WLAN für Einsteiger

http://sites.prenninger.com/wlan/wlan-fuer-einsteiger

http://www.linksammlung.info/

http://www.schaltungen.at/

                                                                                             Wels, am 2016-02-20

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WLAN für Einsteiger - Teil 1:
Wir planen und bauen ein optimales Heimnetz

WLAN für Einsteiger - Teil 2:
Dualband, Überwachung, Multimedia und 1 km Langstrecke



777_d_Wallossek-x_WLAN für Einsteiger - Bau eines Heimnetzwerkes (42 Seiten)_1a.pdf



WLAN für Einsteiger - Teil 1:
Wir planen und bauen ein optimales Heimnetz


Inhaltsverzeichnis
01. Grundlagen und Einführung
02. Von Frequenzen und Kanälen
03. Wie WLAN eigentlich tickt
04. Der richtige Standard fürs optimale Tempo
05. Bremse: Router von der Stange
06. Gib Gas: Optimierte WLAN-Ausrüstung
07. Gewühl und Chaos auf 2,4 GHz
08. Die Verluste in Zahlen und Fakten
09. Kanal-Scan für ein freies Plätzchen
10. Montage, Verkabelung und Optimierung
11. Sicherheit: besser zweimal zuschließen!
12. Fazit und Vorschau auf Teil 2







01. Grundlagen und Einführung

Ein Netzwerk ohne Kabelsalat und Geschwindigkeitsbremse?
Neue Geräte und neue Standards laden zum Experimentieren und Nachbauen ein.
Deshalb erklären wir leicht verständlich die wichtigsten Dinge und führen den Leser sogar in die Überwachungstechnik ein.
Einfach mal so drahtlos Daten hin und her schubsen kann jeder.
Oft genug bekommt man vom DSL-Anbieter sogar noch das erste WLAN-Modem als Multifunktionsgerät dazu.
Fast immer funktioniert das Ganze auch mehr oder weniger schnell und gut, aber ein wirklich optimales und durchdachtes WLAN-Konzept ist das nicht.
Es ist wie ein Anzug von der Stange, irgendwie passt es, aber man sieht den Billigheimer auf 3 Kilometer gegen den Wind.
Deshalb wollen wir gemeinsam Schritt für Schritt die WLAN-Problematik für den Heimgebrauch erkunden, Stolperfallen umgehen, den Dualbandbetrieb schätzen lernen
und am Ende nicht nur eine Überwachungskamera mit Emailfunktion und Mobiler App vorstellen, sondern auch ein Entfernungs-Experiment zwischen zwei Standorten wagen.

WLAN-Spielzeug der gehobeneren Art. Ein schneller Wireless-Router, eine ausgezeichnete IP-Kamera und diverse Sticks für verschiedene Geschwindigkeiten

WLAN ist auch eine Frage des eingesetzten Kapitals, zugegeben.
Aber jeder noch so kleine Kompromiss wirkt sich am Ende auch schnell einmal aufs gesamte Netzwerk aus, so dass das Sparen am falschen Ende zu mehr Ärger als Freude führt.
Wir wollen neben unseren Experimenten und den dazugehörigen theoretischen Grundlagen den Spaß am eigenen Experimentieren fördern.
Denn WLAN kann auch richtig Spaß machen, wenn man eben nicht nur gedankenlos Daten hin und her jongliert.

Was erwartet uns im 1. Teil ?
In diesem Teil werden wir zunächst das Wichtigste übers WLAN erfahren, gemeinsam planen,
wie das heimische WLAN am besten zu realisieren ist und geben wertvolle Tipps zur Optimierung und Fehlersuche.
Geringes Tempo, rätselhafte Abbrüche oder böse Nachbarn? Wir klären gemeinsam, wo der Hase im Pfeffer liegt.

Schließlich wollen wir ja in Teil 2 auch richtig anspruchsvolle Projekte realisieren.
Und das geht nur, wenn des WLAN flott genug unterwegs ist.
Da sich die Menüs und Optionen der am Markt erhältlichen Geräte zum Teil erheblich unterscheiden, haben wir deshalb auf Screenshots aus den Konfigurationsmenüs verzichtet
und statt dessen lieber die Begriffe als solche erklärt.
Mit diesem Wissen ist es später dann garantiert möglich, ein beliebiges, selbst erworbenes Gerät optimal einzusetzen.




02. Von Frequenzen und Kanälen

Keine Angst vor grauer Theorie!
Nein, wir wollen keine wissenschaftliche Abhandlung schreiben oder Wikipedia Konkurrenz machen.
Die gesamte Abhandlung ist speziell auf Anfänger und Neueinsteiger ausgerichtet.
Trotzdem wollen wir das wirklich Notwendige fein filetiert herauslösen und abhandeln, denn ganz ohne Grundwissen verkommen wir schnell
zu großmarktkompatiblen Steckersklaven, die nur noch zusammenstöpseln können, was vorher idiotensicher markiert wurde.
 
Von Frequenzen und Kanälen
Natürlich kann jetzt nicht jeder wild irgendwo und irgendwie drahtlos vor sich hin funken, das gäbe nicht nur ein wildes Durcheinander,
sondern wäre am Ende sogar gefährlich, wenn wichtige Verbindungen durch Otto Normaluser einfach mal so gestört werden können.

Betrachten wir zunächst einmal das normale Frequenzspektrum:



Der uns interessierende Mikrowellenbereich reicht dabei von 300 MHz bis hinauf zu 300 GHz.
Die für den WLAN-Funkverkehr freigegebenen Frequenzbänder liegen bei 2,4 GHz und 5 GHz, wobei das 2,4 GHz-Band momentan noch das gebräuchlichere ist.
Die strikte Aufteilung ist notwendig, damit ähnlich wie im Straßenverkehr jeder nur dort fährt, wo er auch hingehört.
Jedes der uns interessierenden Bänder ist dabei wiederum in einzelne Kanäle eingeteilt, vergleichbar mit den einzelnen Fahrspuren einer mehrspurigen Autobahn.
Die Autobahn ist das Frequenzband, die Fahrspuren sind die Kanäle:


Wenn man die Kanalaufteilung betrachtet, fällt einem auf, dass die Kanäle einander überlappen.
Darauf werden wir noch einmal zurück kommen, wenn es darum geht, Nachbar-WLANs als Störquelle auszuschließen,
indem man den optimalen und möglichst freien Kanal wählt, denn selbst Kanal 1 und Kanal 5 stören sich noch.





03. Wie WLAN eigentlich tickt 

Was ist eigentlich WLAN und was sind Accesspoint und Client?
Ein WLAN (Wireless Local Area Network), zu Deutsch ein drahtloses lokales Netzwerk, ermöglicht den kabellosen Netzzugang über Funk.
Die uns betreffende Variante ist dabei ein WLAN mit Access-Point (Zugangspunkt) und Client (Nutzer).
Ein Client (PC, Notebook, Tablet o.ä) verbindet sich in einer Funkzelle (also innerhalb der Reichweite des Access Points) mit dem Access Point.
In dieser Funkzelle können sich mehrere Clients mit diesem Access-Point verbinden und so ein drahtloses Netzwerk bilden,
bei dem auch die einzelnen Clients über den Access-Point untereinander kommunizieren können.
Der Access-Point funktioniert dabei als Hub bzw. Switch,
d.h. er verteilt die eintreffenden Datenpakete an die jeweiligen Clienten bzw. an die über das lokale Netzwerk LAN angeschlossenen Rechner.
Der Bereich, den ein Access-Point abdecken kann, hängt von vielen Eigenschaften und Umständen ab.
Bei freier Sicht zwischen Client und Access-Point kann die Entfernung mehrere 100 Meter betragen.
In geschlossenen Gebäuden sinkt die Reichweite meist auf unter 20 Meter und weniger.

Mit zunehmender Entfernung sinkt die Qualität und damit die Transferrate der Übertragung.
Wichtige Faktoren sind hierfür die verwendeten Baumaterialien der Gebäude, die Zahl der Wände, deren Dicke und andere Faktoren z.B. Stahlbeton.

Das einfache WLAN im Hausgebrauch

SCHEMA   Privates WLAN mit 2,4GHz



Ein bisschen Theorie zur Übertragung
Wir wollen an dieser Stelle die Übertragung erklären und vereinfachen den Vorgang im Sinne des Verständnisses auf ein vernünftiges Minimalmaß.

Schnelle oder sichere Protokolle

Die Netzwerkkommunikation basiert stets auf sogenannten Protokollen.
Hierbei unterscheiden wir zwischen dem Stammprotokoll (also der Basis) und den Transportprotokollen.
Als Basis dient uns das IP (Internet-Protokoll), für den Transport das TCP- oder UDP-Protokoll.
Die Unterschiede zwischen TCP und UDP liegen in den Kontrollsummen und der Tiefe der Protokollierung einschließlich Fehlerkorrektur.
Da bei TCP ein enormer Aufwand betrieben und jedes Paket kontrolliert wird, ist die Sicherheit höher, die Übertragungsrate liegt jedoch niedriger.
UDP ist großzügiger und schneller, aber es können durchaus Pakete verloren gehen.
TCP nimmt man deshalb für die Übertragung von Dateien und Informationen, die im Original vollständig erhalten werden müssen.
UDP ist ideal für Streaming, also VoIP-Livestreams oder Live-Cams, wo einzelne Paketfehler nicht weiter auffallen.


Was sind Schichten?
Nun haben wir zumindest einen groben Einblick in die Techniken von Netzwerken, die man als normaler Enduser nie zu Gesicht bekommt.
Für die Fehlersuche ist es aber durchaus empfehlenswert, diese Hintergrundinformationen zu kennen.
Aber hoffen wir, dass Ihr niemals Probleme mit Eurem Netzwerk bekommt!

Schicht 1 - Bitübertragungsschicht
Sie stellt die eigentliche Verbindung her. Auf Schicht 1 basieren z.B. Modems, Hubs und Repeater.

Schicht 2 - Die Verbindungsebene
Sie regelt den Zugriff auf das Übertragungsmedium und dient dem Datentransport.
Auf dieser Ebene werden die Prüfsummen zu den Paketen geschrieben, die in sogenannte Frames verpackt werden.
Hier greift übrigens auch die MAC-Adresse jeder einzelnen Netzwerk-Komponente.

Schicht 3 - Die Netzwerkschicht
Diese Schicht ist allein für das Routing zuständig.
Dabei wird für jedes einzelne Paket die ideale Route durch das Netzwerk (Lokal oder Internet) gesucht und eine sogenannte Routingtabelle angelegt.
Auf dieser Schicht arbeiten z.B. echte Router.

Schicht 4 - Transportschicht
Sie stellt die Verbindung der Endpunkte her und setzt die bereits erwähnten Transport-Protokolle TCP oder UDP auf

Schichten 5..7 - Anwendungsschichten
Regeln der Verbindung und das Halten derselben, alle Synchronisierungsaufgaben, weitere Protokolle (Anwendungsprotokolle) wie HTTP, POP usw.




