erstmal nicht so auffällt. Ein gutes Bild dafür findet sich in diesem Artikel: LTE und UMTS-Masten senden ein Frequenzmischmasch, was mit den Stimmen auf einer WG-Party vergleichbar ist. In diesem Unterhaltungsbrei werden simultan unglaublich viele Informationen ausgetauscht. Der Umfang dieser Klangmenge ist begrenzt durch die Anzahl der Sprechenden, die akkustische Verhältnisse und die Gesamtlautstärke. Um eine bestimmte Information aus diesem Unterhaltungsbrei herauszuhören, muss ich mich auf die Stimme und das Gesicht eines Menschen konzentrieren.
Ein Handy oder Pad mit UMTS-Modul “konzentriert” sich nicht auf Stimmen, aber es erkennt die für sich bestimmten Pakete (“Worte”) in diesen Frequenzbrei an einem Schlüssel, den es vorher mit der Basis ausgehandelt hat. Je mehr Teilnehmer “zuhören”, desto mehr muss verschlüsselt und entschlüsselt werden und desto niedriger ist die zu Verfügung stehende Bandbreite.Die Übergabe an eine andere Funkzelle ist wegen der Verschlüsselung technisch nicht trivial – daher stockt heute schon im UMTS-Betrieb gerne mal der Datenstrom im Zug.
Die Einstiegsklasse bei LTE beträgt etwa 21Mbit/s. Das entspricht etwa 1/50 der heute mit günstigen Schraddelkabelnetzen erreichbaren Geschwindigkeit. Surfen 25 SuS in einem Raum mit ihren Pads, bleibt für jeden eine Bandbreite von 0,84Mbit/s, also etwa DSL768. Macht das unsere Schule mit der Hälfte (700) der Schüler gleichzeitig, sind es noch 0,03Mbit/s – also etwa Modemgeschwindigkeit. Allerdings unter folgender Idealisierung:
- es entsteht kein Overhead durch die Verschlüsselung/Protokollfehlerkorrektur
- die Verhältnisse erlauben die Verbindung mit Maximalspeed
- die Geräte stören sich nicht gegenseitig
- in der Funkzelle ist niemand außer den SuS unterwegs
Mit einem billigen Schraddelnetzwerkkabel und x Accesspoints der neusten Generation (ca. in einem Jahr), erreichen unsere 700 Schüler eine Geschwindigkeit von 1,4Mbit/s – garantiert. Das reicht für HD-Material durchaus aus – wenn es gut kodiert ist. Und es geht schon heute – nicht erst wenn der LTE-Ausbau vorangeschritten ist. Voraussetzung ist hier natürlich auch wie beim Mobilfunksendemast ein geeignet dimensionierter Uplink ins Netz.
Man kann das dadurch lösen, dass man mehr Funkzellen baut, stößt dabei aber auch irgendwann an Grenzen, da der für UMTS und LTE nutzbare Frequenzbereich schmal ist und unter mehreren Mitbewerbern auf dem Markt aufgeteilt werden muss. Zudem eignet sich für Mobilfunkanwendungen eben nicht jeder Frequenzbereich gleichermaßen gut.Die Strahlenbelastung sinkt übrigens paradoxerweise durch den Aufbau weiterer Masten. Handys funken dann am stärksten, wenn sie auf dem letzten Balken röcheln.
Die Geschwindigkeitszuwächse im Mobilfunkbereich der letzten Jahre sind im Vergleich zum klassischen WLAN- und LAN-Bereich eher niedlich. Gerade in der Glasfaser steckt erhebliches Potential. Noch nicht im Ansatz ausgeschöpft sind die Möglichkeiten von Ad-Hoc-Netzen, die es zurzeit nur zu horrenden Preisen als fertige Lösungen oder eben gebastelt mit frickeligen Clienteinstellungen gibt, die dann niemand versteht. Ich stelle mir den Unterricht der Zukunft schon mit qualitativ hochwertigen und damit bandbreitenhungrigen Medien vor. Video- und Audiokonferenzen mit anderen Schulen auf der Welt wären doch auch was.
In Zeiten von ACTA möchte ich zudem nicht auf rein cloudbasierte Lösungen angewiesen sein und eine großer Vertrag (Internetuplink) kommt in der Regel immer günstiger als 1400 kleine Einzelverträge.
Wäre UMTS/LTE wirklich eine Lösung, würde ich heute in Betrieben Femtozellen erwarten. Die gibt es, z.B. bei Google. Aber dort übertragen sie Telefongespräche und keine Multimediadaten. Wäre UMTS/LTE für die lokale Anbindung von Geräten an das Internet eine nachhaltige Lösung, wären doch große Player die ersten, die so etwas nutzen.
