Vorhandene Netzwerke mit Wireless Access Points WLAN-tauglich machen

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Ihr vorhandenes Netzwerk mit Wireless Access Points WLAN-tauglich machen – ein Ratgeber

Zur Standardausrüstung eines modernen Computers, Notebooks, Tablets und Smartphones gehört stets die WLAN-Komponente. Der schnelle kabellose Datenaustausch zwischen Geräten ist damit möglich. Das WLAN-Netz ist immer örtlich begrenzt und abhängig von der Signalstärke des Wireless Access Points.

Was ein Netzwerk ist und wie Sie dieses mit Wireless Access Points am besten WLAN-tauglich machen, erfahren Sie in diesem Ratgeber.

Was ist ein Netzwerk (LAN)?

Das Netzwerk in Ihren eigenen vier Wänden ist ein lokales Netzwerk (Local Area Network, LAN), bei dem unterschiedliche Geräte über Kabelverbindungen (LAN-Kabel) miteinander kommunizieren und Daten austauschen. Die maximale Ausdehnung eines solchen lokalen Netzwerkes ist ohne weitere Maßnahmen auf maximal 500 m begrenzt. Gewöhnlich wird ein lokales Netzwerk in kleinen Unternehmen und privaten Haushalten eingesetzt.

Der heute verbreitete Standard für die Verkabelung ist Ethernet. Mit Ethernet sind Datenübertragungsraten von 10 Mbit/s bis zu 10 Gbit/s möglich. Die Übertragung der Daten erfolgt meist optisch über Glasfaserkabel oder Plastikfaserkabel oder elektrisch über Twisted-Pair-Kabel. Mit den üblicherweise verwendeten TP-Kabeln ist die Netzausdehnung auf 100 m begrenzt. Bei neuen Verkabelungen wird Gigabit-Ethernet verwendet.

Was ist Wireless LAN (WLAN)?

Ein lokales Netzwerk, in dem die Datenübertragung zwischen den verschiedenen Geräten drahtlos erfolgt, wird Wireless LAN oder WLAN genannt. Die Realisierung erfolgt in der Regel über einen der Standards aus der IEEE802.11-Gruppe. Die Standards sind weitgehend mit dem kabelgebundenen Ethernet kompatibel. Eine Besonderheit und Notwendigkeit der WLAN-Netze ist die Verschlüsselungstechnik. Da das Funknetz nicht an der Gebäudewand endet, kann das Signal auch von unerwünschten Dritten empfangen werden. Um diesen den Zutritt zum WLAN zu verwehren, ist das Netz mit einem Passwort geschützt. Die zuerst verwendeten Sicherheitsstandards WEP und WPA gelten inzwischen als unsicher. Stattdessen wird der WPA2-Standard empfohlen. Mit zusätzlichen Geräten (VPN-Gateways) ist es möglich, die Sicherheit des WLANs zu erhöhen.

Wie funktioniert WLAN und was ist ein Wireless Access Point?

Je nach Ausstattung der Endgeräte ist der Betrieb des WLAN-Netzes in unterschiedlichen Modi möglich.

WLAN über den Infrastruktur-Modus

Vom Prinzip her funktioniert der Infrastruktur-Modus wie ein Mobilfunknetz. Ein Router oder Wireless Access Point dient sozusagen als Sendemast und koordiniert die Verbindung zu allen Clients im Sendegebiet. Dazu wird in einem bestimmten Intervall ein Beacon – ein kleines Datenpaket – an alle Geräte verschickt. Ein solches Beacon enthält Informationen über den Namen des Netzwerks (SSID), die Art der verwendeten Verschlüsselung und eine Liste der kompatiblen Übertragungsraten. Durch die ständige Aussendung – meist zehnmal pro Sekunde – ist der Verbindungsaufbau für die Clients stark erleichtert. Optional besteht die Möglichkeit, die Übertragung der SSID-Übermittlung zu deaktivieren, wodurch der Router unsichtbar wird.

Da WLAN weitgehend mit Ethernet kompatibel ist, ist die Verbindung eines Wireless Access Points über den LAN-Anschluss mit einem kabelgebundenen Netzwerk leicht möglich. Die kabelgebundenen Netzwerke werden auch als Distribution System bezeichnet. Für die Ethernet-Netzwerkkarte ist es somit nicht möglich, zu unterscheiden, ob die Kommunikation mit einer anderen Ethernet-Karte oder einem Wireless Access Point erfolgt. So verbindet ein Wireless Access Point für gewöhnlich z. B. ein Notebook mit verbautem Wireless Adapter über das Funknetz (WLAN) mit einem kabelgebundenen Datennetz (LAN).