04. Der richtige Standard fürs optimale Tempo

Normen und Standards

Nichts geht ohne Standards, deshalb wollen wir kurz den Blick auf die verbreitetsten Normen werfen.

WLAN-Standards im Überblick
Standard   
seit genutzte Frequenz    
Maximaltempo (MBit/s)    
Praxis-Tempo (MBit/s)    Reichweite (Meter)
802.11n 2009 2,4GHz &  5,0GHz 600 (derzeit: 300 bis 450) 100 bis 170 70
802.11g 2003 2,4GHz 54 20 bis 25 40
802.11a 1999 5,0GHz 54 22 bis 28 35
802.11b 1999 2,4GHz 11 4 bis 6 40

  

WiFi muss mit!

Welche Standards ein WLAN-Gerät wirklich unterstützt, erkennt man am Logo der sogenannten WiFi Allianz (bitte stets ohne Bindestrich).
Fast alle Hersteller drucken dieses Zeichen auch auf der Verpackung mit ab.
Man bekommt damit zumindest die Garantie, dass WLAN-Geräte unterschiedlicher Hersteller zusammen arbeiten können.
Diese Minimalkompatibilität sagt aber nichts über das später tatsächlich erreichbare Tempo oder die Reichweite aus, die man mit Komponenten unterschiedlicher Hersteller erreichen könnte.
Grund sind hierfür verschiedene Chipsätze, die ihre optimale Leistung nur untereinander entfalten können!
Daher alles von einem Anbieter !

Regel Nummer 1 - Alles aus einer Hand!
Wer sich wundert, warum er trotz teurer Komponenten nicht die mögliche Maximalleistung erreicht, verwendet oft genug Geräte mit unterschiedlichen Chipsätzen.
Fast niemandem ist dieser wichtige Umstand bewusst, deshalb wollen wir noch einmal darauf hinweisen:
Die größten Chancen auf ideale Datenraten hat man nur dann, wenn alle WLAN-Komponenten aus der gleichen Modellreihe eines Herstellers stammen oder über den gleichen Chipsatz verfügen!
Leider wechseln Hersteller oft mit den Modellreihen auch die Chipsätze, so dass man nie sicher sein kann, auch wenn man ausschließlich Produkte der Firma X oder Y benutzt.
Wichtig ist allerdings auch,
 dass alle diese Komponenten den gleichen Standard unterstützen, in unserem Falle den Standard 802.11n.


WLAN-Standard 802.11n und Draft-N 2.0

Diese Standards bieten gegenüber den älteren Normen eine deutlich höhere Transferrate und zudem auch eine größere Reichweite.
Erreicht wird dies mit einem technischen Kniff:  man nutzt einfach mehrere Antennen gleichzeitig!
Diese Technik nennt man MIMO (Multiple-In Multiple-Out).




Doch wie funktioniert dieser Trick?
Router oder Client übertragen dabei über jede Antenne unterschiedliche Signale.
Der jeweilige Empfänger filtert dann über jede der Antennen die speziell zugeordneten Signale heraus.
Auf diesem parallelen Weg lassen sich mehrere Datenströme gleichzeitig übertragen (Spatial Multiplexing), sofern Sender und Empfänger über genügend Antennen verfügen.

Gute WLAN-Geräte arbeiten mit zwei parallelen Datenströmen und schaffen damit Transferraten bis zu 300 Mbit/s,
die aktuellen Spitzenmodelle mit drei Datenströmen sogar bis zu 450 Mbit/s.

Die Anzahl, wie viele parallele Datenströme ein einzelnes WLAN-Gerät in Sende- und Empfangsrichtung verarbeiten kann, ist also durch die Anzahl der Antennen beschränkt.
Maximal wären laut Standard sogar 4 solcher Datenströme mit einer Transferrate von bis zu 600 MBit/s möglich, die passenden Geräte lassen jedoch noch auf sich warten.
Deshalb haben wir uns bei unserer Geräteauswahl auf Geräte mit 3 Antennen konzentriert.

Mehr Reichweite mit Diversity
Chipsätze in Geräten mit mehreren Antennen können aber noch mehr!
Falls Signale durch die große Entfernung schwächer werden, konzentriert sich der Router dann auf die Einzelantenne mit dem besten Signal.
Diese Funktion nennt man Diversity.

Was ist ein Dual-Band-Router?

Der 802.11n-Standard für zwei Frequenzen ausgelegt: 2,4 GHz und 5 GHz.
Erschwinglich sind momentan auch schon einige sogenannte Dualband-Router, die beide Bänder bedienen können.
So kann man sein WLAN clever organisieren und von möglichen Störungen abschotten, doch dazu später im zweiten Teil mehr.

Noch mehr Tempo: der 40 MHz-Trick mit breiteren Kanälen
Ein normaler Kanal im 2,4 GHz-Band ist 20 MHz breit; wir erinnern uns an die Grafik mit der Kanalaufteilung auf der letzten Seite.
Der Trick besteht nun darin, die Kanalbreite auf 40 MHz auszuweiten, also doppelt so breit wie ein einfacher Kanal.
Jeweils 10 MHz reichen dann in den darunter und den darüber liegenden Kanal hinein (Channel-Bonding).
Aber auch hier muss der Traffic anderer Netze betrachtet werden:



Überlappende Netze und ein Gewinner: die Redaktion mit aktivem Channel-Bonding

Wer die Möglichkeit hat, den sogenannten Greenfield-Modus zu aktivieren und reine n-Standard-Komponenten nutzt, der ist fein raus.
Der ganze Overhead für die Abwärtskompatibilität zu g und b entfällt.

Auswahl unserer Testsysteme für diesen Artikel

Wir verwenden in unseren Tests im Folgenden bewusst und ausschließlich Geräte eines einzigen Herstellers (Trendnet)
von denen wir zudem wissen, dass sie auch trotz unterschiedlicher Modellreihen zu 100% kompatibel sind (Chipsatz).
Das ermöglicht es uns, den älteren 54 MBit/s Standard-WLAN-Router der Telekom mit aktuellen Geräten zu vergleichen, die theoretische 300 MBit/s und 450 MBit/s schaffen.
Dies betrifft sowohl die zwei getesteten Dual-Band Gigabit Ethernet WLAN-Router, als auch die jeweiligen WLAN-Sticks für die höheren Geschwindigkeiten.

Zwischenfazit:
Das Beste ist gerade gut genug.
Am besten Geräte einer Modellreihe und Firma nutzen, die den gleichen Standard beherrschen.
Jede inkompatible Komponente im WLAN stört.
Die angegeben Werte in MBit/s sind theoretische Spitzenwerte, die in der Praxis nicht erreicht werden!











05. Bremse: Router von der Stange

Auswahl der WLAN-Komponenten
Beginnen wir beim Normalfall,  mit dem Router, den der Provider oft als Gratis-Beigabe dem Kunden aufs Auge drückt.
Hier handelt es sich meist im sogenannte Kombigeräte, bei denen DSL-Modem, Router und WLAN-Router in einem Gerät vereint sind.

Vorteil: der Anschluss ist relativ idiotensicher.
Die Konfiguration des Gerätes geschieht oft automatisch oder per Voreinstellungen.
Wer jedoch ein wirklich optimales und schnelles WLAN nutzen möchte, wird mit dieser Hardware kaum Freude haben.


Nachteile der billigen Gratis-Router
Speedport der Telekom. Mittelmaß.

Niemand weiß, welcher Chipsatz gerade verbaut wurde.
Wir erinnern uns - verschiedene Chipsätze haben einen Tempoverlust zur Folge.
Die meisten Geräte verfügen zudem über die Möglichkeit, bis zu 4 Geräte per LAN zusätzlich mit anzuschließen und zu routen.
Jedoch ist die Geschwindigkeit auf schlaffe 100 MBit/s begrenzt.
Da kann man beim Kopieren eines Films zwischen zwei PCs im lokalen LAN schon mal einschlafen.
Einfach mal losgehen und irgendeinen WLAN-Stick kaufen, ist auch eine Lotterie-Angelegenheit, denn stimmen die Chipsätze nicht zu 100% überein, sind gewisse Verluste in Kauf zu nehmen.
Die Verkäufer im M- und S-Markt werden hierbei sicher keine brauchbare Hilfestellung bieten können.


Cisco-Router aus dem Budget-Bereich
Wir haben Experimente mit verschiedenen Modellen von Linksys und Cisco gemacht, die eigentlich identisch sein sollten.
Fehlanzeige, die Trefferquote lag bei 50%, denn bereits ein neueres Modell passte nicht mehr.
Mit dem rechts abgebildeten Billig-Kombi-Gerät von Cisco verweigerte die Hälfte unserer Sticks die optimale Performance,
auch das Netbook verzeichnete plötzlich unerklärliche Geschwindigkeitseinbrüche.
Wer also denkt, sein altes Telekom-Gerät durch ein preiswertes Kombi-Gerät zu ersetzen, um damit mehr Speed zu erreichen, wird sicher herb enttäuscht.

Betrachten wir zunächst das typische Erstausrüstungs-WLAN:

SCHEMA               LAN/WLAN mit einfachem Kombi-Gerät (Modem + WLAN-Router)



Fazit
• Bei einigen Modellen bis 150Mbit/s theor. Geschwindigkeit möglich, viele schaffen sogar nur 50Mbit/s
• Unbekannter Chipsatz, kaum optimale Geschwindigkeit erreichbar. Welcher Stick passt dazu?
• Schlechte LAN-Anbindung mit maximal 100Mbit/s
• Kein Dual-Band möglich, nur 2,4GHz Band
• Nicht immer Channel-Bonding möglich (20MHz oder 40MHz Bandbreite)
• Minimalistische Funktionen / Settings




06. Gib Gas: Optimierte WLAN-Ausrüstung 

Wir entwerfen das optimale WLAN
Grundlage ist in diesem Fall ein Gigabit-WLAN-Router, am besten mit  3 Antennen für 300Mbit/s bzw. 450Mbit/s.
So können in der Praxis je nach Örtlichkeit und Entfernungen zwischen 120 und 200Mbit/s erreicht werden.
Nachteil:
wir benötigen noch ein zusätzliches ADSL/ADSL2+ Modem.
Allerdings ist es egal, wie der WAN-Zugang erfolgt, es kann also auch ein Kabelmodem angeschlossen werden.
Gute WLAN-Router dieser Kategorie ermöglichen zudem Gigabit-Ethernet, das bereits erwähnte Kopieren eines Filmes im LAN geschieht plötzlich im Handumdrehen.

Nur mit dem passenden Adapter kann der Router die volle Geschwindigkeit liefern.
Unterschiedliche Standards und Chipsätze bremsen hingegen.
Im Test nutzen wir diesmal Geräte von Trendnet, da wir auch die 450 Mbit/s-Technologie bewerten wollen.

Betrachten wir nun, wie sich das Ganze mit Router und separatem Modem darstellt.