Vielleicht spielt bei den LTE-Hoffnungen eher hinein, dass an Schulen extrem schlechte Erfahrungen mit den Netzwerken gemacht werden. Das liegt aber an anderen Dingen, z.B. an der Auslegung derselben. Klar funktioniert UMTS/LTE super – aber selbst ein GSM-Netz bricht zusammen, wenn viele Endgeräte auf engem Raum zusammenkommen. Und dann gibt es keinen Schulträger, den man fragen kann, sondern einen Technologiepartner aus der Wirtschaft, an den man selbst und die SuS mit Zeitverträgen gebunden ist. Meine Definition von Freiheit sieht da anders aus.
Die Entwicklung in diesem Bereich geht weiter – klar. Unglaublich viel habe ich hier unglaublich vereinfacht dargestellt. Aber auch die Physik wird weiter gelten. Frequenzen sind unglaublich wertvoll und gehen für Milliarden über den Tisch. Nicht nur internetbasierte Dienste schielen auf Geschäftsmodelle auf Basis von Kommunikationsnetzen.
Es gibt Geräte in der Chemiesammlung, um die man als Lehrer einen ehrfurchtsvollen Bogen macht, z.B. eine Gasmolwaage. Für mich gehörte lange Zeit auch das sündhaft teure Fotometer mit dazu, wir besitzen ein Novaspec II mit seriellem Anschluss. Dummerweise steht in diesem Jahr für den Schwerpunktkurs Chemie auf erhöhtem Niveau hier in Niedersachsen das Lambert-Beersche Gesetz auf dem Zettel, sodass man drei Alternativen hat:
- Es als Referat zu vergeben
- Es theoretisch durchzukauen – da gibt es im Netz hervorragende Praktikumsberichte
- In den sauren Apfel zu beißen und es praktisch zu probieren
Ich habe mich mich für die dritte Option entschieden, auch wenn damit die Verbindliche-Abitur-Vorgaben-Macher es damit geschafft haben, Lehrerfortbildung zum Nulltarif zu evozieren.
Ein Kollege ist am vergangenen Freitag extra länger geblieben, um mich in die Geheimnisse dieses Geräts einzuweihen. Glücklicherweise lässt es sich komplett mit einem Laptop fernsteuern – eine Lizenz für die Software AKAnalytik32.NET gibt es an der Schule auch. Mehr braucht es nicht.
Nach einer theoretischen Einführung der SuS in die Grundlagen der Fotometrie habe ich mich für die Untersuchung von Permanganatlösungen entschieden und das aus mehreren Gründen:
- Wässrige Redoxsysteme kann man sowieso nicht genug üben
- Kaliumpermanganat lässt sich auch zur Gewässeranalyse trefflich einsetzen zur Bestimmung des Anteil an oxidierbaren Substanzen und unser Haupthema ist die Gewässeranalyse (didaktische Integration/Kombination möglich)
- Permanganatlösung haben über eine recht breiten Spektralbereich eine brauchbar hohe Extinktion – da kann man nicht viel falsch machen
- Auch sehr niedrigkonzentrierte Lösungen c(KMnO4) = 0,001mol/L haben schon satt Farbe, woran sich die Empfindlichkeit des Verfahrens zeigen lässt
Die Stunde sah folgendermaßen aus (das Prinzip der Fotometrie war den SuS bereits bekannt):
Schritt 1: Aufnahme eines Vollspektrums zur Bestimmung einer geeigneten Wellenlänge für die Messung
Das ist mit der Kappenberg-Software supersimpel. Das Spektrum sah so aus:
Hier einmal eine für mich zentrale Aussage in dem ganzen Desaster:
“Der derzeitige Workaround, damit die Händler-Terminals die betroffenen Karten wieder akzeptieren, ist nur ein Downgrade vom sicheren EMV-Verfahren auf die alten, unsicheren Verfahren. Dazu werden alle “TA-7.0″-Terminals von den jeweiligen Netzbetreibern umkonfiguriert, damit diese die Karten nicht mehr per EMV-Anwendung ansprechen, sondern über die Anwendungen “electronic cash ecc” oder die magnetstreifenbasierten Anwendung “electronic cash Spur 2″ authentisieren. Gerade den Magnetstreifen wollte man aber mittelfristig ablösen, um beispielsweise Skimming-Angriffe abzuwehren.” (http://www.heise.de/security/meldung/Desaster-mit-EC-Karten-kann-teuer-werden-896988.html)
Eine große deutsche Bank schreibt dazu in ihrer Kundeninformation:
“Es besteht keinerlei Sicherheitsproblem für Ihr Konto und Ihre Karte.”
