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17.03.2006

Zu viele WLANs stören sich gegenseitig

Die wachsende Zahl an WLANs wird zum Problem. Die Funknetze beeinträchtigen sich, der Datenfluss tröpfelt.

Das Problem kennt in den USA kaum jemand. Aufgrund der eher weitflächigen Bebauung stören sich dort die lokalen Funknetze mit ihrer meist geringen Reichweite wenig. Im dichter besiedelten Europa entwickelt sich die ungebremste Popularität der WLANs dagegen langsam zum echten Ärgernis: Die Funknetze beeinflussen sich gegenseitig negativ. Schon klagen Heimbenutzer darüber, dass sie in den Innenstädten bis zu 17 WLANs gleichzeitig empfangen und damit ein vernünftiges Arbeiten nicht mehr möglich ist. Statt bequem und schnurlos per Voice over IP über das WLAN zu telefonieren, können die User die Bytes einzeln per Handschlag begrüßen, da sie beim Empfänger nur noch tröpfchenweise eintrudeln.

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Ungestört im WLAN funken

• Richtantennen verwenden;

• Sendeleistung drosseln, wenn möglich;

• Frequenz-Nutzungspläne mit Nachbarn erstellen;

• aktives Radio-Management nutzen;

• einen Acces Point teilen (Stichwort: Virtualisierung);

• bauliche Maßnahmen;

• eventuell auf 802.11a ausweichen.

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Nur drei Kanäle nutzbar

Ein Phänomen, von dem mittlerweile auch Business-User ein Lied zu singen wissen. So störten sich auf der Mobilfunkmesse 3GSM in Barcelona beispielsweise 51 WLANs gegenseitig. Eine Datenübertragung war schlicht unmöglich. Doch es muss nicht gleich der Extremfall Messe sein. In vielen Gewerbeparks oder Bürogebäuden bremsen sich die unkoordiniert installierten WLANs ebenfalls gegenseitig aus.

Die Ursache hierfür liegt in den WLAN-Standards 802.11b und g selbst. Die Spezifikation sieht nämlich nur drei, sich nicht gegenseitig störende Funkkanäle vor. "Akzeptiert der Benutzer minimale Interferenzen", erklärt Heiko Kratz, System Engineer bei Aruba Networks, "so sind vier Kanäle nutzbar, denn in Deutschland stehen dafür statt elf glücklicherweise 13 Kanäle zur Verfügung." Das könnten in der Praxis beispielsweise die Kanäle 1, 5, 9 und 13 sein. Diese Faustregel gilt aber nur dann, wenn in der direkten Nachbarschaft nicht eines der von den Marketing-Abteilungen als Turbo-WLAN beworbenen Funknetze mit 108 Mbit/s in Betrieb ist. "Haben Sie im Haus ein oder zwei WLANs mit 108-Mbit/s-Technologie, dann stören diese grundsätzlich alle anderen Funknetze", macht Mihai Donos vom Technical Support bei U.S.Robotics auf einen weiteren Störfaktor aufmerksam. Das Problem bei den Turbo-WLANs ist nämlich, dass sie zwei Kanäle belegen, um die höhere Geschwindigkeit zu erzielen.

Default-Einstellungen ändern

Glück im Unglück hat, wer neben relativ unbedarften IT-Nachbarn wohnt. Dann funken die Access Points nämlich in der Regel auf den werksseitig voreingestellten Kanälen, und dies ist meist Kanal 6 oder 11. Weicht der Benutzer auf die anderen Kanäle aus, kann er sein WLAN störungsfrei verwenden. Hat ein User dieses Glück nicht, so liegt die Versuchung nahe, die Sendeleistung des eigenen Access Points zu erhöhen, um die anderen Funknetze im wahrsten Sinne des Wortes "niederzubrüllen". Hierzu wird entweder ein Funk-Booster verwendet oder der Access Point auf ein Land - etwa die USA - eingestellt, in dem höhere Sendeleistungen erlaubt sind. Ein Verhalten, das nicht nur wenig Gentleman-like, sondern auch illegal ist.

Kaum hilfreich ist auch der Ratschlag eines Herstellers, der ungenannt bleiben will. Er empfiehlt, doch einfach auf den WLAN-Standard 802.11a auszuweichen, da dieser im 5 GHz-Bereich und nicht im überfüllten 2,4 GHz-Band funkt. Ein kostentreibender Vorschlag, über den sich alle IT-Abteilungen ärgern dürften, die erst neue Centrino-Notebooks mit integriertem 802.11b/g WLAN gekauft haben. Bei Neuanschaffungen ist es aber in der Tat zu überlegen, ob nicht Geräte in Betracht gezogen werden, die alle drei Standards unterstützen. Zumal der 802.11a-Standard von Haus aus Mechanismen wie ein Radio-Management kennt - salopp ausgedrückt: Die Funkzellen nehmen aufeinander Rücksicht und stören sich möglichst wenig gegenseitig.

Ein erster Lösungsansatz, um der wachsenden WLAN-Dichte im b- und g-Bereich Herr zu werden, ist die klassische Nachbarschaftshilfe. Statt einfach wild ihre WLANs zu installieren, sollten beispielsweise die Mietparteien eines Bürogebäudes einen gemeinsamen Frequenz-Nutzungsplan entwickeln. Dieser könnte beinhalten, dass die Partei im obersten Stockwerk den Kanal 1 verwendet und dann erst wieder vier Etagen tiefer erneut der gleiche Kanal benutzt wird, um Interferenzen zu vermeiden.