SCHEMA               LAN/WLAN mit Gigabit-Ethernet-Router und Modem





TP-LINK  300Mbps-WLAN-Accesspoint TL-WA901ND V3.0    Gästezimmer (1. Sock)
Power-Buchse 9Vdc/0,85Amp                    Ethernet LAN-Buchse   (RJ-45 8-pol.)                     3x  Antennen-Stecker: RP-SMA (male)
S/N: 139C2504548                                       MAC-Adress: 10FEEDBB4C25                                PIN: 51257187

User-Name: admin                                      Passwort:  admin                                                        http://tplinkap.net
Betriebsmodi:   Accesspoint,   Client,   Universal/WDS-Repeater,   WLAN-Bridge
Mit der Übernahme des fortschrittlichen MIMO (Multi-Input/Multi-Output) IEEE802.11n arbeitet er mit drei Antennen gleichzeitig zum Senden und Empfangen,
 um Störungen und Signalverluste zu vermeiden, wenn sie lange Strecken oder physische Barrieren in einem kleinen Büro oder in einer großen Wohnung überwunden werden müssen
300Mbps Wireless N Access Point 2,4GHz - - IEEE 802.11n,  Haidestrasse 2013-12-15
300_d_TP-LINK-x_Schnellinstallation TL-WA901ND V3.0_1a.pdf
300_d_TP-LINK-x_Bedienungsanleitung TL-WA901ND V3.0_1a.pdf
300_d_TP-LINK-x_Datenblatt TL-WA901ND V3.0_1a.pdf
http://www.tp-link.com/at/products/details/cat-12_TL-WA901ND.html


Fazit
• Bis zu 450Mbit/s theoretische Geschwindigkeit möglich
• Optimale Geschwindigkeit zu 100% erreichbar, wenn Komponenten einer Produktlinie gekauft werden
• Perfekte LAN-Anbindung mit 1,0Gbit/s
• Gute Router mit Dual-Band, 2,4GHz und 5,0GHz Band
• Channel-Bonding möglich (20MHz oder 40MHz Bandbreite)
• Umfangreichere Funktionen / Settings




07. Gewühl und Chaos auf 2,4 GHz


Kuddelmuddel und Durcheinander auf 2,4 GHz
Störquellen gibt es viele, denn leider senden auf dem freigegeben Funkband auch andere Geräte, die mit unserem WLAN nichts tun haben:
Fernbedienungen, Bluetooth-Geräte, Drahtloskopfhörer, Funktastaturen und -Mäuse und vieles mehr.
Diese Störquellen sind durchaus geeignet, in größerer Häufung ein WLAN ordentlich zu verlangsamen und zu stören.
Was ist mit der Mikrowelle?
Nicht vergessen dürfen wir auch die sogenannten Mikrowellenherde, die im (nomen est omen) Mikrowellenbereich arbeiten.
Die zum Erwärmen verwendete Frequenz liegt bei diesen Geräten bei 2.455 MHz. Das Ganze wird zudem mit einer Leistung von mehreren hundert Watt betrieben.
Es ist übrigens ein Irrglaube, dass diese Frequenz die Resonanzfrequenz von Wasser sei.
Die Frequenz im 2.4 GHz Band ist lediglich ist eine kollektive Rotationsfrequenz von flüssigem Wasser und wurde vor allem auch deshalb ausgewählt,
weil bei dieser Frequenz die Funkwellen noch tief genug ins Gargut eindringen und dieses dadurch effektiv erwärmen können.
Moderne Geräte sind jedoch gut abgeschirmt und stören nur im Ausnahmefall.

SCHEMA               Störquellen auf 2,4GHz





Also hilft am Ende wohl nur Eines bei unerklärlichen Störungen oder Geschwindigkeitseinbrüchen:
alles heraus räumen, was senden könnte und dann Stück für Stück zurückbringen, bis der Effekt wieder auftritt.
Als Nächstes wollen wir deshalb den Einfluss der Störungen auf verschiedene Netzwerke messen.




08. Die Verluste in Zahlen und Fakten

Wir wählen Netzwerk und Methode
Um das Ganze wirklich anschaulich darzustellen, nutzen wir 3 verschiedene Konfigurationen an einem vorher definierten Standort.
Dazu dient einmal ein älterer, originaler WLAN-Router der Telekom mit 54 MBit/s, ein moderner Gigabit-WLAN-Router mit 2 Antennen
und möglichen 300 MBit/s, sowie ein aktuelles Gerät mit drei Antennen und maximal 450 MBit/s theoretischer Höchstgewindigkeit.
Dass diese Wert in der Praxis viel niedriger liegen und warum das so ist, das haben wir ja bereits gelesen.
Um die Störquellen zu definieren, haben wir zwei Szenarien simuliert und die betreffenden Geräte angeschlossen und auch in Betrieb genommen:

Normales Szenario:
• Funktastatur und Maus
• Bluetooth-Musik-Übertragung vom Mobiltelefon zum Headset
• Übertragung vom PC auf einen digitalen Funkkopfhörer
• Zweites Mobiltelefon mit aktiviertem Bluetooth ohne Dateiübertragung

Extremes Szenario (zusätzlich zum nomalen)
• Mikrowelle in der angrenzenden Küche auf Maximalstärke
• TV-Sender vom Arbeitszimmer ins Schlafzimmer aktiv
• Zappen mit der Funkfernbedienung für steuerbare Steckdosen
• Bluetooth-Dateiübertragung von einem zweiten Mobiltelefon zum PC
• Nutzen einer WiiMote

Die Ergebnisse


Das alte Modell mit nur 54 MBit/s und nur einer Antenne ist schnell am Ende.
Hier rächen sich Geiz und veraltete Technik ziemlich schnell.
Selbst eine normale DSL-Anbindung mit 6Mbit/s würde im Extremfall im Nachbarzimmer schon arg ausgebremst.
Doch wie schlagen sich die neuen und teureren Geräte?





Zunächst einmal:
der Geschwindigkeitszuwachs ist enorm, jedoch klaffen auch hier große Lücken zwischen theoretischer und praktisch erreichbarer Geschwindigkeit.
Das Gerät mit 3 Antennen schlägt sich wacker und ist schneller als das Gerät mit nur 2 Antennen und 300 MBit/s.
Interessanterweise liegt der Zuwachs der praktischen Geschwindigkeit ohne Störquellen prozentual höher, als die 30% mehr Speed in der Theorie.
Kommen jedoch Störquellen dazu, ist der Idealzustand schnell dahin und bei maximalem Störfeuer bricht der Vorteil auf ein Minimum zusammen.
Trotz allem ist das modernste Gerät auch dann noch das schnellste.

Was lernen wir daraus?
Der größte Geschwindigkeitszuwachs wird durch das Vermeiden und Ausschließen von Störquellen erreicht und nicht durch den noch tieferen Griff ins Portemonnaie!
Allerdings ist die Kombination aus modernster Technik und überlegtem Handeln unschlagbar, verliert jedoch jeglichen Reiz bei Desinteresse und zugemüllten Funkkanälen.
Was können wir nun für uns persönlich daraus schlussfolgern?
Es lohnt auf alle Fälle, zu den schnelleren Geräten zu greifen, setzt aber auch voraus, dass man sich aktiv mit dem möglichen Umfeld befasst.
Sonst ist das Geld unnütz auf die Straße geworfen.
Ferrari ja, aber bitte vorher die Straße von größeren Gesteinsbrocken und Schlaglöchern befreien.
Übrigens sind nicht nur sendende Geräte ein Störfaktor, auch das WLAN des oder der Nachbarn kann einem die Freude verderben.
Wir werden also etwas spionieren müssen. Doch keine Angst, wir müssen dazu keine geschickten Fangfragen stellen oder Türen aufbrechen - dafür gibt es ja Software...




09. Kanal-Scan für ein freies Plätzchen   inSSIDer Home

Viele WLAN-Netze im Haus sind der Tod jeder guten Übertragung
Erinnern wir uns kurz zurück an die Aufteilung des 2,4GHz Frequenzbandes in Kanäle.
Da wir nun auch wissen, dass mittels Channel-Bondings sogar 40MHz Bandbreite genutzt werden können, sehen wir auch:
es wird verdammt eng, wenn 3, 4 oder noch mehr Nachbarn den gleichen Gedanken mit dem WLAN hatten.
Verschaffen wir uns einfach einen Vorteil und finden mittels eines Freeware-Programmes heraus, welches Netz auf welchem Kanal noch wie stark zu empfangen ist.

Wir nutzen dazu die Open-Source Software inSSIDer, die mittlerweile in Version 2.0.7 vorliegt.
Die Freeware "inSSIDer Home" scannt alle WLAN-Netze in Ihrem Empfangsbereich.
Es überprüft deren Empfangsstärke, ermittelt die Sicherheitseinstellungen und weitere Details.
So wird beispielsweise der Sendekanal erfasst, die MAC-Adresse oder der genaue Standort.


C:\Program Files (x86)\MetaGer\inSSIDer Home

http://www.metageek.com/products/inssider/
http://www.chip.de/downloads/inSSIDer-Home-letzte-Freeware-Version_41273737.html


Wir erinnern hier auch gern noch einmal an die vorkonfigurierten WLAN-Geräte der Provider, bei denen oft genug der gleiche Kanal voreingestellt ist.
Wer sich nun keine Gedanken über die Optimierung macht, kann in diesem Wettbewerb nur verlieren.
 

Netze, Netze, Netze....
So stellt sich aktuell die Ausgangslage unseres WLANs im Korridor dar, in dem der Access-Point zunächst stand.
Wir sehen auch, dass insgesamt drei schmalere 20 MHz-Netze in dem Bereich arbeiten, in dem auch unser 40MHz Netz mit Channel-Bonding auf Kanal 5 liegt.
Da hätten wir zweimal den Kanal 6 und einmal den Kanal 4.
Ärgerlich wird das Ganze allerdings erst, wenn die Feldstärken der konkurrierenden Netze so hoch sind, dass unser Router vorrangig Dinge empfängt, mit denen er nichts anfangen kann.
Das blaue Netz auf Kanal 11 ist hingegen frei von jeglichen Einflüssen.



Krieg auf allen Wellen und kein einziges Loch.

Welcher Raum ist wichtig und wo stellen wir den Access-Point hin?
Mit unserem Netbook haben wir deshalb nach einem geeigneteren Standpunkt gesucht, wo möglichst ungestörter Traffic stattfinden kann und haben unser Arbeitszimmer als besten Standort ausgemacht.
So mussten wir notgedrungen einen 30 cm langen Bohrer kaufen und die Gasbetonwand zum Arbeitszimmer durchbohren, damit das Telefonkabel den neuen Standort erreicht.
Hier platzieren wir nun Telefondose, Splitter und die WLAN-Geräte.
Im Prinzip hätte es auch gereicht, das WAN-Kabel zwischen Modem und Access-Point durchzuziehen und zu verlängern, aber knapp 10 Meter dickes Netzwerkkabel wollten wir dann doch nicht verlegen.
Jedoch haben wir es als hilfreich empfunden, unser Schnurlostelefon in der anderen Zimmerecke möglichst weit weg vom Access-Point zu platzieren.
Klar, denn auch dieses Teil funkt ja im Betriebsfall auf 2,4 GHz.