So so.Vielleicht bin ich ja doof – Ich lese aus der ersten Pressemitteilung übersetzt etwa folgendes heraus: Ihre Karte hat ein Schloss mit einem Sicherheitsschlüssel und eines mit einem Schlüsselbart. Das Schloss mit dem Sicherheitsschlüssel passt nicht mehr zu gängigen Schlüsseln, die es öffnen sollen, deswegen wird nur noch das Schloss für die Bartschlüssel verwendet.
Das ist für die zitierte Bank kein Sicherheitsproblem. Spannend.
Fehler können überall vorkommen – wobei man sich schon darüber streiten kann, wie ein derartiger Programmierlapsus sämtliche Kontrollgremien und Prüfverfahren der deutschen Kreditwirtschaft passieren konnte. Wenn ich im Unterricht oder bei einer Klausurkorrektur einen solchen Fehler mache, rudere ich zurück und biege das u.U. auf Kosten meiner Autorität wieder hin. Auf jeden Fall kläre ich die Lerngruppe aber über die Folgen des Fehlers auf. Sich hinzustellen und quasi zu behaupten, alles sei wieder absolut in Ordnung empfinde ich als einen Angriff auf meine Intelligenz.
Wir brauchen kein Wissen mehr. Das stört nur beim Programmieren. Es ist vielleicht wirklich besser, wenn wir SuS mit den Kompetenzen ausstatten, sich die Lösungen für künftige Probleme zusammenzugooglen und zusammenzunetzwerken. Das hilft vor allen Dingen immer dann, wenn man etwas Neues entwickelt. Unglaublich.
Ich bekomme selten bei Sachtexten eine Gänsehaut. Ich schreibe auch nicht gerne einen Blogbeitrag, um die Gedanken eines Dritten zu verlinken. Aber der Zufall hat mir heute einen schönen Text in die Hände gespielt (Danke, lieber namentlich Bekannter!)
http://www.die-bank.de/beruf-und-karriere/das-phaenomen-der-fehlentscheidung
Man ersetze “Aufsichtsrat” durch ein beliebiges Gremium im deutschen Schulsystem und prüfe, ob sich dort nicht die eine oder andere Analogie finden lässt.
Glücklicherweise bietet der Autor, Prof. Dr. Klaus Watzka dort auch Lösungsansätze an… Vielleicht sind Schulen, die das so handhaben, ja in der Mehrheit.
Gerade habe ich in meinem Kurs aus grundlegendem Niveau (das heißt in anderen Bundesländern “Grundkurs”) folgende Aufgabenstellung für das Abiturtraining herausgegeben. Es ist ein gutes Beispiel dafür, dass man mit langweiligen Rechnungen zur molaren Masse doch recht aktuell sein kann… Das Beispiel ist durch die Beschränkung auf Octan natürlich recht stark idealisiert, liefert aber erstaunlich realistische Zahlenwerte, was mich zu der Frage führt, ob in der EU-Komission wirklich mir realistischeren Kraftstoffzusammensetzungen gerechnet wird.
Einleitung:
In der EU wurde vorgeschlagen, einen verbindlichen Grenzwert für den CO2-Ausstoß von Neuwagen vorzuschreiben. Dabei wurde ein Grenzwert von 130g/km vorgeschlagen. Dies stieß auf heftigen Widerstand der Automobilhersteller und führte zur Einführung zahlreicher Ausnahmeregelungen. Der CO2-Ausstoß eines Automobils ist direkt abhängig vom seinem Verbrauch, der in l/100km angegeben wird.
Aufgaben:
- Wie viel Liter Benzin darf ein Neuwagen laut dieser Vorschrift maximal verbrauchen, um den geforderten Grenzwert einzuhalten? Gehen sie vereinfacht davon aus, dass Benzin lediglich aus Octan (Dichte: 0,7g/cm3) besteht und im Motor vollständig verbrannt wird.
- Ein Porsche Cayenne Turbo S verbraucht bei Höchstgeschwindigkeit und extremen Beschleunigungsmanövern bis zu 66,7 Liter Kraftstoff auf 100km (10,6 Liter Durchschnittsverbrauch lt. Hersteller, Quelle: Bild.de). Um wie viel Prozent wird dann bei diesen extremen Betriebsbedingungen der von der EU vorgesehene Grenzwert überschritten, wenn Sie von den gleichen Voraussetzungen wie bei Aufgabenteil 1) vorgehen?
- Wie viele kg Glucose (Dichte: 1,562g/cm3) muss eine Pflanze auf natürlichem Weg produzieren, damit die Energiemenge geliefert werden kann, die ein EU-Norm konformes Automobil auf 100km umsetzt?
Die Rechnung ist nur im ersten Fall ein wenig aufwendiger.
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