von Redaktion IT-A…
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Planungs- und Realisierungskriterien für WLANs (1)
Die Anwender erwarten vom WLAN die gleichen Funktionen und die gleiche Qualität, die sie aus den kabelgebundenen Netzen gewohnt sind. Dabei möchten sich die Benutzer auch zwischen den Funkzellen hin und her bewegen können. Verbindungsabbrüche und Durchsatzschwankungen sind dadurch allerdings nicht immer auszuschließen. Die WLAN-Roaming-Performance inklusive der spezifischen Sicherheitsmechanismen ist somit das Kriterium für den Einsatz von mobilen Geschäftsanwendungen. Beim Einsatz von Voice over IP kommt es ohne eine detaillierte Planung und das daraus resultierende Feintuning der Anwendung in einem WLAN zu Problemen. Lesen Sie in diesem Workshop, wie Sie Ihr Funknetz optimal den VoIP-Anforderungen anpassen.
Ein systematischer Planungsablauf ist auch bei WLAN-Infrastrukturen die Voraussetzung für eine verlässliche Funktion. Die Planung eines 802.11-basierten WLANs erfordert die Berechnung des Funkfelds, der notwendigen Datenraten, des Durchsatzes, der Roaming-Funktionen und der Quality of Service-Funktionen (QoS). Folgende Frage spielt für die Platzierung der Access Points (APs) im Gebäude eine gewichtige Rolle: Welche Datenraten und Durchsätze werden zwischen den WLAN-Endgeräte und den Access Points benötigt?
Der Durchsatz und die Datenraten werden im Wesentlichen durch die verwendete WLAN-Technologie (802.11 a/b/ g/n) und die Anzahl der in der Funkzelle gleichzeitig arbeitenden Nutzer bestimmt. Ein weiterer Aspekt ist die Anzahl der Nutzer, die gleichzeitig über die jeweiligen Access Points arbeiten. In einem Meetingraum etwa ist im Normalfall auf engstem Raum mit einer wesentlich höhere Nutzeranzahl zu rechnen als in einer geräumigen Büroumgebung. Immer höhere Bandbreiten der Anwendungen bestimmen letztendlich die Anzahl der Nutzer pro AP. Signaldämpfende Materialien im Funkbereich wie Metalltüren oder das Inventar von Lagerhallen führen außerdem zur Begrenzung der horizontalen Reichweite der WLAN-Signale und damit zwangsläufig zur Installation von mehreren APs im geplanten Funkfeld. Bei der Installation eines WLANs in Hallen oder im Freien sind unter Umständen wetterfeste Gehäuse und entsprechende Antennen vorzusehen. Auch eine Beheizung der AP-Gehäuse erhöht die Verfügbarkeit des Netzwerks.
Eine Frage des Spektrums
Das verfügbare Spektrum im 2,4 GHz-Band beträgt 83 MHz. Damit lassen sich im 2,4 GHz-Band drei nicht überlappende Kanäle interferenzfrei betreiben. Die meisten bisher installierten WLANs (802. 11b/g/n) nutzen das 2,4 GHz-Band und sind entsprechend ausgelastet. Im bisher von WLAN-Betreibern nur wenig genutzten 5 GHz-Band stehen für Europa im unteren Band 200 MHz und im oberen Band 255 MHz zur Verfügung. Das 5 GHz-WLAN bietet aufgrund seiner nahezu unverrauschten 19 interferenzfrei zu betreibenden Kanäle wesentlich mehr Kapazitäten als das 2,4 GHz-Band. Ältere Notebooks mit 802.11b/g-konformem WLAN-Adaptern und mobile Kleingeräte wie Smartphones oder PDAs, die aus Stromspargründen immer noch nur mit b/g ausgestattet werden, nutzen das 2,4 GHz-Band. Neue Notebooks, die bereits die 802.11n-Schnittstelle unterstützen, werden bevorzugt mit 5 GHz betrieben.