Schon besser. An diesem Standort sind wir der King!

Wir testen die anderen Standorte
Natürlich ist es der Sinn des heimischen WLANs ja auch, nicht nur Geräte innerhalb eines Raumes zu verbinden, sondern die gesamte Infrastruktur einzubinden.
Hier hilft unser kleines Programm ebenfalls weiter, um den günstigsten Standort in anderen Räumen zu finden, denn nicht jede Ecke ist gleich gut geeignet.



Nicht mehr ideal, aber benutzbar.

Im Wohnzimmer wird es am Ende dann doch wieder etwas eng, aber diesen Kompromiss musste man eingehen.

Mit den schwächeren Konkurrenz-Netzen kann man leben, denn der stärkere Feind liegt außerhalb.

Zwischenfazit

• Jeder Standort besitzt eine unterschiedliche Eignung für den Access-Point
• Viele Netze liegen auf Grund der Vorkonfiguration auf demselben Kanal
• Eine Scan-Software schafft einen ersten Überblick über die Kanalbelegung
• Nicht vergessen, auch die anderen Räume nach dem besten Standort zu überprüfen




10. Montage, Verkabelung und Optimierung

Die richtige Montage

Generell sollten Modem und Access-Point frei genug stehen, damit die beim Betrieb entstehende Abwärme gut abgeführt werden kann.
Überhitzte Bauteile können nicht nur schneller defekt gehen, im Grenzwertbereich der Temperaturen lässt auch die Leistung der Geräte nach.
Wir haben einen Kompromiss aus Kühlung, Ordnung und Erreichbarkeit gemacht und den kompletten Aufbau inklusive Splitter hinten an der Querblende des Schreibtischs verschraubt:
Kompromiss, aber brauchbar: die Schreibtisch-Rückseite. Im Bild ein Gigabit WLAN-Router von Trendnet mit 300 MBit/s und zwei Antennen, dazu ein preiswertes ADSL2+ Modem von Congstar aus einer eBay-Auktion für ganze 5 Euro.
Generell gilt: je höher der Access-Point vom Fußboden entfernt ist, um so besser!
Natürlich setzt uns hier die Optik im Raum gewisse Grenzen, denn Kabelsalat ist ein schlechter Dekorationsgegenstand.
Die Antennen sollten, obwohl sie Rundstrahler sind, im Idealfall nach unten ausgerichtet sein.
Kabel sollten lose in größeren Schlaufen verlegt werden. Wir sehen auch, das LAN ist voll belegt - hier lohnt sich Gigabit-Ethernet auf alle Fälle
Für die Verbindung der Geräte bitte so kurze Kabel verwenden, wie möglich.
Auch wenn die Verlegung am Ende ja möglichst ordentlich aussehen soll, gilt:
Enge Schleifen, straff zusammengerollte und abgebundene Kabel, harte 90°-Knicke (Achtung, Kabel- oder Isolationsbruch) und ähnliches vermindern die Leistung schon vor dem eigentlichen WLAN-Betrieb unnötig.

Optimierung bei Clients

Oftmals ist es funktechnisch sehr ungünstig, den WLAN-Stick direkt an einen der Gehäuse-USB-Anschlüsse anzuschließen.
Egal ob Front oder Rückseite, der Metallkörper des Gehäuses stört fast in jedem Fall! WLAN-Karten mit eingebauten Antennen sind Spielzeug und nicht brauchbar.
Um den optimalen Lageplatz für einen angeschlossenen Stick zu finden, kann man eine USB-Verlängerung nutzen. Mit inSSIDer messen wir dann die Signalstärke an verschiedenen Positionen.
Auch wenn die Lösung nicht immer optimal aussieht, für größere Dateiübertragungen rentiert es sich allemal, den Anblick hintenan zu stellen und dafür vielleicht mit doppelt so hohem Durchsatz zu arbeiten.

Typischer Fall. Hinten am PC geht die Feldstärke faktisch gegen Null. Hier hilft meist nur die Verlängerung.

  

 



11. Sicherheit: besser zweimal zuschließen!

Ganz wichtig: richtige Absicherung des WLAN
Der Internetzugang über das heimische WLAN ist komfortabel, aber ohne geeignete Sicherheitsmaßnahmen wird aus dem Tüftler schnell ein wehrloses Opfer.
Zudem gilt hier leider auch, dass Unwissenheit im Ernstfall fast nie vor Strafe schützt.
Wer also bei seinem WLAN keine oder nur unzureichende Sicherheitsvorkehrungen trifft, der setzt sich automatisch gleich mehreren Gefahren aus.
Ungebetene und kriminell motivierte Gäste können aus ungeschützt übertragenen Daten persönliche Informationen wie Logins und Passwörter ausspähen,
der parasitäre Mitnutzer eines offenen WLAN kann ungestraft saugen, was sein böses Herz begehrt - mit den allseits bekannten Folgen.
Somit ist das richtige Abschotten von drahtlosen Heimnetzwerken vor Eindringlingen von äußerster Wichtigkeit.
Mit dem Thema Passwortsicherheit im WLAN und Knacken von WPA-Schlüsseln per GPGPU haben wir uns ja bereits beschäftigt.
Im Folgenden wollen wir deshalb noch die wichtigsten Methoden einer richtigen Absicherung besprechen.
Nicht nur übertragene Daten können abgelauscht werden, wer seinen PC offen lässt, lädt geradezu zum Datenklau ein.
 

Schritt 1: Firmware aktualisieren
Niemand ist fehlerfrei, die Firmware eines Access-Points erst recht nicht.
Bevor man überhaupt den Erstbetrieb des WLANs startet, sollte man die Firmwareversion prüfen und die Firmware bei Bedarf unverzüglich updaten.
Sicherheitslöcher sprechen sich in der Szene schnell herum.
Also erst updaten, dann online gehen!

Schritt 2: Access-Point absichern

Die WLAN-Access-Points werden herstellerseitig mit Standardpasswörtern versehen und wer mit dem eben benutzten Freewareprogramm
den Typ des Gerätes angezeigt bekommt, kann im Internet schnell eine Liste der Standardpasswörter für die einzelnen Hersteller ergoogeln.
Somit ist dies der erste und wichtigste Schritt zu mehr Sicherheit!

Schritt 3: Fernwartung? Deaktivieren!

Fast alle modernen Geräte bieten die Möglichkeit einer Fernwartung übers Internet.
Doch selbst wenn man ein Passwort vergibt, gegen Brute-Force-Attacken und sonstige Kenntnisse von firmwarespezifischen Lücken kann man sich schlecht zu 100% absichern.
Wer diese Option nicht wirklich benötigt: deaktivieren

Schritt 4: Netzwerk verschlüsseln!
Um das Netz vor unbefugtem Zugriff zu schützen, ist der Einsatz einer sicheren Verschlüsselung unverzichtbar. Die derzeit drei gängigen Verschlüsselungsverfahren für WLAN sind:
WEP (Wired Equivalent Privacy)
WPA (Wi-Fi Protected Access)
WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2)

Die WEP-Verschlüsselung ist veraltet und mit Abstand das unsicherste der drei Verfahren.
WEP gilt zudem schon seit längerem als geknackt, also sollte man in diesem Fall Geräte, die nur WEP unterstützen emotionslos und ohne nachzutrauern ersetzen.
Der neuere Standard WPA bietet deutlich mehr Sicherheit, da er zusätzlich dynamische Schlüssel nutzt, die die Dechiffrierung des Datenverkehrs erschweren.
Allerdings sind Angriffe mittels diverser kursierender Wörterbücher durchaus von Erfolg gekrönt, Schlüssel sollten also mindestens 10 Zeichen lang sein,
zusätzlich Ziffern und Sonderzeichen enthalten und die alternierende Groß- und Kleinschreibung zur Irritation nutzen.
WPA2 bietet von allen Methoden im Moment den besten Schutz.
Der weiterentwickelte Verschlüsselungsalgorithmus basiert auf dem Advanced Encryption Standard (AES), der sich übrigens auch im VPN-Bereich durchgesetzt hat.

Wichtig:
Alle Geräte müssen das gewählte Verschlüsselungsverfahren auch unterstützen!
Nutzt z.B. ein alter Stick noch WEP, stuft der Router möglicherweise die Verschlüsselung für alle angeschlossenen Geräte herunter.


Schritt 5: SSID umbenennen und ausblenden
Die Service Set Identifier (SSID) ist der Name des jeweiligen WLANs. Im Auslieferungszustand ist diese je nach Hersteller auf einen Standardnamen eingestellt, der sich je nach Access-Point-Hersteller oder -Modell unterscheidet.
Hier sollte man unbedingt eine Änderung vornehmen, wobei man nach Möglichkeit keinen Rückschluss auf den Netzinhaber zulassen sollte (z.B. Meier-Netz).
Der Tipp, die "SSID-Broadcast"-Option zu deaktivieren, ist mittlerweile eigentlich hinfällig.
Diese Einstellung sollte verhindern, dass ein Access Point den Namen seines WLANs fortwährend sendet. Inzwischen kann moderne Client-Software
aber auch standardmäßig WLANs mit deaktiviertem SSID Broadcast anzeigen, womit diese Option praktisch keinen wirklichen Nutzen mehr bringt, da die Netzwerke auch für den normalen Benutzer sichtbar sind.



Am Boden eines jeden WLAN-Routers findet man die voreingestellten Werte für SSID und Schüssel. Dieses Gerät hier gehört bereits schon wegen des WEP-Standards schnell ausgemustert.

Schritt 6: MAC-Filter nutzen
Eine zusätzliche Möglichkeit, den ungewollten Zugriff Dritter auf das eigene WLAN zu erschweren, bietet der sogenannte MAC-Filter, auch ACL (Access Control List) genannt.
Wir erinnern uns an die Schichten - jedes Netzwerkgerät besitzt eine eindeutige und einmalig auftretende ID-Nummer (MAC-Adresse) zur Identifizierung im Netzwerk.
Ein professioneller Hacker wird darüber nur milde lächeln, denn die Adressen sind ja auch in den Datenpaketen selbst enthalten, aber man erschwert es zumindest Freizeitcrackern und Script-Kiddies ein wenig.
DHCP kann man deaktivieren, wenn man weiß, wie man mit individuell vergeben IP-Adressen umzugehen hat.




