WLAN Richtfunk
Kosteneffiziente und flexible Standortvernetzung

Mesh WLAN-Router

Die deutsche Wirtschaft wächst. Neue Verwaltungsräume oder Produktions- und Lagerhallen können schnell über Modulgebäude (Wohncontainer, Leichtbauhallen) bereitgestellt werden. Oft werden neue Standorte allerdings nur temporär benötigt. Dazu kommt die Herausforderung, dass Zugriffe auf das Unternehmensnetzwerk und das Internet bereitgestellt werden müssen. Konventionelle Lösungen über Kabel sind in diesen Fällen häufig nicht wirtschaftlich. Die notwendigen baulichen Maßnahmen sind teuer, die Mietgebühren meist laufzeitgebunden. Eine mögliche Alternative ist WLAN Richtfunk. Unter bestimmten Voraussetzungen können die Anforderungen mit speziellen Outdoor WLAN Bridges oder Richtfunkantennen kostengünstiger erfüllt werden.

Funktionsweise

WLAN (Wireless Local Area Network) ist die Bezeichnung für ein Funknetz zur Verbindung von IT Systemen. PCs, Handys, Drucker und sonstige WLAN fähige Geräte können sich in das WLAN verbinden. Die Kommunikation mit anderen (kabelgebundenen oder kabellosen) Geräten im Netzwerk und die Verbindung ins Internet wird somit ermöglicht. Der Zugang wird über WLAN fähige Router oder Access Points bereitgestellt.

WLAN Richtfunk adaptiert die WLAN Technologie. Sofern der Access Point es unterstützt, kann dieser in einen Bridge Modus versetzt werden. Alternativ können WLAN Ethernet Bridges verwendet werden. Die Bezeichnung Bridge (Brücke) an dieser Stelle ist zutreffend, da zwei kabelgebundene Netzwerkbereiche über die WLAN Bridge miteinander verbunden werden. Die dadurch entstehende Verbindung wird als Punkt-zu-Punkt Verbindung bezeichnet. Die Erweiterung der Lösung um spezielle Richtfunkantennen ermöglicht auch Punkt-zu-Multipunkt Verbindungen.

Der Einsatz professioneller WLAN Richtfunkantennen lässt Reichweiten von über 15 Kilometern pro Richtfunkstrecke zu. Die WLAN-Signalqualität (und damit auch die zur Verfügung stehende Übertragungsgeschwindigkeit) nimmt jedoch mit zunehmender Reichweite ab. Durch den Einsatz von Verstärkern kann die Signalqualität verbessert werden. Der Verstärker nimmt das ursprüngliche Signal auf und versendet ein neues WLAN Signal. Somit können mehrere Richtfunkstrecken kombiniert und die maximale Reichweite erhöht werden. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass mit jeder Aufbereitung des WLAN Signals durch WLAN Verstärker die Übertragungsgeschwindigkeit der Richtfunkstrecke abnimmt.

Für WLAN sind die Frequenzbänder 2,4 Ghz (Gigahertz) und 5 Ghz vorgesehen. Für den Aufbau einer WLAN Richtfunk-Verbindung ist das 5 Ghz Band zu empfehlen. Dieses stellt ein breiteres Frequenzspektrum zur Verfügung. Außerdem gibt es weniger Geräte, die 5 Ghz WLAN nutzen. Demzufolge ist das Risiko von Signalstörungen geringer als bei der Verwendung des 2,4 Ghz Frequenzbandes.

Abhängig von der eingesetzten Hardware, der Signalqualität und dem verwendeten Frequenzband können Übertragungsgeschwindigkeiten von mehr als 1200 Mbit/s erreicht werden.

Voraussetzungen

Für den Einsatz von WLAN Richtfunk-Verbindungen müssen grundlegende Voraussetzungen geschaffen werden.

Um die Verbindung aufzubauen werden Sende- und Empfangsmodule benötigt. Dies können spezielle WLAN Ethernet Bridges, Richtfunkantennen oder WLAN Access Points (die im Bridge Modus betrieben werden können) sein. Für den Außeneinsatz werden spezielle Outdoor Geräte benötigt, die witterungsbeständig sind. Ein Zugangspunkt zum Netzwerk muss pro Streckenende ebenfalls vorhanden sein. Dies kann ein Ethernet-Switch (beispielsweise zur Standortverbindung) oder ein DSL Router (wenn nur Internetzugriff bereitgestellt werden soll) sein.