Überhaupt, so das Credo der befragten Hersteller, ist die gegenseitige Rücksichtnahme eines der wichtigsten und wirkungsvollsten Mittel, um mit dem systemimmanenten Mangel der heutigen WLAN-Technik zu leben. So hat etwa Kevin Allan, Director Business Products bei Netgear, wenig Verständnis für Unternehmen, deren WLANs unkontrolliert weit über die Gebäudegrenzen hinaus funken: "Denn mit Richtantennen, die nicht viel kosten, lässt sich die Funkausleuchtung sehr genau definieren. Damit werden nicht nur Störungen der Nachbarn vermieden, sondern gleichzeitig die eigene Sicherheit erhöht." Konsequent zu Ende gedacht, erlaubt der Einsatz von Richtantennen noch ein anderes Anwendungsszenario: Werden die Access Points mit Richtantennen so platziert, dass sich ihre Ausleuchtungszonen nicht überlappen, dann sind auf dem gleichen Funkkanal mehrere von einander unabhängige Funknetze realisierbar. Je nach eingesetzter Antenne lässt sich dabei die Ausbreitung in vertikaler oder horizontaler Richtung kontrollieren.

Noch feiner lässt sich der eigene Funkbereich justieren, wenn der Anwender bei der Anschaffung von Access Points darauf achtet, ob deren Funkleistung regulierbar ist. Bei vielen Geräten ist es nämlich möglich, die Sendeleistung zu reduzieren.

Frequenzband scannen

Für User, die sich etwa in den Innenstädten mit einer hohen WLAN-Dichte herumplagen müssen und die anderen Funknetzbetreiber nicht kennen, hat Techniker Donos noch einen Tipp parat: "Nehmen Sie einen WLAN-Scanner und suchen Sie die Kanäle auf denen Sie andere Funknetze mit der geringsten Signalstärke empfangen." Entscheidet sich der Benutzer für einen solchen Kanal, dann dürften sich die beiden Netze kaum stören, da sie sich ja nur an ihren Rändern überlappen. Je nachdem, welche Tools der WLAN-Kartenhersteller mitliefert, benötigt der Anwender noch nicht einmal einen WLAN-Scanner, um die Signalstärken zu analysieren, sondern kann diese Aufgabe mit Bordmitteln bewältigen.

Alle bisher vorgestellten Maßnahmen greifen zwar herstellerunabhängig, haben jedoch den Nachteil, dass der WLAN-Betreiber selbst aktiv an der Lösung mitwirken muss. Mehr Komfort versprechen Produkte, die mit einem automatischen Radio-Management aufwarten.

Hier setzen beispielsweise Netgear und Bluesocket auf die von Propagate entwickelte "Autocell"-Technologie. Das Verfahren ermöglicht eine dynamische Steuerung des WLAN. Dabei stimmt die Software in Gebäuden mit mehreren Access Points die Sendeleistung der einzelnen Geräte so ab, dass sich ihre Funkzellen nicht gegenseitig überlappen. Auch die Funkkanäle werden so vergeben, dass sich mehrere Geräte nicht ins Gehege kommen. Ein nützlicher Nebeneffekt der Software ist die Option des Load Balancing: Greifen zu viele Clients auf einen Access Point zu, so kann das Programm diese auf andere Funkknoten verteilen.

Ein ähnliches Verfahren propagiert Aruba mit dem "Adaptiven Radio Management". Hier wird die Sendeleistung der Access Points mit Hilfe von Kalibrierungspaketen von einem Mobility Controller überwacht. Stellt dieser fest, dass ein Access Point zu stark sendet und damit einen anderen Funkknoten stört, so reduziert er automatisch die Sendeleistung. Ebenso kann er einen Access Point zu einem Kanalwechsel veranlassen, wenn die Gefahr von Interferenzen besteht. "Das kann zwar helfen, löst aber das Problem nicht wirklich", räumt Aruba-Techniker Kratz ein, "denn die Verfahren funktionieren nicht über Herstellergrenzen hinweg."

Für Bürogebäude oder Gewerbeparks bietet sich ferner noch ein dritter Lösungsweg an, der mit der Frage beginnt, ob denn jedes dort ansässige Unternehmen wirklich sein eigenes physikalisches WLAN betreiben muss. Warum unterteilt man nicht, ähnlich wie im LAN, einen Access Point in mehrere virtuelle WLANs? Eine Idee, die beispielsweise U.S.Robotics bei seinen Maxg-Produkten als "Hotspot-Feature" umgesetzt hat. An diese Access Points können sich 15 bis 20 Clients gleichzeitig anschließen, ohne dass sie sich gegenseitig sehen. Für jeden Client entsteht so der Eindruck, er habe seinen eigenen Access Point. Allerdings greift diese Lösung nur bei kleineren Installationen.

In größeren Netzen lässt sich der Virtualisierungsgedanke dagegen mit dem WLAN-Switching realisieren, wie es von Herstellern wie Bluesocket angeboten wird. Auch hier wird ein Access Point in mehrere virtuelle unterteilt. So verwenden die Benutzer zwar das physikalisch gleiche Netz, befinden sich aber logisch in voneinander getrennten virtuellen Netzen.

Eine echte Lösung des Problems, das an der Wurzel des Übels ansetzt, nämlich den WLAN-Standards, ist erst mit der nächsten Funknetzgeneration, dem Standard 802.11n, in Sicht.