Aufbau einer WLAN Bridge

In der folgenden, kleinen Dokumentation beschreiben wir den einfachen Aufbau einer stabilen Punkt-zu-Punkt WLAN Verbindung / Bridge.


Aufbau einer Punkt-zu-Punkt WLAN Verbindung:
Klassischerweise wird eine Punkt-zu-Punkt WLAN Verbindung (auch WLAN Bridge genannt) verwendet, um zwei Standorte miteinander zu verbinden. Dabei werden in der Regel Richtantennen eingesetzt, die an den jeweiligen Standorten installiert und aufeinander ausgerichtet werden. In speziellen Sonderfällen kann man aber auch mit Sektor- und/oder Rundstrahlantennen arbeiten.

Dank der Technologien und der Weiterentwicklungen der Industrie können Punkt-zu-Punkt Verbindungen mittlerweile über sehr große Distanzen aufgebaut werden. Verbindungen über 30km sind unter optimalsten Bedinungungen realisierbar.


Voraussetzungen für eine stabile Punkt-zu-Punkt Verbidnung:
Voraussetzung für eine wirklich stabile WLAN Bridge mit hohem Datendurchsatz ist ein freies Sichtfeld zwischen den beteiligten Komponenten. WLAN Signale / Funkwellen sind äußerst empfindlich. Die verwendeten Komponenten sollten daher immer im Außenbereich und je nach Bedarf bzw. je nach den örtlichen Gegebenheiten in entsprechender Höhe installiert werden.

Auf kurzen Distanzen, nehmen wir mal eine Strecke von bis zu 250m, ist es nicht so dramatisch, wenn eine Hauswand das Sichtfeld zwischen den Komponenten versperrt. Eigene Tests haben gezeigt, dass selbst ein ganzer Dachstuhl das Signal zwar beeinträchtigt, aber trotzdem eine stabile Verbindung aufgebaut werden kann.

Ganze Häuser, Betonkonstruktionen oder Bio-Masse wie zum Beispiel Bäume oder Gestein werden jedoch einen stabilen Betrieb der Verbindung nahezu unmöglich machen.

Auf höheren Distanzen (über 250m) ist ein freies Sichtfeld zwingend erforderlich! Zudem ist ebenfalls eine freie Fresnel-Zone erforderlich. Um es hier jetzt jedoch nicht zu kompliziert zu machen, lassen wir dies mal außen vor. Im Grunde kann davon ausgegangen werden, dass bei einem freien, ungestörten Sichtfeld die Fresnel-Zone ebenfalls frei ist.


Welches Frequenzband eignet sich am besten?
Welches Frequenzband sollte für eine WLAN Punkt-zu-Punkt Verbindung genutzt werden?

Es gibt mehrere Frequenzbänder die in Deutschland lizenzfrei genutzt werden dürfen. Wir befassen uns hier mit dem klassischen 2.4 GHz und dem 5 GHz Frequenzband.

Das 2.4 GHz Band umfasst insgesamt 13 Kanäle die in Europa genutzt werden dürfen, wovon aber nur drei Kanäle (1, 6 und 11) wirklich überlappungsfrei sind, sich also nicht mit anderen Kanälen überschneiden. Hinzu kommt, dass das 2.4 GHz WLAN Frequenzband sehr stark belastet ist. Nahezu alle privaten und öffentlichen WLAN Netzwerke laufen auf diesem Frequenzband. Im praktischen Einsatz einer WLAN Punkt-zu-Punkt Verbindung im Stadtgebiet wirken sich diese Umstände also negativ aus.

An Orten hingegen, an denen keine weiteren oder nur sehr wenige WLAN Netzwerke zu erwarten sind, ist der Einsatz des 2.4 GHz Bandes weniger problematisch. Das 2.4 GHz Band ist durch die längere Funkwelle im Vergleich zum 5 GHz Band weniger anfällig für Störfaktoren und die Komponenten sind in der Regel deutlich günstiger.

Das 5 GHz Band verfügt im Vergleich zum 2.4 GHz Band über insgesamt 19 überlappungsfreie Kanäle. Das 5 GHz Band wird, da es etwas anfälliger für Störfaktoren, wie zum Beispiel Hauswände oder Decken, ist deutlich seltener in privaten und öffentlichen WLAN Netzwerke genutzt. Der Einsatz von 5 GHz Komponenten zum Aufbau einer Punkt-zu-Punkt Verbindung ist daher sowohl in der Stadt als auch auf freien Flächen sehr gut geeignet.

Wir empfehlen daher generell den Einsatz von 5 GHz Komponenten.

