Pimp your Wireless Networks
Schnelle Datenverbindungen sind immer mehr gefragt, gerade im Bereich Kabellose Netzwerke haben sich in den letzten Jahren die Anforderungen sehr stark erhöht.
Ziel des Beitrages soll es sein, am Ende zu wissen, wie man das bestmögliche aus seinem WLAN Netzwerk rausholen kann, da dies sehr umfangreich ist, werde ich diesen Artikel in 3 oder 4 Abschnitte unterteilen, beginnend hier mit Teil 1, ein wenig Grundwissen, nicht zu tief technisch und (ich hoffe) für jeden verständlich.
High Speed WLAN ist gefragter denn je…
Immer mehr Menschen nutzen online Streaming Dienste, egal ob im Bereich Musik oder Video, die beliebten Dienste wie Netflix, Spotify, Amazon Video uvm. sind kaum noch wegzudenken und es wird immer mehr.
Immer höhere Datenraten werden benötigt und dies erreicht man ausschließlich mit sauber geplanten WLAN Netzwerken.
In diesem Artikel werde ich beginnen, einige Optimierungsmöglichkeiten zu zeigen, dies lässt sich selbstverständlich nicht mit jeder auf dem Markt befindlichen Hardware hier zeigen, von daher werde ich das Ganze hier auch wieder mit einigen gängigen, am Markt vertriebenen Geräte beschreiben.
Anfangen werden wir im privaten Hom-Use Bereich und danach in einem weiteren Artikel das Ganze in das Business Umfeld für klein- und mittelständische Unternehmensnetzwerke ausweiten.
Ein kurzer Rückblick in die WLAN Geschichte…
Ein bisschen Historie und Grundlagen sollten an dieser Stelle selbstverständlich sein, so ganz ohne geht es leider nicht, ebenso wenig geht es ohne ein wenig Basic Technisches Wissen welches ich in diesem Artikel aber auch so gering wie möglich halten möchte. Dies soll kein wissenschaftliches Lehrbuch werden sondern ein verständlicher Leitfaden wie man zuhause mit einfachen Mitteln doch einiges erreichen kann im WLAN Bereich.
Ende der 90er Jahre wurde vom IEEE, einem Zusammenschluss von Ingenieuren die dafür sorgen, dass z.B. das Internet so wie wir es heute kennen, auf einheitlichen Standards basiert. Wer mehr über das IEEE erfahren möchte, findet z.B. auf Wikipedia unter IEEE reichlich Informationen.
Dieser, bzw. der erste WLAN Standard wurde 1997 als 802.11 Standard festgelegt und daraus entstanden die ersten Kabellosen Netzwerke, welche sage und schreibe in der Lage waren, Datenraten von bis zu 2 Mbit pro Sekunde Brutto zu übertragen.
Es kommt nicht wirklich die Leistung die schön umschrieben wird…
Wenn wir ich an dieser Stelle über Brutto Datenraten spreche, heisst dass immer der Datenübertragungsrate, die rein rechnerisch mögliche Datenrate unter idealen Bedingungen, bei vollem Empfang und ohne jegliche mögliche Störquelle inklusive Steuerdaten (Overhead). Realistisch gesagt, nicht wirklich erreichbar, vielmehr hat sich in der Praxis bis heute bewahrheitet, dass es realistisch ist mit ca. 40% – 50% der rein rechnerisch erreichbaren Brutto Datenrate planen zu können, das ist dann der Datendurchsatz, oder der Netto Wert der eigentlichen Nutzdaten (Payload) die übertragen werden. Wir kommen später nochmal darauf zurück.
Ich möchte nochmal kurz auf die rechnerisch erreichbaren 2 Mbit/s von 1997 zurückkommen und das ganze mit Datenmengen der heutigen technischen Standards in Relation stellen.
Nehmen wir ein durchschnittliches Smartphone und machen ein Foto mit diesem, so hat dieses Foto eine Größe von zwischen ca. 2,5 bis 5 Mb je nach Auflösung und Modell, rechnen wir mit einem Mittelwert von 4 Mb pro Foto, würde ich bei einer realistisch erreichbaren Datenrate vom 1 Mbit/s der ersten WLAN´s von 1997 (1 Mbit/s nur bei guten Bedingungen), 60 Fotos meines Sonntagsausfluges auf meinen PC oder Laptop übertragen wollen, würde das Ganze Minimum über das WLAN, sofern alles gut läuft bei 1 Mbit/s Datendurchsatz rund 4 Stunden dauern. Wenn der Empfang nicht ganz so gut ist vielleicht auch 8 Stunden.
Um das ganze nochmal etwas anschaulicher mit dem Internet zu machen, würde ich der Welt bei Facebook oder Co. 20 Fotos meinen Freunden Teilen wollen, würde es mehr als eine Stunde dauern bis mein Facebook Post öffentlich erscheinen würde, ebenso lange bräuchte jeder Facebook Freund mehr als eine Stunde, um sich diese 20 Bilder auf seinem Rechner ansehen zu können (stand 1997).