Die Reichweite des WLAN-Netzes kann durch Verwendung mehrerer Basisstationen erweitert werden. Dabei ist für die Clients eine unterbrechungsfreie Verbindung möglich, ein Wechsel der Stationen geschieht automatisch per Hand over. Noch kommt es dabei in der Praxis häufig zu Problemen, da sich die verwendeten Frequenzen der Basisstationen gegenseitig überlappen und es so zu Störungen kommt. Meist suchen die Clients, also das Notebook, Tablet oder Smartphone, erst dann nach einer neuen Verbindungsmöglichkeit, wenn die vorhandene abbricht.

WLAN über den Ad-hoc-Modus

Bei der Verbindung über den Ad-hoc-Modus sind alle beteiligten Geräte gleichwertig. Eine solche Verbindung ist schnell aufgebaut, verbreiteter ist dafür allerdings eher die Bluetooth-Technik. Um eine solche Verbindung herzustellen, müssen alle Endgeräte denselben Netzwerknamen verwenden. Die Koordinierung der Verbindung wird dann von den Geräten selbst übernommen. Die Weiterleitung von Daten über ein drittes Gerät ist bei dieser Verbindungsart nicht vorgesehen. Um die Weiterleitung zu ermöglichen, ist es bei entsprechenden kompatiblen Geräten möglich, die Routing-Funktion zu aktivieren. Eingesetzt wird der Ad-hoc-Modus z. B. zur drahtlosen Verbindung eines Computers mit einem Drucker.

Verschiedene Betriebsmodi der IEEE802.11-Access-Points

Jedes Funknetzwerk hat einen Funknetzwerknamen (ESSID). So können Endgeräte unterschiedliche Netze einfach auseinanderhalten. Die Basisstationen ermöglichen unterschiedliche Betriebsmodi.

Basic Service Set

Im Basic-Service-Set-Modus ist ein einziger Access Point in Betrieb. Sämtliche Endgeräte sind über diesen Access Point verbunden und bilden so ein in sich geschlossenes Intranet.

Ethernet Bridge

Ein Access Point, der den Ethernet-Bridge-Modus unterstützt, kann via LAN-Kabel mit dem kabelgebundenen Ethernet verbunden werden. Über die Funkschnittstelle werden die Daten dann kabellos weitervermittelt. Handelsübliche Wireless Access Points sind mit dieser Funktionalität ausgestattet. Ist das Gerät zusätzlich in der Lage, TCP/IP-Pakte zu routen, wird von einem WLAN-Router gesprochen.

Extended Service Set

Um den Extended-Service-Set-Modus zu nutzen, werden mehrere Access Points über Ethernet-Kabel miteinander verbunden. An den einzelnen Geräten wird derselbe Funknetzwerkname mit entsprechender Verschlüsselung und Passwort eingerichtet. Die Reichweite des WLAN-Netzes wird auf diese Art und Weise vergrößert. Idealerweise wird ein Endgerät, dessen Standort sich verändert, automatisch an den nächstgelegenen Access Point übergeben. Diesen Vorgang nennt man Roaming.

Wireless Distribution System

Dieser Modus ist weiter oben bereits beschrieben und ermöglicht die kabellose Verbindung mehrerer Access Points miteinander. Sinnvoll ist die Verwendung von Access Points desselben Herstellers, um Kompatibilitätsproblemen aus dem Weg zu gehen.

Wie wird die Reichweite des WLAN-Netzes vergrößert?

Um die Reichweite des WLAN-Signals zu vergrößern, existieren mehrere Möglichkeiten. In Heimnetzwerken reicht das WLAN-Signal meist nicht bis in den Keller oder den eigenen Garten. Die dazu verwendete Technik wird als Wireless Distribution System (WDS) bezeichnet. Durch die Verwendung von mehreren WLAN-Basisstationen (Wireless Access Points) wird eine größere Netzabdeckung erreicht. Auf lästige Kabel wird dabei vollständig verzichtet. Lediglich die Stromversorgung der einzelnen Stationen muss gegeben sein. Bei Verwendung der Single-Radio-Technik nutzt die WLAN-Schnittstelle dieselbe Verbindung für die Kommunikation mit der Nachbarstation und den Clients, den Endgeräten. Da die Datenpakete somit doppelt übertragen werden, halbiert sich die Datenübertragungsrate an der Schnittstelle. Mit Dual-Radio-Zugriffspunkten wird ein WDS besser umgesetzt. Dabei kommunizieren zwei Sender gleichzeitig, der eine mit der Nachbarstation, der andere mit den Clients.