12. Fazit und Vorschau auf Teil 2

Zusammenfassung
Nachdem wir uns nun mit der Theorie und der praktischen Errichtung des heimischen WLANs beschäftigt haben, können wir entspannt nach vorn blicken.
Unsere Nachbarn haben wir Dank inSSIDer durchschaut und uns auf einen Platz zurückgezogen, wo uns fremde Netze am wenigsten stören.
 Ist das nicht möglich, hilft ein Gespräch mit den Nachbarn, in dem man die Problematik erklärt (die nötigen Grundlagen haben wir gerade erklärt)
und nach Lösungen sucht, indem man sich etagen- und signalstärkeabhängig am besten in die Kanäle reinteilt.
Wenn man dann noch mögliche Störquellen eliminiert und das Bluetooth-Mobiltelefon nicht gerade neben den Access-Point legt,
den Funk-Kopfhörer auf eine andere Frequenz abstimmt und auf drahtlose Mäuse und Tastaturen verzichtet, dann steht einem völlig neuen Geschwindigkeitsgefühl nichts mehr im Wege!

Fazit:
Fakt ist, auf 2.4 GHz herrscht Rush-Hour rund um die Uhr und wir sind gut beraten, uns im zweiten Teil diesbezüglich eine Lösung auszuknobeln, denn die nötige Hardware haben wir ja schon.
Auf 5 GHz herrschen noch Freiheit und gähne Leere, noch.

Was erwartet uns im zweiten Teil genau?
Als Erstes werden wir überlegen, wie wir unser Netz auf 2.4 GHz und 5 GHz sinnvoll aufteilen können und testen, welchen Sinn es macht, Mediadaten besser auf 5 GHz zu streamen.
Wir wollen eine externe USB-Backup-Festplatte und einen normalen USB-Drucker ins WLAN einbinden und somit für alle Anwender nutzbar machen.
Danach bauen wir eine Überwachungskamera auf, die auch nachts gute Bilder liefert und uns bei Bewegungen sogar per E-Mail benachrichtigt.
Außerdem stehen uns deren bewegte Bilder im Browser und sogar per App auf dem Mobiltelefon zu Verfügung.
Am Ende wagen wir noch den Weg aufs Dach und binden ein weiter entferntes Gebäude ans WLAN an:

Einfaches Datengrab mit eigener IP-Nummer
Ab sofort steht der Drucker im Netz, auch ohne teure Netzwerkfunktionalität



Wir freuen uns auf ein Überwachungskamera-Projekt.






Wie weit es wohl gehen wird? Lassen wir uns überraschen!

Wir sind sicher, dass wir uns auch im zweiten Teil lesen, denn nun wird es erst richtig interessant!
Allerdings macht die schönste Technik ohne Datendurchsatz schnell einen Strich durch die Rechnung. Deshalb erst optimieren, dann experimentieren!





























WLAN für Einsteiger - Teil 2:
Dualband, Überwachung, Multimedia und 1 km Langstrecke








01. Einführung zur Fortsetzung 

Nachdem wir die Grundlagen und Geräte kennen, kommt nun die absolute Kür:
Wir bauen unser WLAN aus und schaffen völlig neue Möglichkeiten! Dualband, Überwachungskamera, Multimedia, Druck und ein Langstrecken-Experiment über 1 km runden den 2. Teil ab.
Der erste Teil ist geschafft und das Netz läuft? Schön.
Dann wollen wir die vorgestellte Hardware noch ein wenig effizienter ausnutzen und zudem noch ein paar weitere Grundlagen für einen ungestörten Empfang lernen, der leider im ersten Teil keinen Platz mehr hatte.




02. Mehr Platz für alle: das 5 GHz-Band 

Eine Aufgabe aber 2 Bänder: 2,4 GHz und 5 GHz
Auf dem Markt finden wir verschiedene Systeme, die nach unterschiedlichen WLAN-Standards arbeiten - wir haben uns im ersten Teil ja bereits für einen Standard entschieden.
Darüber hinaus stehen wir vor der Wahl: 2 Bänder sind für die WLAN-Nutzung freigegeben, und man kann beim Kauf der Hardware entscheiden, ob man nur im 2,4 GHz, dem 5 GHz oder sogar beiden Bändern arbeiten möchte.
Für die richtige Entscheidung muss man die Unterschiede kennen, denn die physikalischen Unterschiede zwischen 2,4 GHz und 5 GHz spielen durchaus eine wichtige Rolle.
Wenn die Frequenz erhöht wird, dann reduziert sich damit die Wellenlänge. Je kleiner die Wellenlänge, desto weniger Platz benötigt ein sogenannter Funkstrahl zwischen den einzelnen Stationen.
Dies nennt man Fresnel-Zone. Diese Feststellung besitzt später bei unserem Freilandversuch noch einmal eine stärkere Bedeutung.
Doch auch für den Innenbereich spielt die Wellenlänge eine gewisse Rolle. Doch dazu gleich mehr.

Hindernisse können sehr störend wirken. Wir erklären später diese Problematik noch im Detail


Sendeleistung EIRP
Je höher die Frequenz, umso höher die Dämpfung der Funkwelle.
Selbst die Luft dämpft die Wellen bei 5 GHz stärker als auf dem niedrigeren Band.
Um diese Nachteile auszugleichen, darf auf dem 5 GHz Band mit höheren Sendeleistungen gefahren werden.
Das, was unsere Praxis betrifft, können wir getrost dem Router überlassen, der diese Umstellung selbständig vornimmt. Nur beim Anschluss externer Antennen müssen wir noch etwas rechnen.
Alle Angaben der nachfolgenden Tabelle erfolgen in in Milliwatt EIRP (Equivalent Isotopic Radiation Power):

  Sendeleistung          IEEE 802.11b/g    IEEE 802.11 a/h
2412-2477 MHz5180-5320 MHz (Subband 1) 5470-5725 MHz (Subband 2)
indooroutdoorindoorindooroutdoor
TPC+DFSTPCDFSohneTPC+DFSTPC+DFS
10010020060303010001000
Alle Angaben in Milliwatt EIRP (Equivalent Isotopic Radiation Power)


Kanalaufteilung im 5 GHz-Band

Immerhin bietet das Band 19 nicht überlappende Kanäle für 20 MHz Bandbreite und 9 nicht überlappende für 40 MHz, im Gegensatz zu dem einen 40 MHz-Kanal im 2,4 GHz-Band:






Vor und Nachteile der einzelnen Bänder

Jedes der zwei Bänder hat demnach Vor- und Nachteile. Fassen wir noch einmal kurz zusammen:


5 Ghz2,4 Ghz
Zulässige SendeleistungSiehe Liste (oben) 200 mW bis 1000 mW100 mW
Maximal mögliche Reichweite
Größer als bei 5 Ghz
Hardware-Unterstützungnur neuere WLAN-Router bzw Dualband-Router
kaum Unterstützung bei Laptops und Netbooks
faktische alle WLAN-Clients und WLAN-Router
20-Mhz-Kanäle ohne Überlappung19 Kanäle3
40-Mhz-Kanäle ohne Überlappung9 Kanäle1
StörungsfreiheitBesser als 2,4 Ghz

Wer sich die Hardware neu anschafft, sollte am besten auf einen Dualband-Router setzen, der beide Bänder beherrscht.
So kann man mit zwei konkurrierenden WLAN-Netzen innerhalb der Wohnung die Vor- und Nachteile beider Bänder voll zu seinen Gunsten nutzen.
Im 2,4 GHz-Band können Laptops, Smartphones und Notebooks weiter ins Internet, während man größere Datenmengen oder Streams am sinnvollsten über das 5 GHz-Band schiebt.
Vorteil:
Man stört mit solchen Aktionen nicht die Konnektivität der Clients im jeweils anderen Band. Wie man dies genau plant, besprechen wir später.
Zunächst wollen wir jedoch beide Bänder noch einmal praktisch in unseren 4 Wänden testen.






03. Wände - der Feind im eigenen Haus

Wir wohnen nicht im Freien
Unser Problem: ein Router, mehrere Räume und jede Menge Wände.
Klingt irgendwie unproblematisch nach Wohnung, kann aber durchaus größere Probleme aufwerfen.
Wir wollen dieses Thema einmal praxisnah an einer durchschnittlichen Altbauwohnung verdeutlichen.
Hier haben wir ein großes Arbeitszimmer, in dem Telefonanlage und Router stehen.
In der Mitte trennt ein langer Flur diesen Raum und z.B. Küche und Bad von den gegenüberliegenden Zimmern wie Wohnzimmer, Kinderzimmer, Schlafzimmer usw..
Sogar im Bad steht ein WLAN-Radio, nur die Küche ist faktisch nicht vernetzt.

Mit 24cm Gasbetonwand + 2cm Putz kann man leben. Aber auch Regale, Bücher und Technik dämpfen die Funksignale.

26 cm inklusive Putz. Bereits am anderen Korridorende ist die Dämpfung deutlich spürbar.
Wir dürfen schließlich eines nicht vergessen: Wir haben nicht nur Wände zu durchdringen, sondern ggf. noch das im Weg stehende Mobiliar und sonstige Einrichtungsgegenstände.
Doch es gibt nicht nur dünne Wände, sondern auch solche, die statische Funktionen besitzen:

Ist die dick man. Fast 42cm inklusive Putz nimmt diese Wand aus doppelt gebrannten Ziegeln in Anspruch. Massiv und dämpfend zugleich.

42cm WLAN-Elend: hier muss Funk erst einmal durch...
Eine Betrachtung zur Dämpfung der Funkwellen

Es gibt zwar kein Patentrezept, aber einige Regeln, an die man sich halten kann, um eine möglichst gute Netzabdeckung zu erreichen.
Betrachten wir zunächst die (sehr theoretischen) Faustformeln für die möglichen Reichweiten:

SICHTVERBINDUNGEN:
Typ. 30m Reichweite in Gängen, bis zu 100m in Hallen
Rigipswände / Holz: Typ. 30m Reichweite, durch max. 5 Wände
Ziegelwände / Gasbeton: Typ. 20m Reichweite, durch max. 3 Wände
Stahlbetonwände / Stahlbeton-Decken: Typ. 10m Reichweite, durch max. 1 Wand / Decke


Das Ganze ist jedoch nicht nur von Entfernung und Anzahl der Wände abhängig, sondern auch vom Material, welches durchdrungen werden muss.
Auch in diesem Punkt gibt es riesengroße Unterschiede:

Dämpfung:
Holz, Gips, Glas ohne Metall-Beschichtung 0..10% Dämpfung
Ziegel, Preßspan-Platten 5..35% Dämpfung
Stahlbeton 20..90% Dämpfung
Metall, Aluminiumkaschierungen 90..100% Dämpfung


Der lange Weg durchs Material - Irrglaube vs. Realität
Es ist so schön einfach. Wir haben 2 Wände, rechnen theoretisch zusammen, dass es reichen müsste - und am Ende?
Was immer wieder gern vergessen wird: Man wird die Wände im Idealfall nicht senkrecht durchdringen können.
Muss man von einer Wohnungsecke in die andere, werden durch den schrägen Durchdringungswinkel die Wege wesentlich länger!
So kann sich der tatsächliche Weg durch die Wand sogar verdoppeln! Betrachten wir einmal das folgende Bild, hier blickt der Betrachter von oben auf eine aufgeschnittene Wohnung:





Der grüne Empfänger steht nicht ideal, aber es reicht noch für einen stabilen Empfang.
Die Funkwellen zum roten Probanden haben fast die doppelte Wandstärke zu durchdringen!
Nun wissen wir auch, warum wir im Nachbarzimmer nicht an allen Stellen einen gleich gutem Empfang haben!
Und was hat das alles mit dem Dualbandbetrieb zu tun?
Jede Menge, denn das 5 GHz-Band ist hochfrequenter und damit kurzwelliger.
Das heißt im Klartext: Hier tritt viel schneller eine mögliche Dämpfung durch Hindernisse ein.
Wie sich dies in der Praxis im Vergleich zum 2,4 GHz-Band auswirkt, das erfahren wir auf der nächsten Seite




04.   2,4GHz vs. 5,0GHz im Alltagsbetrieb 


Das 2,4 GHz-Band und Hindernisse im Haus

Messen wir zunächst den tatsächlichen Durchsatz.
Den Testaufbau kennen wir ja noch aus dem ersten Teil.
Wir sehen: Jede zusätzliche Wand schluckt ein ganzes Stück mehr.
Dass die Gasbetonwand in unserem Test fast soviel dämpft wie die Ziegelwand, liegt an den mit Technik vollgestopften Regalen im Korridor.
Man vergisst schnell, dass Hardwareschätze häufig auch metallischen Ursprungs sind, und selbst dicke Fachbücher wirken wie Holz und dämpfen die Funkwellen.