WLAN Netze werden immer leistungsfähiger…
Steht wohl außer Frage dass sich hier das IEEE Konsortium über eine Weiterentwicklung Gedanken machen musste, um den Datenmengen weiter gerecht zu werden, denn wenn ich jetzt anfangen würde zu berechnen, wie viele Stunden, Minuten und Sekunden ein online Streaming Dienst wie z.B. Netflix benötigt, um einen Film in HD, in DVD 4,7 GB, oder Blue Ray Qualität > 25 GB zu Streamen, sind wir uns denke ich einig, dass keiner dieser Dienste heute am Markt Bestand hätte.
So folgten Die Weiterentwicklungen, auf 802.11, folgte 802.11 a, 802.11 b und auch 802.11 g relativ kurzfristig bis zur Jahrtausendwende, und brachten uns Datenraten von bis zu 54 Mbit/s Brutto Datenrate, immer bedenken, realistisch erreichbar so 20 – 25 Mbit/s.
Im weiteren Verlauf erfolgten immer mehr Kombinationen und Weiterentwicklungen der Standards, ich möchte auch hier niemanden mit allen 802.11 Standards quälen, dazu gibt es genügend technische Artikel im Netz und ein gewisses elektrotechnisches Basiswissen ist zum Verständnis im Detail vorausgesetzt, in diesem Artikel soll es mehr um die Optimierungs-Grundlagen gehen als um den technischen Hintergrund, im großen und ganzen sei gesagt, die höheren Datenraten ergeben sich aus einem Zusammenspiel des Frequenzbereiches 2,4 oder 5 GHz Band, der Bandbreite oder nebeneinander nutzbare Kanäle ohne Störsignale / Interferenz, sowie der verwendeten Modulationsart und auch der MIMO (Multiple Input Multiple Output) Möglichkeit (Antennen anzahl).
Wo stehen wir beim aktuellen Standard?
Wie gesagt möchte ich hier nicht jeden Standard klein kauen, deswegen abschließend noch, der aktuelle Standard welchen wir in den meisten Endgeräten finden nennt sich „802.11 ac“, auch hier haben sich schon Weiterentwicklungen gebildet (Wave 1 und Wave 2) auf die ich aber nicht weiter eingehen werde.
Für 2019 hat das IEEE angekündigt den Standard „802.11 ay“ zu verabschieden und Datenraten Brutto von bis zu 176 GBit/s zu ermöglichen, wir werden sehen was die Zukunft bringt.
Aktuell schaukelt uns „802.11 ac“ mit bis zu 866 MBit/s Brutto Datendurchsatz durch die Wireless Welt ohne Wave 1 oder 2 Erweiterung (Wave 1 oder 2 nur bei vereinzelten Herstellern implementiert) und dass ist die Hardware die in vielen Standard Endgeräten aktuell verbaut ist.
Bedenkt immer eines, beide Geräte müssen den selben Standard können, wenn Euer WLAN Router oder Accesspoint nur den „g“ Standard kann dann nützt Euch das teuerste Notebook nichts mit der neusten Hardware, denn geeinigt wird sich immer auf den kleinsten gemeinsamen Nenner zwischen den Geräten. Stell dir vor du sprichst deutsch und dein Gegenüber französisch, keiner kann des anderen Sprache aber Englisch können beide dann findet man den Kompromiss, auch wenn es nicht mit Höchstgeschwindigkeit ist 😉
(Aktuelle Datenraten bei 802.11 ac je nach Antennenanzahl)
Folgende Komponenten habe ich als Test Umgebung vewendet…
Mit einem Ubiquity Accesspoint AP-AC-Lite, einem HP Probook und einem Samsung A5 2017 werde ich Euch in Teil 2 dieser Anleitung zeigen, wie ihr es schafft über einen 80 MHz Kanal, euer WLAN so zu optimieren, dass ihr auf eine Brutto Datenrate von 866 MBit mit dem Notebook (Netto ca. 400 MBit) kommt und ca. 200 MBit Netto Datenrate mit Eurem Smartphone schafft, das ist immer sehr stark abhängig vom Smartphone, der verbauten Antennen und Wireless Netzwerkkarte.
(Unsere Zielgeschwindigkeit)
So sieht das Ganze bei dem Notebook aus, mein Smartphone hat leider nicht ganz den Durchsatz geschafft was wie gesagt an der Hardware hängt die verbaut ist wie z.B. nur eine Antenne, somit bleibt die physikalische Maximal rate bei 433 Mbit wie ihr in der obigen Tabelle sehen könnt.
Teil 2, wie wir das ganze technisch umsetzen, folgt in den nächsten Tagen.
Viel Spass dabei…