Welche Komponenten / Geräte sind am besten geeignet?
Wir empfehlen unseren Kunden in der Regel den Einsatz von sogenannten CPE’s, also aktive WLAN Komponenten, die sowohl das WLAN Modul als auch die WLAN Richtantenne enthalten. Die Komponenten sind in der Regel in wetterfesten Gehäusen untergebracht und können selbst unter extremen Temperaturbedingungen im Außenbereich betrieben werden. Diese WLAN Komponenten werden ganz einfach über ein handelsübliches Ethernet- / Netzwerkkabel an Ihr jeweiliges, lokales Netzwerk angebunden.

Die Stromversorgung erfolgt über das PoE Verfahren. Die Komponenten werden also über das gleiche Netzwerkkabel mit dem diese auch an das Netzwerk angebunden sind mit der benötigten Energie versorgt. Dazu wird ein sogenannter PoE Injector verwendet, der in der Regel auch immer im Lieferumfang enthalten ist. Sie sparen sich also das Verlegen eines zusätzlichen Stromkabels und müssen auch keine separaten Antennenkabel verwenden, welches für Verluste sorgen würde.

Wir arbeiten sehr gerne mit den Komponenten des Herstellers Ubiquiti Networks, ebenso aber auch mit Komponenten aus dem Hause LigoWave oder MikroTik.

Die Ubiquiti Komponenten sind etwas kostengünstiger. Die Geräte sind sehr gut zu bedienen und arbeiten absolut stabil, auch auf höheren Distanzen. Bei aktiviertem airMax ac Protokoll können tatsächliche Datendurchsätze von bis zu 450MBit zwischen zwei Ubiquiti Komponenten realisiert werden. Hier empfehlen wir gerne den Einsatz der NanoBeam 5AC-19 oder, wenn um höhere Distanzen geht, die PowerBeam 5AC-500.

Die LigoWave Komponenten sind in Vergleich etwas teurer als die Ubiquiti Komponenten. Bei aktiviertem iPoll Protokoll können bei den auf ac Standard basierenden Komponenten tatsächliche Datendurchsätze von bis zu 500MBit zwischen zwei LigoWave Komponenten realisiert werden. Auch diese Geräte sind ebenfalls sehr gut zu bedienen und sind zudem noch durch einen integrierten Dreifach-Blitzschutz und einer dualen Firmware gegen diverse Ausfall-Szenarien abgesichert. Das erlaubt einen absolut zuverlässigen und langlebigen Betrieb. Gerade im geschäftlichen Einsatzfeld eignen sich diese Komponenten extrem gut. Hier empfehlen wir den Einsatz der LigoWave LigoDLB 5-20 ac.


Konfiguration:
Generell arbeiten beide Komponenten im Bridge-Modus

Eine der beiden, an der WLAN Punkt-zu-Punkt Verbindungen beteiligten Komponenten, wird in den Access-Point Modus geschaltet. Hier erfolgt auch die Vergabe der SSID, also dem Namen des WLAN Netzwerkes und auch die Vorgaben zur Verschlüsselung. Sie sollten an dieser Stelle unbedingt eine WPA2-Verschüsselung wählen.

Die zweite Komponente wird in den Station- oder auch Client-Modus geschaltet. Hier müssen Sie dann nur noch auswählen, mit welchem WLAN Netzwerk die Verbindung aufgebaut werden soll (natürlich wählen Sie hier das der Gegenstelle – erkennbar an der SSID - siehe vorheriger Absatz) und welche Verschlüsselung verwendet wird. Hier stellen Sie dann die gleichen Werte, wie im oberen Absatz beschrieben, ein.

Natürlich müssen beide Komponenten gemäß Ihrer Netzwerkstruktur mit einer passenden IP Adresse/Subnetzmaske und ggf. Gateway-Informationen etc. versehen werden.

Sollten Sie die von uns empfohlenen Ubiquiti oder LigoWave Komponenten verwenden, können Sie zusätzlich das jeweils Herstellereigene AirMax (Ubiquiti) oder iPoll (LigoWave) Protokoll aktivieren um den Datendurchsatz auf ein Maximum zu steigern.

Es gibt bei beiden Herstellern noch diverse weitere Optionen bei der Konfiguration. Diese können Sie aber in der Regel auf den Werkseinstellungen belassen

Natürlich freuen wir uns, wenn Sie die jeweiligen Komponenten in unserem Onlineshop bestellen und hoffen, dass wir Ihnen mit dieser kurzen Dokumentation eine unkomplizierte und kompakte Anleitung geben konnten und zu Ihrer Kaufentscheidung beitragen konnten.