Betrachten wir unser Ergebnis.
Dazu haben wir den uns störenden Funkverkehr im Haus kurzzeitig unterbunden:




5 GHz und keiner ist auf Sendung
Niemand da der stört.
Wir haben an unserem Standort niemanden, der das 5 GHz-Band nutzt.
Manchmal hat die arge Unwissenheit Dritter also auch handfeste Vorteile beim Funkverkehr.
Da wir nur zwei Dual-Band-Router zum Test haben, fallen die Messergebnisse etwas kürzer aus:





Schön zu sehen: Die Werte der abgelegenen Standorte sind niedriger, die Dämpfung fällt also etwas höher aus.
Jetzt könnte man natürlich schlussfolgern, dass das Band schlechter und somit ungeeigneter sei.
Aber unsere obigen Messungen im 2,4 GHz-Band sind ja ein Idealfall.
Schalten wir nämlich alle anderen Funknetze wieder zu und auch die ganzen anderen Funksender auf 2,4 GHz, dann ergibt sich ein interessantes Bild.
Man ist nun mal nie allein auf 2.4 GHz.
Erinnern wir uns noch an die Messungen mit den störenden Netzen und Geräten?
Wir haben diese Messungen vervollständigt und die tatsächlichen Ergebnisse verglichen.
Setzt man im Alltag einen normalen Störpegel voraus, hat man mit dem 5 GHz-Band (noch) die besseren Karten:



Wir sehen, es macht durchaus Sinn auf die nominell etwas langsamere Spur zu wechseln, wenn sich keiner drängelnd dazwischen schiebt.






05. Dualband: wir planen ab jetzt zweispurig

Einer für alles: Dualbandrouter
Wichtigste Voraussetzung für einen Dualbandbetrieb ist ein geeigneter Dualband-Router, der insgesamt 2 Netze parallel bedienen kann, also einmal das 2,4-GHz-Band und das 5-GHz-Band.
Dazu benötigen wir die passende Hardware und müssen beachten, dass auch die Clients fürs 5-GHz-Band ausgelegt sein müssen.
Wir erinnern uns noch einmal an Teil 1: Der Idealfall für eine schnelle und optimale Verbindung ist eine einheitliche Technik!
Moderner Dualband-Router und Dualband-Stick für bis zu 450 MBit/s theoretischer Übertragungsgeschwindigkeit.

Wie funktioniert nun Dualband?
Man muss sich das Ganze so vorstellen, dass der Accesspoint A zeitgleich mit dem Laptop B auf 2,4 GHz und dem PC C auf dem 5 GHz-Band kommunizieren kann.
Mit einem konkurrierenden Dualbandrouter ist es jedoch nicht möglich, beide Bänder zu einem Datenstrom zwischen Accesspoint A und Laptop B zusammenzufassen.
Wir beschleunigen also nicht den Transfer einer Einzelverbindung, sondern ermöglichen den Verkehr zwischen mehreren Geräten mit normaler Geschwindigkeit.
Somit beeinträchtigen Datentransfers großer Files oder ein Mediastreaming zwischen PC und Laptop auf dem 5GHz-Band nicht den Internetzugriff von Tablett-PC und Laptop über das 2.4 GHz-Band:


SCHEMA               Privates Dual-Band-WLAN auf 2,4GHz und 5,0GHz




Wir sehen also, es liegen alle Geräte in einem einzigen Netzwerk. Sie sind jedoch über 2 konkurrierende Funknetze miteinander verbunden.
Geräte, die überwiegend geringe Datenraten benötigen (WLAN-Radio, Tablet-PC, ältere 2,4-GHz-Geräte) verbleiben im 2,4-GHz-Band, die neueren Geräte fassen wir parallel dazu im 5 GHz-Band zusammen.
So haben wir quasi die Ortsdurchfahrt für die PKWs und eine gut ausgebaute und freie Umgehungsstraße für den Schwerlastverkehr.





06. Drucker und Festplatten einbinden

Verbindung über den WLAN-Router
Gute WLAN-Router besitzen einen oder mehrere USB-Eingänge, um externe Systeme ins WLAN mit einzubinden.
Je nach Modell und Firmware können diese Geräte dabei direkt oder über ein zusätzlich zu installierendes Programm angesprochen werden.
Am häufigsten ist die manuelle Einbindung über eine kleine Zusatzsoftware anzutreffen.
Der Drucker ist per USB am WLAN-Router angeschlossen

In diesem Fall bindet der Rechner das jeweilige Gerät über die gestartete Software solange exklusiv an den jeweiligen Rechner an, wie diese Verbindung benötigt wird (z.B. Ausdruck, Datensicherung).
Danach gibt man das Gerät wieder frei und der nächste Anwender kann damit arbeiten.

Auch die Festplatte lässt sich per USB mit dem Router verbinden
Diese Variante ist nicht nur weit verbreitet, sie ist auch relativ preisgünstig.
Allerings gibt nicht jedes Kombi-Gerät diese Funktionen her. Hier einmal das Schema eines gängigen aktuellen Multifunktionsgerätes ohne USB:





In diesem Fall muss man mit Zusatzgeräten arbeiten, aber man muss auch die jeweilige Beschreibung sehr gut und aufmerksam lesen!
Wir haben im Verlauf der letzten 2-3 Jahre einige vorgebliche eBay-Schnäppchen getestet und dabei zumeist große Inkompatibilitäten festgestellt.
Vor allem im 64-Bit-Bereich funktionieren solch ältere Lösungen sehr selten.
Hier im Folgenden noch ein paar getestete Geräte, die wirklich funktionieren:


Sharkoon USB LANPort 400

- 4-fach USB-Festplattenverteiler
- funktioniert über mitgelieferte Software
- Anschluss am LAN

ca. 35-40 Euro

Edimax PS-1206MF MFP

- Printserver
- funktioniert über mitgelieferte Software
- Anschluss am LAN

ca. 45-50 Euro

TP-Link TL-WPS510U Netzwerk W-LAN Print Server

-Bindet den Drucker direkt ins WLAN ein

ca. 40 Euro

Fazit:
Wer teure Zusatzgeräte umgehen möchte, die oft bis zu 50 Euro kosten, sollte sich auf alle Fälle nach einem WLAN-Router umsehen, der die gewünschten USB-Geräte gleich mit einbinden kann.
Man erhält funktionierende Software gratis dazu und spart sich am Ende unliebsame Überraschungen.





07. Mediastreaming: A.C.Ryan Veolo


Einbinden einer kompakten Media-Box
Wer kennt sie nicht, die handlichen und kleinen Alleskönner, die nicht nur die Welt des Internets auf dem heimischen TV bringen,
sondern auch verschiedenste Medienformate empfangen, verwalten und abspielen können?
Ist die WLAN-Verbindung gut genug, muss man diese kleinen Multimedia-Zwerge noch nicht einmal an heimische LAN anschließen, die Drahtlosverbindung tut auch.

Mediacenter im Hosentaschenformat
In der neuen A.C. Ryan VEOLO findet man einen Alleskönner, der einen aufwändigeren HTPC zum Großteil ersetzen kann,
und mit dem man Multimedia-Inhalte in vielen verschiedensten Formaten über ein Netzwerk oder einen angeschlossenen USB-Speicher auch auf dem Fernseher im Wohnzimmer genießen kann.
Zur Verwendung kommt Android 2.2 (Froyo), und man erhält somit auch die Unterstützung für soziale Netzwerke, Spiele, Apps sowie einen integrierten Web-Browser mit Flash-Unterstützung.
Begeistert hat uns die zweiseitige 3-in-1-Fernbedienung, die alle Funktionen von Tastatur, Maus und einem Wireless-Motion-Controller clever und anwenderfreundlich in sich vereint.

Alle Anschlüsse an Bord. Die WLAN-Antenne ist eingebaut.
Wir erinnern und noch an den Abschnitt mit der gezielten Standortauswahl? Der einzige wirkliche Nachteil der Veolo-Box ist der integrierte WLAN-Empfänger.
Hier wird man nicht umhin können, für sich den günstigsten Standort durch Testen zu ermitteln. Solange man nur Internet auf den Fernseher bringen möchte oder IP-TV sieht, mag das Ganze keine allzu große Rolle spielen.
Doch die Box kann ja noch mehr, nämlich selbst Medieninhalte verteilen und streamen. Da stößt man bei einem ungünstigen Standort sehr schnell an die Grenzen des heimischen WLAN.
Veolo im Einsatz
Mit einem HDMI-Kabel ist die Box schnell angeschlossen.
Die Konfiguration des WLAN-Zugangs erfolgt ganz einfach über das Android-Menü, so wie wir es auch von Tablet-PCs und Smartphones kennen.
Die kleine Box fällt kaum auf, hat aber genügend Funktionen für normale Heimanwender. Das Surfen im Internet ist da noch die kleinste Übung.