Ein wichtiger Faktor sind benachbarte Netze. Werden in der Nähe weitere 802.11-Netzwerke betrieben? Sind Störungen durch diese Netze zu erwarten? Haben diese Störungen Auswirkungen auf die Planung der Funkzellen? Unter Umständen muss die 802.11b/g (2,4 GHz)-Technik gegen Produkte aus dem 5 GHz-Spektrum (802.11a/n) ausgewechselt werden. Keine noch so ausgefeilte Simulationssoftware kann alle notwendigen Parameter eines WLANs realitätsnah und vor allem vollständig darstellen. Deshalb müssen Sie das Funkfeld anschließend vor Ort ausmessen. Aus der WLAN-Vergangenheit stammen die Begriffe WLAN-Ausleuchtung und Standortbegehung (englisch: Site Survey). Diese beschreiben die Vermessung eines Referenz-APs in einem zu beplanenden Gebäude.
Für die physikalische Untersuchung des Funkfelds benötigen Sie einen Messsender. Hierzu können Sie einen Access Point verwenden. Als Empfänger dient ein WLAN-Client. Im Idealfall verknüpft die Software der Messplattform die Begehungswege mit den Messwerten (Empfangssignalstärke) des Referenz-APs und erstellt eine detaillierte Ausleuchtungskarte. Achten Sie darauf, dass das Gebäude bereits voll ausgebaut ist und die darin befindliche Ausstattung weitestgehend am endgültigen Standort aufgestellt ist. Lagerregale müssen beispielsweise mindestens zu Dreivierteln gefüllt sein. Bei der Vorbereitung und zur Durchführung der Referenzmessung sind diverse Aspekte zu berücksichtigen.
Messungen im Vorfeld
Zur Vermessung des Funkfelds bildet ein genauer Bau- und Anlageplan des Projekts die Grundlage. Nur anhand eines maßstabgetreuen Bauplans lassen sich die Funkzonen, Überlappungsbereiche und AP-Standorte festlegen. Da der Messauftrag in der Regel an eine Fremdfirma vergeben wird, hat der Messdienstleister keine Ahnung von der jeweiligen Umgebung. Aus diesem Grund macht sich ein erfahrener Techniker erst einmal mit dem jeweiligen Objekt vertraut.
Bei der Besichtigung des Messobjekts werden die Bereiche festgelegt, die eine WLAN-Versorgung benötigen und auch die Bereiche besprochen, die keiner Funkabdeckung bedürfen. Der Messdienstleister legt anschließend den Standort des ersten Referenz-APs fest. Dieser Messpunkt ist keinesfalls in Stein gemeißelt, sondern dient als erster Messpunkt für die erste Funkzelle, um die geplanten Daten in der Praxis zu überprüfen. Der Access Point sollte eine flächendeckende Verfügbarkeit von mindestens -70 dBm Empfangssignalstärke ermöglichen. Auch beeinflusst die Montagehöhe des APs über der jeweiligen Geschossebene die Ausbreitung der Funkzelle. Abhängig von der Umgebung wird der AP mit den entsprechenden Dipol-, Richt- oder omnidirektionalen Antennen installiert. Die jeweilige Antennencharakteristik beeinflusst die Ausprägung der Funkzelle entscheidend.
Michael Reisner, Mathias Hein, Axel Simon/dr/ln
Der Durchsatz und die Datenraten werden im Wesentlichen durch die verwendete WLAN-Technologie (802.11 a/b/ g/n) und die Anzahl der in der Funkzelle gleichzeitig arbeitenden Nutzer bestimmt. Ein weiterer Aspekt ist die Anzahl der Nutzer, die gleichzeitig über die jeweiligen Access Points arbeiten. In einem Meetingraum etwa ist im Normalfall auf engstem Raum mit einer wesentlich höhere Nutzeranzahl zu rechnen als in einer geräumigen Büroumgebung. Immer höhere Bandbreiten der Anwendungen bestimmen letztendlich die Anzahl der Nutzer pro AP. Signaldämpfende Materialien im Funkbereich wie Metalltüren oder das Inventar von Lagerhallen führen außerdem zur Begrenzung der horizontalen Reichweite der WLAN-Signale und damit zwangsläufig zur Installation von mehreren APs im geplanten Funkfeld. Bei der Installation eines WLANs in Hallen oder im Freien sind unter Umständen wetterfeste Gehäuse und entsprechende Antennen vorzusehen. Auch eine Beheizung der AP-Gehäuse erhöht die Verfügbarkeit des Netzwerks.