Eine WLAN Richtfunk-Verbindung muss über ein freies Sichtfeld zwischen den Verbindungspartnern verfügen. Natürliche oder bauliche Gegebenheiten (Bäume, Berge, Gebäude, Brücken) können die Signalqualität negativ beeinflussen oder die Übertragung gänzlich verhindern. Dementsprechend kann es erforderlich sein, die Komponenten am höchsten Punkt des Gebäudes zu montieren. Sollte dies nicht ausreichen, muss gegebenenfalls ein neuer Funkmast gebaut werden. Bei der Überbrückung von Waldstücken, Höhenunterschieden im Gelände oder keiner direkten Sichtverbindung ist diese Maßnahme nicht unüblich. Die zulässigen Rahmenparameter für den Bau eines Funkmasts (Baugenehmigung, maximale Höhe, Durchmesser, Statik, etc.) müssen im Vorfeld geklärt werden. Dabei können Statiker, Architekten oder die Bundesnetzagentur unterstützen.

Kosten

Das Angebot für WLAN Richtfunk-Lösungen ist groß. Dementsprechend vielfältig ist die Auswahl geeigneter Anbieter.

Für den Einsatz im privaten Umfeld können WLAN Richtfunk Sets bereits für geringe Preise im mittleren zweistelligen Euro-Bereich erworben werden. Professionelle Lösungen sind im oberen zweitstelligen bis mittleren dreistelligen Euro-Bereich anzusiedeln. Kosten für die Nutzung der WLAN Frequenzen fallen nicht an.

Die Investition zum Aufbau einer WLAN Richtfunk-Verbindung ist planbar und übersichtlich. Die Kosten fallen einmalig an. Im Gegensatz dazu fallen für konventionelle Kabelverbindungen in der Regel sowohl einmalige Kosten (für das Verlegen der Kabel oder die Bereitstellung des Anschlusses), als auch monatliche Kosten an.

Bei der Nutzung von WLAN Richtfunk im gewerblichen Bereich müssen allerdings weitere Faktoren berücksichtigt werden. Wenn die Verbindung ausfällt entstehen gegebenenfalls zusätzliche Kosten. Dies können Personalkosten sein, wenn die Mitarbeiter an dem betroffenen Standort nicht mehr arbeitsfähig sind. Der Stillstand einer Produktionsanlage, weil keine Daten aus der Zentrale abgerufen werden können, ist vermutlich der größtmögliche Kostenpunkt. Aber auch Ausfälle weniger kritischer Systeme wie Videoüberwachungsanlagen können umfangreiche Folgen nach sich ziehen. Es muss also abgewogen werden, ob die Kostenersparnis durch den Einsatz einer WLAN Richtfunk-Lösung die bei Ausfall der Verbindung entstehenden Kosten rechtfertigen kann.

Probleme

Wird WLAN eingesetzt, kann es zu Signalstörungen oder Ausfällen kommen. Diese Risiken sind technologisch bedingt auch für Richtfunk-Lösungen vorhanden. Natürliche Einflüsse können die Signalqualität einer WLAN Richtfunk-Verbindung negativ beeinflussen. Dazu zählt besonders im Frühjahr das Wachstum von Bäumen. Im Winter wiederum müssen die verwendeten Richtantennen frei von Schnee und Eis bleiben. Starker Schneefall kann das Signal ebenfalls verschlechtern.

Der vollständige Ausfall der Verbindung durch bauliche Veränderungen ist ein weiteres Risiko. Insbesondere der Bau neuer Gebäude in Wohn- oder Industriegebieten ist ein häufig auftretender Faktor. Bei Richtfunkstrecken über große Entfernungen muss auch der Brückenbau berücksichtigt werden.

Anwendungsbeispiele

WLAN Richtfunk ist sowohl für Privatanwender, als auch Unternehmen geeignet. Die Einsatzmöglichkeiten sind aufgrund der kostengünstigen Bereitstellung und einfachen Konfiguration beinahe grenzenlos.

Im Heimbereich kommen Videoüberwachungssysteme in Mode. Die entsprechenden Kameras sind eine günstige Möglichkeit, das eigene Hab und Gut durch Abschreckung zu schützen. Außerdem bieten viele Versicherungen günstigere Beiträge an, wenn Diebstahl und Vandalismus nachgewiesen werden können. Die Montage der Kameras ist jedoch nicht immer in Bereichen möglich, in denen auch Netzwerkkabel verlegt sind. WLAN Richtfunk kann hier eine Alternative darstellen, um beispielsweise die Kamera an der Scheune oder dem Eingangstor zum Grundstück anzuschließen.

Für Unternehmen, die temporäre Räumlichkeiten bereitstellen, sind die Kosten für Verkabelungen meist nicht wirtschaftlich. Aufgrund baulicher Vorschriften darf kein Kupferkabel verlegt werden. Die Alternative, Glasfaser, ist teuer. Demzufolge stellt eine WLAN Richtfunk-Verbindung eine wirtschaftlich attraktive Alternative dar.