08. Big Brother: Die passende Kamera

Ein Einbruchsversuch und eine Idee
Vor nicht all zu langer Zeit waren wir selbst Opfer eines Einbruchsversuches.
Allerdings waren unsere Balkontür und ein Fenster standhafter als das Stemmeisen des nächtlichen Besuchers.
Trotz allem Glück in dieser Situation haben wir natürlich schon vor längerer Zeit technisch nach- und aufgerüstet.
Verständlicherweise können wir diese (mittlerweile sehr umfangreichen) Vorsichtsmaßnahmen hier nicht im Detail erläutern,
aber bereits mit Hilfe einer einfachen IP-Kamera kann man auch als semi-professioneller Heimanwender schon recht brauchbare Überwachungsbilder erzielen,
denn der Preis der tatsächlich verwendeten Technik liegt leider außerhalb des Rahmens für solch einen Artikel.
Professionelle Outdoor-Technik ist also nicht ganz billig und so beschränken wir uns bei unseren Experimenten im Folgenden auf "normale" Heimanwendertechnik im Innenbereich,
die sich aber unter bestimmten Voraussetzungen sogar versteckt auf einem Balkon einsetzen lässt.

Die wichtigste Überlegung:

Was soll die Kamera alles können?
Richtiger Alleskönner gibt es wenige, hier muss man wirklich auf die Features achten.
Da wir uns die praktischen Übertragungsraten verschiedener Normen schon betrachtet haben,
sollte es auf alle Fälle ein Modell mit 150 MBit/s sein, um problemlos flüssige Bilder auch durch mehrere Wände bieten zu können.
Der Rest der möglichen Features sollte dann unserer Aufgabenstellung entsprechen:

• Drahtlosübertragung mit 150 MBit/s im WLAN
• mindestens über 300° seitwärts ferngesteuert schwenkbar
• mindestens über 100° in der Höhe ferngesteuert schwenkbar
• automatischer oder verstellbarer, steuerbarer Zoom
• gute Tag- und Nachtaufnahmen
• Bewegungsmelderfunktion, Innen oder Außeneinsatz




Unbedingt eine möglichst funktionell umfangreiche Komplettlösung kaufen, Kameras kann man später nicht um- und nachrüsten.
Zusätzliche Software-Features und Applikationen
Natürlich sollte die Kamera auch Dinge wie Schnappschussfunktion und das Heraufladen auf einen FTP-Server bzw. das Versenden von E-Mails beherrschen.
Somit ist auch eine zeit- oder bewegungsgesteuerte Dokumentation möglich, bei der die Daten an einem sicheren Ort abgelegt werden können.
Wer ein Smartphone besitzt, sollte auf alle Fälle auch prüfen, ob für das jeweilige Kameramodell eine passende App vom Hersteller angeboten wird.
Hier eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten! Die einzelnen Features werden wir in den nun folgenden Kapiteln noch näher beschreiben.

Wichtig:
Zunächst planen, was mit der Kamera wirklich alles gemacht werden soll, und erst danach ein passendes Modell wählen!
Kameras kann man später nicht mehr erweitern oder nachrüsten, und wer wegen einiger Euros im Vorfeld auf wichtige Optionen verzichtet, ist dann am Ende der Gekniffene.
Wichtig ist auch, ob es Software für das gewünschte Betriebssystem gibt!
Es ist am Ende egal, welches Fabrikat man kauft, aber auch hier gilt wieder die Regel, möglichst alles aus einer Hand
oder Produktlinie zu kaufen, um die Probleme mit verschiedenen Chipsätzen zu umgehen.





09. Big Brother: Montage und Inbetriebnahme

Installation und Befestigung
Auch wenn eine WLAN-Kamera nicht auf die Verlegung eines LAN-Kabels angewiesen ist - die Stromversorgung muss beispielsweise an der gewünschten Stelle noch gesichert sein.
Bei guten Kameras findet man im Lieferumfang mindestens eine Wandhalterung bzw. Befestigung, ohne deren Einsatz eine sinnvolle Wand- oder Deckenmontage nicht machbar ist.
Beim Lieferumfang ist auf eine sichere Befestigung zu achten.
 
Aufstellungsort und Stromversorgung

Älterer Lautsprecher-Stecker und-Kupplung
Wichtig sind an erster Stelle zwei Dinge:
Die Kamera muss vom Montageort aus ein gutes Gesamtbild abliefern können, und man sollte sie nach Möglichkeit auch nicht (gleich) sehen.
Vor allem Geräte mit IR-Funktion und Restlichtverstärkung sehen nämlich nach dem Blenden mit einer billigen Taschenlampe nichts mehr.
Die Stromversorgung muss entsprechend den gültigen Regeln sichergestellt werden, Frickelarbeiten sind hier fehl am Platz.
Wem die Länge des mitgeliefertern Niederspannungs-Kabels nicht reicht, kann dieses an geeigneter Stelle auftrennen
und mit geeigneten Buchsen/Steckern eine selbst gebaute Verlängerung einfügen, die z.B. dann auch der Wandfarbe entspricht.
Wir verwenden gern ältere Lautsprecherstecker und -Kupplungen, da wir dieses System sonst nirgendwo mehr verwenden.
Das bloße Verdrillen von Drähten und die Arbeit mit Isolierband sind Murks und können eine saubere Lötstelle nicht ersetzen.
Diese Anleitung gilt nur für die 12V-Zuleitung von Steckernetzteil und nicht für netzseitige Lösungen!

Inbetriebnahme im WLAN

Die Anmeldung der Kamera im WLAN ist von Modell zu Modell und in Abhängigkeit von der eingesetzten Software sehr unterschiedlich.

Fast immer jedoch liegt eine geeignete Software bei, die es ermöglicht, die Kamera zunächst per LAN oder USB anzuschließen und zu konfigurieren.

Wichtig:
Wir sollten unbedingt mit einer fest vergebenen IP-Adresse arbeiten!

Natürlich ist unser LAN verschlüsselt und passwortgeschützt, so einfach kommt da keiner rein.
Deshalb muss sich die Kamera auch am WLAN authentifizieren.
Moderne Hardware besitzt dafür eine sogenannte WPS-Taste
, und durch gleichzeitiges Drücken dieser Taste an Router
und Kamera können die Zugangsdaten automatisch an das Gerät weiter gegeben werden.
Oder aber man konfiguriert den Zugang über die mitgelieferte Software manuell:



Konfigurationsmenü über das browserbasierte Setup der IP-Kamera
Das erste Bild - Qualität von Nachtaufnahmen

Natürlich juckt es jedem, der die Anmelde- und Installationsprozedur hinter sich gebracht hat, gehörig in den Fingern. Loslegen und das Resultat bewundern?
Warum nicht. Jedoch sollte man auch die Grenzen der Heimanwendertechnik kennen und keine Wunder erwarten.
Trotz allem ist es erstaunlich, wie auch kleine Kameras noch funktionieren, wenn man die Einschränkungen kennt.
Wir haben deshalb zur Veranschaulichung einmal ein Semi-Outdoor-Bild vom Balkon aus gemacht:

Blick vom Balkon auf den Garten, Baum und Gebüsch. Wir hier rein will, muss dort durch.

Die Reichweite für eine sinnvolle Arbeit im Dunklen beträgt ca. 10-12 Meter, ab ca. 5 Metern werden sogar Details gut sichtbar.
Was für einen Raum also noch bestens ausreicht, stößt im Freien sehr schnell auf Grenzen.
Für unsere Zwecke ist es jedoch ausreichend.
Bei aller Euphorie, diese Kameras sind keine professionellen Nachtsichtgeräte!






 

 10. Big Brother: Überwachung der Außenanlage

Balkonüberwachung

Das Einfachste für uns war die Überwachung des Balkonbereichs.
Wichtig und nicht vergessen: Per Software sind bei einer guten Kamera alle Kontroll-LEDs abschaltbar, so dass man die Kamera nicht gleich entdeckt.
Also unbedingt beachten! Als "Versteck" eignet sich auf Balkonen
z.B. ein großer Plastik-Kürbis, dessen Öffnungen so angepasst werden können, dass die Kamera den gewünschten Bildausschnitt behinderungsfrei schafft.
Notfalls kann man dies mit der Kamerasteuerung auch ausgleichen und sollte diese Voreinstellung auch speichern.
Manche Kameras bieten hier zusätzlich eine Bewegungsmelder-Funktion,
d.h. sie aktivieren eine Filmaufzeichnung erst, wenn eine relevante Bewegung zu verzeichnen ist bzw. lösen einen vorgegeben Alarm aus.
Betrachten wir zunächst das Ergebnis unserer Überwachung:

Nachgestellte Szene:
Achtung Dieb!
Die Person unseres Misstrauens schaut auf die Tür und sieht die Kamera im Kürbis (logischerweise) nicht.
Dieses Bild zeigt die einbrechende Person recht deutlich, so dass wir mit einer geeigneten Software nun das Portrait speichern können.
Je nach Kamera und verwendeter Software, kann der komplette Stream als Video aufgezeichnet, oder auch als Einzelbild verschickt bzw. gespeichert werden.

Steuerungssoftware mit Joystick-Funktion für die Kamerabwegung für eine oder auch mehrere Kameras.





11. Big Brother: eine Fernabfrage einrichten 

Zugriff von außen- Problem Nummer 1: Portfreigabe

Was wir nun schildern, sollte wohl überlegt sein.
Wir wollen nämlich von außerhalb auf unsere Kamera und damit auch das WLAN zugreifen!
Damit machen wir unsere Firewall jedoch an einer Stelle etwas löchrig, so dass man alle Sicherheitshinweise beachten muss.
Das Problem: unsere Firewall muss wissen, welche Anfrage auf welchem Port wie weiter zu leiten ist,
denn die Geräte (Clients) unseres lokalen Netzwerkes sind nach außen hin erst mal nicht sichtbar.

Woher also weiß der Router, mit welchem Gerät, in unserem Fall die Kamera, wir eigentlich kommunizieren wollen?
Hier helfen die NAT- und Portregeln weiter! Wir können unserer Kamera nämlich einen ganz bestimmten Port zuweisen, der nur für die Kamera bestimmt ist.
Nach einer Anfrage auf diesem Port von außen weiß der Router somit, an welches Gerät die eingehenden Pakete dieser Übertragung weiterzureichen sind.
Je nach Gerät sollten dafür Verbindungen im TCP-Protokoll (und oft auch UDP, wir erinnern uns) freigeben und weitergeleitet werden.
Hier hilft bei eventuellen Problemen auch das Routerhandbuch mit Sicherheit weiter.

Zugriff von außen- Problem Nummer 2: Wir haben leider keine feste IP
Nichts verwechseln, die IP-Nummern im lokalen Netzwerk haben wir voll im Griff.
Nur nach außen hin gibt es ein Problem, denn die Freunde von der Telekom (oder eines anderen Providers)
 trennen regelmäßig die Verbindung und vergeben uns nach außen hin fürs Internet eine neue IP-Nummer.
Das ist sehr ärgerlich, verhindert aber, dass wir z.B. selbst Netzwerkdienste anbieten können.
Aber auch dieser Unsinn lässt sich recht elegant umgehen, denn wir benötigen nur einen Dienst, der auf unserem Rechner periodisch die gerade aktuelle IP-Nummer ausliest und zurückgibt,
bzw. gleich automatisch mit ihr kommunizieren kann. Klingt kompliziert - ist es aber gar nicht!


