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  • Einen Internetzugang per WLAN weiterleiten

  • Einen entfernten WLAN-Hotspot empfangen

  • Den Zugang für mehrere eigene Geräte gleichzeitig nutzen

Für entfernte Gebäude, Campingplatznutzer, Motor- und Segelyachten und alle die einen entfernten Internetzugang nutzen wollen.


Aufgabenstellung:
- Ein Standort soll per WLAN über eine weite Strecke bei möglichst hoher Datenrate an das Internet angebunden werden.
- Ein WLAN-Hotspot soll über eine weite Strecke empfangen und für mehrere Geräte genutzt werden.






Bildliche Darstellung der zu erstellenden Konfiguration
(beispielhaft sind auf der rechten Seite 3 Computer dargestellt, für die ein Internetzugang erreicht wird)


Benötigte Komponenten:
3 Accesspoints (die beiden für die Strecke mit ausreichend guter Empfangsempfindlichkeit)
2 Richtantennen (mehr oder weniger kräftig, je nach Entfernung und erforderlicher Datenrate)
2 Netzwerkkabel (z.B. Cat5)


Beschreibung der zu erstellenden Konfiguration:

Der Router links im Bild, stellt den verfügbaren Internetzugang dar.

Daran ist per Netzwerkkabel ein Accesspoint (AP) anzuschließen. Auf Campingplätzen und in Marinas ist dies der vorhandene WLAN-Hotspot.
An öffentlichen WLAN-Hotspots wird sich meist eine Rundumantenne befinden.
Will der Eigentümer dieses AP jedoch nur eine selbst genutze Richtstrecke betreiben (z.B. um eine entfernte Location (Büro, Werkhalle, ...) an das Internet anzubinden), so soll er an diesen eine Richtantenne anschließen, die kräftig genug ist, um die weite Strecke mit der gewünschten Datenrate zu überbrücken (Berechnung siehe unten).

Am Zielstandort (z.B. Büro,Werkhalle, Wohnmobil, Boot, ...) wird ein hochempfindlicher AP oder WLAN-Adapter mit Richtantenne (für Boot ggf. auch Rundumantenne) für die Übertragung über die weite Strecke verwendet. An diesen AP oder WLAN-Adapter wird per Netzwerkkabel bzw. USB-Kabel ein weiterer AP angeschlossen (achten sie darauf, ob der AP den WLAN-Adapter unterstützt - siehe Beispiel unten). Dieser stellt dann das WLAN zur Verfügung, auf das umliegende Computer und Geräte zugreifen können.

Beispiele für gute und preiswerte Gerätekombinationen der rechten Seite im Bild für die weite Strecke:
- AWUS036xx* (=WLAN-USB-Adapter u.a. für Richtantennen) und R36 Router von Alfa Network
- Tube2H (=WLAN-USB-Adapter vorwiegend für Rundumantennen) und R36 Router von Alfa Network
- Alternativ: Guter AP + weiterer preiswerter AP.

* den AWUS036 gibt es in verschiedenen Varianten, b/g-, n-Standard, sowie verschiedene Sendeleistungen.


Wichtige Hinweise:
  • Bei größeren Strecken ist unbedingt Sichtverbindung von Antenne zu Antenne erforderlich.
  • Als Accessspoints (APs) beidseits der Strecke sind, je nach Entfernung und Datenrate, ggf. welche mit hoher Empfangsempfindlichkeit (Sensitivity) zu wählen (Standardrouter irgendwelcher Provider, die man zufällig rumliegen hat, sind allenfalls mäßig, oft ohne Angaben zur Empfangsempfindlichkeit).
    Es ist darauf zu achten, daß im Datenblatt Werte dafür angegeben sind.
    Bei mäßigen und schlechten Werten findet man dann oft keine Angaben dazu.
    -96dBm bei 1 Mbps, -91dBm bei 11 Mbps wären gute Werte.

  • Weiteste Strecken und höchste Datenraten sind mit Richtantennen erreichbar. Der Nachteil ist, daß diese auf den Hotspot ausgerichtet werden muß. Mit einer Rundumantenne hat man es bequemer, jedoch bei geringerer Reichweite und/oder Datenrate.
  • Bei Verwendung von Antennen mit höheren Gewinnen, ist darauf zu achten, daß die erlaubte EIRP von 20dBm* überschritten werden kann (*achten sie auf den maßgeblichen Wert in ihrem Land!)