Bei einer Direktverbindung (Bridging-Modus, Point-to-Point) kommunizieren zwei Access Points, die als WLAN-Bridges konfiguriert sind, ausschließlich und direkt miteinander. Die Verbindung weiterer Clients ist nicht möglich. Der Repeating-Modus ermöglicht mehreren Zugriffspunkten die Verbindung über WDS untereinander. Zusätzlich sind auch die Endgeräte in der Lage, sich zu verbinden (Point-to-Multipoint). Eine Erweiterung der WLAN-Reichweite ist somit über den Repeating-Modus möglich. Bei eBay sind entsprechende WLAN-Repeater bzw. WLAN-Bridges erhältlich.

Weitere Möglichkeiten, um die Reichweite des WLAN-Netzes zu vergrößern

Die Vergrößerung der Reichweite des WLAN-Netzes ist nicht allein durch den Einsatz mehrerer Basisstationen möglich. Die Basisstationen selbst können, mit entsprechenden Komponenten ausgestattet, ein stärkeres Signal mit größerer Reichweite aussenden. Dazu dienen spezielle WLAN-Antennen. Um eine solche Antenne verwenden zu können, muss die Antenne des Wireless Access Points austauschbar sein. Eine WLAN-Richtantenne ist eine spezielle Antennenform, mit der eine Verstärkung des WLAN-Signals in eine bestimmte Richtung möglich ist. Doch nicht nur auf der Seite des Senders besteht Optimierungspotenzial. Auch die Empfangsqualität der Clients lässt sich optimieren. So besteht z. B. die Möglichkeit, die interne WLAN-Antenne eines Notebooks gegen eine bessere auszutauschen. Alternativ kann eine zusätzliche WLAN-USB-Antenne über den USB-Port an das Notebook oder einen Desktop-PC angeschlossen werden. Für einen optimalen Empfang außerhalb der eigenen vier Wände ist der Einsatz einer Outdoor-WLAN-Antenne geeignet. Diese wird an der Außenwand befestigt und verstärkt das Signal so für den Gartenbereich.

Worauf bei dem Kauf eines Access Points zu achten ist

Nicht alle auf dem Markt erhältlichen Access Points unterstützen alle Betriebsmodi. Um die optimale Leistung aus einem einzelnen Access Point herausholen zu können, sollte dieser mit einer externen Antenne verbunden werden können. Die Access Points unterschiedlicher Hersteller sind häufig nicht miteinander kompatibel, wodurch es bei der angestrebten Vergrößerung der WLAN-Reichweite zu Problemen kommt. Da die Access Points Informationen über die verbundenen Endgeräte austauschen müssen, um z. B. die reibungslose Übergabe zu ermöglichen, sollten die Geräte vom selben Hersteller stammen. Das für den Informationsaustausch zuständige Netzwerkprotokoll (802.11f) wurde mit Verzögerung verabschiedet, sodass die einzelnen Hersteller bereits eigene Standards entwickelt hatten. Diese sind teilweise nicht miteinander kompatibel. Informieren Sie sich daher vorab über die Kompatibilität eines Access Points zu eventuell bereits vorhandenen Geräten. Einzelne WLAN-Karten sind nicht in der Lage, über einen Repeater zu kommunizieren. Informieren Sie sich im Internet über bekannte Probleme bei den WLAN-Karten in Ihren Endgeräten.

Fazit

Ein vorhandenes Ethernet-Netzwerk wird also mittels Wireless Access Points WLAN-tauglich gemacht. Im einfachsten Fall ist ein WLAN-Router an dem hauseigenen DSL-Anschluss über ein LAN-Kabel angeschlossen (Ethernet Bridge Mode). Endgeräte mit WLAN-Komponente können drahtlos mit dem Router kommunizieren und Daten austauschen. Um die Reichweite des WLAN-Signals zu vergrößern, wird ein weiterer Access Point entweder via LAN-Kabel oder sogar kabellos (WDS) mit dem Router verbunden. Der nächste Access Point wird dazu dort positioniert, wo das Signal beginnt, schwächer zu werden. So sind Sie auch im Garten oder im Keller stets online. Alternativ ist die Verwendung entsprechender WLAN-Antennen möglich, um die Signalstärke der einzelnen Access Points zusätzlich zu verbessern. Ob Sie über DSL, Kabel, HSDPA oder LTE online gehen, macht für die Organisation des eigenen WLAN-Netzes keinen Unterschied.

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