Wenn in Gebäuden, zum Beispiel wegen Denkmalschutz, keine Kabel verlegt werden dürfen, kann die Versorgung des Gebäudes mit Internetzugang über Richtfunkantennen erfolgen. Innerhalb des Gebäudes wiederum kann ohne umfangreiche Montagearbeiten WLAN über Access Points bereitgestellt werden.

WLAN für unterwegs ist ein gern genutztes Angebot. Viele Städte und Kommunen bieten Bürgern diesen Service kostenlos an. Die dabei zustandekommenden Verbindungen sind Punkt-zu-Multipunkt Verbindungen, die über WLAN Richtfunk realisiert werden können.

Montage und Installation

Die Montage der Komponenten erfolgt in der Regel im Außenbereich. Aus diesem Grund ist die Auswahl der Hardware wichtig. Die Richtfunkantennen müssen für den Außeneinsatz geeignet sein. Empfehlenswert ist die Anbringung an einem Dachüberstand um Schäden durch permanente Sonneneinstrahlung oder häufigen Regen zu vermeiden.

Zusätzlich dazu müssen sämtliche Kabeldurchführungen witterungsbeständig abgedichtet werden. Andernfalls können Schäden an der Gebäudesubstanz entstehen. Außerdem sind Beschädigungen an der Isolierung der Kabel nicht ausgeschlossen.

Alle Steckverbindungen müssen ebenfalls witterungsbeständig abgedichtet werden. Auf diese Weise wird Kurzschlüssen vorgebeugt.

Die Konfiguration der WLAN Richtfunk-Verbindung erfolgt über die Administrationsoberfläche der Geräte. Diese wird in der Regel über einen Internetbrowser (Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome oder ähnliche) aufgerufen. Beide Geräte sollten über statisch zugewiesene IP Adressen im korrekten Netzwerkbereich verfügen. Weiterhin notwendige Informationen wie DNS Server und Standardgateway müssen angegeben werden. Zuletzt wird eines der Geräte als Master konfiguriert. In der Regel ist dies das Gerät am Hauptstandort.

Das zweite Gerät wird als Client eingerichtet. Nach einem erfolgreichen Test der Verbindung kann die Montage durchgeführt werden. Wie bereits erwähnt muss sichergestellt sein, dass beide Geräte über eine direkte Sichtverbindung zueinander verfügen. Viele Hersteller bieten umfangreiche Anleitungen zur Einrichtung einer Punkt-zu-Punkt Verbindung für ihre Geräte an.

Rechtliche Voraussetzungen

Die für WLAN verwendeten Frequenzen 2,4 Ghz und 5 Ghz sind zur öffentlichen Nutzung vorgesehen. Solange die WLAN Richtfunk-Verbindungen nicht kommerziell genutzt werden, müssen diese nicht bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Eine kommerzielle Nutzung liegt beispielsweise vor, wenn ein kostenpflichtiger Internetzugang für andere Teilnehmer bereitgestellt wird.

Im Rahmen gewerblicher Nutzung muss die Verbindung bei der Bundesnetzagentur angemeldet werden. Eine Lizenz wird jedoch nicht benötigt. Wenn die Montage der Komponenten auf Nicht-Eigentum (beispielsweise ein Mietshaus) erfolgen soll, muss die Einverständnis des Eigentümers eingeholt werden. Außerdem ist sicherzustellen, dass eine sachgerechte Befestigung und ein ausreichender Blitzschutz gewährleistet ist.

Im Zweifelsfall sollte immer ein Rechtsbeistand zu Rate gezogen werden.

Zubehör

Wenn die integrierten Komponenten einer vorkonfektionierten Richtfunkantenne nicht ausreichen um eine stabile Verbindung aufzubauen, kann Zubehör erworben werden. Viele Hersteller bieten zusätzliche Richtantennen, die an die eigenen Komponenten angeschlossen werden können. Die Signalqualität über lange Strecken kann mit WLAN Richtfunk-Verstärkern verbessert werden. Bei der Auswahl des Zubehörs ist jedoch zu beachten, dass die maximal zulässige Sendeleistung von 100 mW (Milliwatt) nicht überschritten wird. Wer die Investition für offizielles Zubehör einsparen möchte, kann auch mit Hausmitteln leistungsfähige Sende- und Empfangsverstärker zusammenbauen. Im Internet finden sich viele Anleitungen zu diesem Thema.

Fazit

WLAN Richtfunk ist eine coole Sache. Gerade, wenn das Budget knapp ist und die Ausfallsicherheit nicht unbedingt gewährleistet sein muss, kann die Technologie viel Arbeit und Schweiß ersparen. Im gewerblichen Bereich lassen sich die Vorteile von WLAN Richtfunk genauso nutzen, wie privat. Allerdings müssen hier die Risiken berücksichtigt werden, um hohe und ungeplante Kosten zu vermeiden.

vgwort

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