    Beispiel:
    Sendeleistung des Geräts = 18 dBm
    Yagi-Antenne mit 12 dBi
    20m Kabel mit 0,5dB Verlust je Meter bei 2,4 GHz WLAN-Frequenz
    EIRP = 18 + 12 - (20*0,5) = 20 dBm

    Diese Konfiguration wäre zulässig, da 20 dBm nicht überschritten werden. Das Kabel vernichtet in diesem Fall einen Großteil der Sendeleistung, was der Reichweite und Datenrate abträglich ist..

    Um dieses Limit auf andere Weise einzuhalten, benötigt man entweder einen AP mit einstellbarer Sendeleistung oder einen älteren AP nach b/g-Standard mit zwei Antennen (Haupt- & Diversity-Antenne).
    Schließt man die kräftige Antenne beim b/g-Standard an die Diversity-Antenne an, so wirkt der hohe Gewinn nur in der Empfangsrichtung. Als Sendeantenne wird die vom Hersteller vorgesehene Antenne benutzt (bei Geräten mit gültigem CE-Zeichen ist damit die Einhaltung der Vorschriften gewährleistet).

Anmerkungen:
Durch die Richtwirkung der Antennen gibt es weniger Störeinflüsse durch fremde Netze.
Antennen mit höheren Gewinnen ergeben ein kräftigeres Signal und damit höhere Datenrate.


Vereinfachung bei kurzen Strecken:
Bei kurzen Strecken kann auf den AP am Router verzichtet werden, wenn ein WLAN-Router Verwendung findet und der AP am Zielort ein ausreichend starkes WLAN des Routers empfängt.


Berechnung der Reichweite und Datenrate:

Die Dämpfung der Sendeleistung im freien Raum (Antenne zu Antenne) = (4*PI*D/L)^2. Wobei D die Distanz in m ist und L die Wellenlänge in m.

Daraus ergibt sich ein Verlust bei 1000m freie Strecke von ca.100dB . Für jeweils doppelte Strecke, jeweils 6dB addieren (somit bei 2000m 100+6=106, bei 4000m 100+6+6=112) bzw. für jeweils halbe Strecke 6db abziehen.

Wie weit komme ich nun?
Es ist der Betrag aus folgender Formel zu errechnen (Daten der verwendeten Geräte-, Kabel- und Antennen eintragen - (bei ungleichen Geräten muß der ungünstigste summarische Wert aus Sendeleistung der einen + Empfangsempfindlichkeit der anderen Seite eingesetzt werden)). Tragen sie ausreichende Werte für die Kabelverluste ein!
Die Empfangsempfindlichkeit ist abhängig von der Datenrate -> höhere Datenrate=niedrigere Empfangsempfindlichkeit. Es ist daher die Empfangsempfindlichkeit bei der gewünschten Datenrate in der Berechnung zu verwenden. Die Werte sollten sich im Datenblatt des Herstellers finden.


Es ist folgende Strecke zu berechnen:
Sendeleistung Gerät - Kabel - Antenne - freie Strecke - Antenne - Kabel - Empfangsempfindlichkeit Gerät
Es sind die einzelnen Zahlenwerte zu addieren.
Sendeleistung in dBm - Kabelverluste in dB + Antennenverstärkung in dBi - Verlust bei 1000m freier Strecke von 100dB +
Antennenverstärkung in dBi - Kabelverluste in dB + Empfangsempfindlichkeit (Betrag positiv einsetzen) in dBm -10(*)


(*) Um eine Verbindung zustande zu bekommen, sind 4-6 dB erforderlich, für eine zuverlässige Verbindung mindestens10 dB.
Der Wert 10 ist daher bereits in obiger Rechnung berücksichtigt.

Das Ergebnis kann nun positiv oder negativ sein.
Für jeweils 6dB positivem Wert ist nun doppelte Reichweite (von 1000m) möglich (6dB - 2km, 12dB - 4km, 18dB - 8km, usw), für jeweils 6db negativem Wert ist nur die halbe Reichweite (von 1000m) möglich (-6dB - 500m, -12dB - 250m, -18dB - 125m, usw).


Antennenwahl:
Wir haben unterschiedlich leistungsstarke WLAN-Antennen mit den Abstrahlcharakteristiken Rundum-, Richt-, Sektor-Antenne im Programm, aus denen sie nun wählen können.
WLAN-Antennen 2,4GHz

Geräte wie APs, Router und WLAN-Adapter bieten wir nicht an.