Eine Frage des Spektrums
Das verfügbare Spektrum im 2,4 GHz-Band beträgt 83 MHz. Damit lassen sich im 2,4 GHz-Band drei nicht überlappende Kanäle interferenzfrei betreiben. Die meisten bisher installierten WLANs (802. 11b/g/n) nutzen das 2,4 GHz-Band und sind entsprechend ausgelastet. Im bisher von WLAN-Betreibern nur wenig genutzten 5 GHz-Band stehen für Europa im unteren Band 200 MHz und im oberen Band 255 MHz zur Verfügung. Das 5 GHz-WLAN bietet aufgrund seiner nahezu unverrauschten 19 interferenzfrei zu betreibenden Kanäle wesentlich mehr Kapazitäten als das 2,4 GHz-Band. Ältere Notebooks mit 802.11b/g-konformem WLAN-Adaptern und mobile Kleingeräte wie Smartphones oder PDAs, die aus Stromspargründen immer noch nur mit b/g ausgestattet werden, nutzen das 2,4 GHz-Band. Neue Notebooks, die bereits die 802.11n-Schnittstelle unterstützen, werden bevorzugt mit 5 GHz betrieben.
Ein wichtiger Faktor sind benachbarte Netze. Werden in der Nähe weitere 802.11-Netzwerke betrieben? Sind Störungen durch diese Netze zu erwarten? Haben diese Störungen Auswirkungen auf die Planung der Funkzellen? Unter Umständen muss die 802.11b/g (2,4 GHz)-Technik gegen Produkte aus dem 5 GHz-Spektrum (802.11a/n) ausgewechselt werden. Keine noch so ausgefeilte Simulationssoftware kann alle notwendigen Parameter eines WLANs realitätsnah und vor allem vollständig darstellen. Deshalb müssen Sie das Funkfeld anschließend vor Ort ausmessen. Aus der WLAN-Vergangenheit stammen die Begriffe WLAN-Ausleuchtung und Standortbegehung (englisch: Site Survey). Diese beschreiben die Vermessung eines Referenz-APs in einem zu beplanenden Gebäude.
Für die physikalische Untersuchung des Funkfelds benötigen Sie einen Messsender. Hierzu können Sie einen Access Point verwenden. Als Empfänger dient ein WLAN-Client. Im Idealfall verknüpft die Software der Messplattform die Begehungswege mit den Messwerten (Empfangssignalstärke) des Referenz-APs und erstellt eine detaillierte Ausleuchtungskarte. Achten Sie darauf, dass das Gebäude bereits voll ausgebaut ist und die darin befindliche Ausstattung weitestgehend am endgültigen Standort aufgestellt ist. Lagerregale müssen beispielsweise mindestens zu Dreivierteln gefüllt sein. Bei der Vorbereitung und zur Durchführung der Referenzmessung sind diverse Aspekte zu berücksichtigen.
Messungen im Vorfeld
Zur Vermessung des Funkfelds bildet ein genauer Bau- und Anlageplan des Projekts die Grundlage. Nur anhand eines maßstabgetreuen Bauplans lassen sich die Funkzonen, Überlappungsbereiche und AP-Standorte festlegen. Da der Messauftrag in der Regel an eine Fremdfirma vergeben wird, hat der Messdienstleister keine Ahnung von der jeweiligen Umgebung. Aus diesem Grund macht sich ein erfahrener Techniker erst einmal mit dem jeweiligen Objekt vertraut.
Bei der Besichtigung des Messobjekts werden die Bereiche festgelegt, die eine WLAN-Versorgung benötigen und auch die Bereiche besprochen, die keiner Funkabdeckung bedürfen. Der Messdienstleister legt anschließend den Standort des ersten Referenz-APs fest. Dieser Messpunkt ist keinesfalls in Stein gemeißelt, sondern dient als erster Messpunkt für die erste Funkzelle, um die geplanten Daten in der Praxis zu überprüfen. Der Access Point sollte eine flächendeckende Verfügbarkeit von mindestens -70 dBm Empfangssignalstärke ermöglichen. Auch beeinflusst die Montagehöhe des APs über der jeweiligen Geschossebene die Ausbreitung der Funkzelle. Abhängig von der Umgebung wird der AP mit den entsprechenden Dipol-, Richt- oder omnidirektionalen Antennen installiert. Die jeweilige Antennencharakteristik beeinflusst die Ausprägung der Funkzelle entscheidend.
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Michael Reisner, Mathias Hein, Axel Simon/dr/ln