Konfigurationsmenü der von uns benutzten IP-Kamera. Hier ist DynDNS bereits vorkonfiguriert.
Die meisten Zubehörprogramme bieten einen sogenannten Stream-Server-Dienst an, der auf einen der im WLAN befindlichen PCs installiert wird.
Dieser Dienst kann (siehe Bild) oft auch mit DynDNS umgehen, so dass sich unser IP-Problem schnell in Luft auflöst.
DynDNS ist kostenlos aber nicht umsonst
Die Wirkungsweise von DynDNS ist eigentlich recht simpel - man bekommt aus dem Pool von DynDNS eine Art "vituelle IP", der Aufruf erfolgt
z.B. im Browser an über eine von DynDNS bereitgestellte (Sub-)Domainadresse wie "http://redaktion.selfip.com".
Die Umsetzung und Auflösung auf die gerade vom Provider vergebene temporäre Adresse erfolgt dann im Hintergrund und automatisch.





Somit lassen sich auch die Zugriffe von außen recht einfach steuern.
Auch hier hängt es jedoch am Ende von der Qualität und dem Funktionsumfang der mitgelieferten Software ab.
Dann steht dem Blick ins überwachte Zimmer nichts mehr im Wege.
Redaktionsschreibtisch am Abend. Hier brennt noch Licht? Fleißig, fleißig...






12. Big Brother: Wir überwachen von unterwegs

Die mobile Abfrage von unterwegs
Wie wir so etwas einrichten, das wissen wir nun. Natürlich hilft es nicht nur zum Schutz gegen Einbrecher, sondern bietet auch vielfältige Möglichkeiten einer völlig anderen Nutzung!
Im Browserfenster lässt sich die Fernabfrage bestens nutzen. Sogar im Internet-Cafe oder auf dem Laptop an einem öffentlichen WLAN-Hotspot
Egal ob Aufnahmen mit Tages- oder Kunstlicht, bzw. im Nachtmodus.
Die Qualität des Streams ist auch übers WLAN nicht schlecht, solange man über eine gute DSL-Anbindung (DSL 3000 oder besser) und ein potentes WLAN verfügt.
Babyphone mit Bild
Natürlich können wir auch andere Dinge überwachen, obwohl man Kinder eines bestimmten Alters nicht allein lassen sollte.
Aber man kann diese Funktion ja auch im eigenen Haus nutzen und sich den Stammhalter sogar noch aufs eigene Smartphone holen oder aber am TV als kleines Bild einblenden lassen.
Kinderüberwachung als Babyphon und BabyCam
Kinderzimmerüberwachung mit Kommunikation
Eine gute IP-Kamera hat nicht nur ein eingebautes Mikrofon, sondern kann selbst über einen Lautsprecherausgang eine Kommunikation ermöglichen.
So kann auch bei ausgeschaltetem PC im Kinderzimmer im Angst- und Notfall mit dem Kind gesprochen werden.
Die Eltern sind somit akustisch stets präsent, wenn es nötig sein sollte

IP-Kamera mit Lautsprecherausgang. Das Netbook ist aus.
Handy-Apps
Sogar Mobiltelefone können als Überwachungsendgerät funktionieren, wenn es passend zur IP-Kamera eine App fürs jeweilige Betriebssystem gibt.
Auch hierbei muss man sich vorher über das Angebot zur ausgewählten Kamera informieren.




13. Outdoor-WLAN: Grundlagen der Verbindung

Von Haus zu Haus
Betreffs Reichweite und den optimalen Empfang über größere Entfernungen erinnern wir noch einmal an die bereits erwähnte Fresnel-Zone.
Dieses kleine Stück Theorie sollte man kennen, will man nicht am Freilandversuch scheitern.


Fresnel-Zone. Hiefür bitte den Wiki-Link nutzen.
Wichtig allemal ist ein möglichst freier Sichtkontakt zwischen beiden Stationen, der jedoch auch einen gewissen Durchmesser haben muss.
Es zählt also nicht nur der reine "Blickkontakt"!
So könnte das Schema für die Internet-Versorgung aussehen
Nehmen wir an, wir leben für die Telekom am Rand der Zivilisation.
Weiße Flecken gibt es leider auch heute noch genügend.
Wir wären in diesem Fall die letzten Glücklichen, die wenigstens noch "DSL-Light" bekommen, der arme Schwager im Haus 150 Meter weiter jedoch nicht mehr.


SCHEMA               Funknetz über 2 Häuser




Wir sehen, dass es sich auch hier eigentlich nur um ein einziges Netz handelt, bei dem der WLAN-"Router"
als einfacher Client genutzt wird und am Ende nur als Switch für die angeschlossenen Geräte dient.
Ob ein handelsüblicher WLAN-Router diese Funktionalität bietet, muss vorher erkundet werden.
 Im Zweifelsfall nimmt man einen preiswerten Access-Point, den man in den Client-Modus schaltet und einen separaten Switch zu Hilfe.
Im nächsten Kapitel gehen wir deshalb auch noch einmal kurz auf die Hardware ein.






14. Outdoor-WLAN: Praktische Umsetzung

Die Technik
Voraussetzung ist an erster Stelle ein WLAN-Router, der über eine Antennenbuchse bzw. eine abschraubbare Antenne verfügt und mindestens 2 Antennen besitzt.
An eine dieser Antennen schließt man dann eine spezielle Richtantenne an, die uns die Fernübertragung überhaupt erst ermöglicht.
Die kleinen Rundstrahler am Gerät selbst schaffen diese Reichweiten nicht.
Die Verteilung der Sendeleistung an die jeweilige Antenne sollte über die Diversity-Funktion sichergestellt sein.
Jedoch büßt man beim Antennen-Splitting die Mehrkanalübertragung (und damit die hohe Performance) ein, auf die wir im Teil 1 bereits eingegangen sind.
Man muss sich also dieses Nachteils bewusst sein, will man nicht noch einen separaten Access-Point nutzen, was die Kosten in die Höhe treiben würde.

Gekapselte Yagi-Antenne für das 2,4 GHz-Band.


SMA-zu-BNC-Adapter

Falls der Router nur über Antennenanschlüsse im SMA-Format verfügt, muss hier noch ein SMA-zu-BNC-Adapter erworben werden, da beide Formate nicht zueinander passen.
Bei der Verlegung der Kabel ist auf saubere und wasserdichte Durchführungen zu achten.
Bitte die Kabel, falls sie im Sommer verlegt werden, nicht zu straff abbinden, denn sonst zieht sich das Kabel
u.U. im Winter so stark zusammen, dass es reißen kann. Leichte Schlaufen zur Zugentlastung sind deshalb immer gern gesehen.

Bei allen Arbeiten auf dem Dach sind natürlich die Sicherheitsvorschriften zu beachten!
Außerdem gelten auch im Hinblick auf Blitzschutz und den eigentlichen Funkverkehr genaue Richtlinien und Vorgaben, die es einzuhalten gilt.
Wir erwähnten ja bereits eingangs die erlaubte Sendeleistung in den einzelnen Bändern.
Da Richtantennen hierbei eine Ausnahme sind und höhere Antennengewinne (gegenüber dem normalen Rundstrahler) besitzen, muss notfalls nachgerechnet werden!
Eine gute Quelle findet man z.B. hier.

Die Montage
Die Montage der Befestigung muss professionell und sicher erfolgen.

Bei der Montage ist unbedingt auf die Polarisation der Antenne zu achten!
Die Ausrichtung ist bei gekapselten Antennen aufgedruckt und muss bei beiden Stationen gleich sein!




Feste Montage ist das A und O für eine stabile Verbindung
Nach Möglichkeit sollte das Antennenkabel nicht zu lang sein und nicht gestückelt werden (z.B. über Stecker-Buchsen-Kontakte oder Fensterdurchführungen).
Der beste Ort für Router/Access-Point wäre immer direkt unter dem Dach:
WLAN-Romantik bei Vollmond

  





15. Outdoor-WLAN: Das Ergebnis

Kurzstrecke durch Bäume und an Häusern vorbei: 150 Meter
Am Anfang steht die Kurzstrecke.
Leider stören vor allem im Sommer die hochgewachsenen Bäume, die bis in die Fresnel-Zone 1 hereinragen.
Die Übertragungsgeschwindigkeit leidet sichtlich, die Verbindung bleibt jedoch konstant erhalten.
Die Sicht ist stark beeinträchtigt, die Funkwellen somit auch. Mehr als 150 Meter kommen bei einer derartigen Umgebung selten zustande.
Betrachten wir hier noch einmal im Google-Luftbild die an der Werkhalle vorbei geleitete Verbindung.
Die Ansammlung dichter Bäume kam erst später hinzu.
Leider.



Fernweh: fast 1km mit einfacher Technik
Richten wir nun die Antenne in eine etwas freiere Richtung und versuchen uns an einer größeren Entfernung.
Knapp 1 km liegt vor uns, und die Justierung der Antennen war die dabei die kniffligste Aufgabe.
Hier helfen nur ein sehr guter Kompass, Wasserwaage und Winkelmesser weiter, wenn keine direkte Sicht per Fernglas mehr möglich ist.

Es ist ausgerichtet.
Das Haus ragt maximal ganz wenig in die Fresnelzone 1 herein und stört die Übertragung kaum.
Da die Gegenseite auf leicht höherem Gelände steht, sind auch die Bäume kein wirkliches Thema mehr.




Am Ende könnte man beide Netze sogar mit getrennten Bändern betreiben und zusammenfassen, jedoch führt dieser Mehraufwand an dieser Stelle etwas zu weit.
Machbar ist jedenfalls (fast) alles:
2 Antennen, zwei Richtungen, aber nur ein Funknetz

Man beachte übrigens die Abdichtung des Mastes, hier musste Abends schnell noch improvisiert werden :)

Fazit

Betrachten wir am Ende unsere kurze Einführung in die Freistrecke als Anregung, es auch mal selbst zu probieren.
Dabei stehen dem Anwender alle Möglichkeiten offen.
Allerdings sollte man sich vor größeren finanziellen Ausgaben noch einmal selbst eingehender in den einschlägigen Foren informieren,
denn die Problematik ist trotz der einfachen Erklärung hier im Artikel für planlose Experimente viel zu komplex.






16. Schlussbemerkung und Fazit

Schlussbemerkung
So, geschafft! Wir haben mittlerweile ein schnelles und optimiertes WLAN, vielleicht sogar im Dualband-Betrieb.
Der Garten oder die Laube nebenan sind genauso mit Internet versorgt wie der heimische Flachbildfernseher.
Drucker und Backup-Festplatte stehen allen Anwendern zur Verfügung, und die Nachbarn können uns mal im schmalen 2,4 GHz-Band kreuz- bzw. kanalweise bis sie selbigen voll haben.
Wissen ist Macht und der Kampf um den letzten freien Kanal entschieden.


http://www.tomshardware.de/WLAN-Einsteiger-WiFi-Tutorial,testberichte-240892.html





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