Wlan-Roaming - Wlan-Reichweite ohne Geschwindigkeitsverlust erweitern

Jeder kennt das Problem: die Anschlussdose für den DSL-Internetzugang befindet sich in der verlegensten Ecke und die Wlan-Reichweite deckt nicht die gesamte Wohnung ab. Vor allem im Eigenheim mit mehreren Etagen sind die vielen Wände eine unüberwindbare Hürde für das Wlan-Signal, so dass die oberen Etagen oder der Garten nicht mehr mit Wlan abgedeckt werden.

Wlan-Reichweite nicht ausreichend
Typischer Fall: Wlan ist nicht ausreichend, um alle Bereiche im Haus abzudecken

Die Lösung ist ein zusätzlicher Access Point, der mit dem vorhandenen Wlan Access Point bzw. Router/Basisstation (FritzBox, Vodafone-Box usw.) verbindet und die Wlan-Reichweite erweitert. Hier gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: die einfache, aber langsamere Verbindung über einen Wlan-Repeater oder die etwas aufwendigere, dafür verlustfreie Verbindung mittels Wlan-Roaming. Hört sich nach Netzwerk-Fach-Chinesisch an? Ist es auch und daher erklären wir den einfachen Unterschied.

Wlan-Repeater: nicht zu empfehlen, da deutlicher Verlust der Übertragungsgeschwindigkeit

Wir haben bereits im Artikel Fritzbox Wlan Sendeleistung verstärken gezeigt, wie man einen zusätzlichen Access Point als Repeater konfiguriert, um die Wlan-Reichweite zu erweitern. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass die Übertragungsgeschwindigkeit mehr als halbiert hat.

Im Repeater-Modus wird der zusätzliche Access Point so platziert, dass sich die Funkzellen überschneiden. Der zweite Access Point nimmt das Wlan-Signal auf und "reicht dieses an die Geräte (bspw. Smartphone) weiter". Befindet sich ein Gerät in der Funkzelle des zweiten Access Points, findet eine ständige Kommunikation zwischen Basisstation - Repeater - Endgerät statt.

Wlan erweitern: Repeater-Modus
Die einfache Variante: Repeater-Modus
WLAN-Funksignal wird erweitert. Nachteil: Geschwindigkeit/Bandbreite sinkt

Der Leistungseinbruch der Übertragungsgeschwindigkeit hat im wesentlich zwei Gründe: zum einen kann der zusätzliche Access Point nur das Signal weiterreichen, welches er empfängt. Da die Überschneidung der beiden Funkzellen logischerweise eher am Rand erfolgt und das Wlan-Signal zum Rand hin abnimmt, wird also stets eine "schwache Funkverbindung" weitergereicht.

Hinzu kommt, dass die Basisstation und der zusätzliche Access Point auf demselben Kanal funken müssen. Technisch bedingt kann in einem Wlan bzw. auf einem Kanal immer nur ein Gerät kommunizieren, sprich gleichzeitige Kommunikation mehrerer Geräte ist nicht möglich. Das bedeutet, dass Basisstation und Access Point immer aufeinander warten müssen und sich die Übertragungsgeschwindigkeit allein dadurch um die Hälfte verringert.

Wlan-Kollisionen: nur einer kann gleichzeitig funken
In einer Wlan-Funkzelle kann immer nur ein Gerät (Access Point, Notebook, Smartphone usw.) kommunizieren und grundsätzlich stören sich die Geräte gegenseitig. Je mehr Geräte im Wlan-Netz verbunden sind, desto höher die Störungen. Damit die Kommunikation trotzdem funktioniert, muss der Verkehr durch ein spezielles Verfahren organisiert werden. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) sorgt dafür, dass die Geräte nicht gleichzeitig, sondern nacheinander funken.
Quellen: CSMA/CD Elektronik kompendium

Vorteile Nachteile
 
  • Keine zusätzliche LAN-Verkabelung erforderlich
  • Einfache, schnelle Umsetzung
 		  
  • APs und Geräte funken auf gleichem Kanal
  • Dadurch deutliche Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeit
 

Wlan-Roaming: zusätzliche Wlan-Funkzelle sorgt für mehr Reichweite ohne Leistungseinbußen

Schneller, besser und konstanter als eine Funkverbindung ist eine Kabelverbindung. Beim Wlan-Roaming wird ein Access Point über ein klassisches Lan-Kabel (Ethernet) mit der Basisstation verbunden. Auf dem Access Point wird eine zusätzliche Funkzelle konfiguriert, welche denselben Wlan-Netzwerknamen (SSID), das Verschlüsselungsverfahren (bspw. WPA2) und das Passwort verwendet. Ziel ist es, dass zwei "eigenständige" Wlan-Netze aktiv sind. Durch die (fast) identische Konfiguration verbinden sich die Endgeräte mit der jeweils besseren Funkzelle. Im Optimalfall wechseln die Geräte sogar die Funkzelle, wenn man sich im Haus bewegt.

Wlan-Roaming
Die bessere Variante: WLAN-Roaming
Verbindung via LAN-Kabel. Zweite, unabhängige Funkzelle mit identischer SSID. Kein Geschwindigkeitseinbruch.

Warum stören sich die beiden Funketze nicht gegenseitig? Dies erreicht man durch Verwendung unterschiedlicher Funkkanäle, so dass unterschiedliche Frequenzbereiche für die Übertragung verwendet werden. Da das Wlan-Signal gerne auch die umliegenden Frequenzbereiche miteinbezieht, sollten drei, besser vier Kanäle dazwischen liegen. Bewährt hat sich die so genannte 1, 5, 9, 13 Regel. In unserem Beispiel funkt die Basistation auf Kanal 1, der Access Point mindestens auf Kanal 5, um Störungen möglichst gering zu halten.

Konfiguration des Access Points für Wlan-Roaming
Konfiguration des Access Points für Wlan-Roaming

Wichtig bei der Konfiguration ist auch, dass DCHP (automatische IP-Adressvergabe) auf dem zweiten Access Point deaktiviert wird. Dieser Dienst wird von der Basisstation erledigt und sollte auch nur von einer Stelle verwaltet werden. Ansonsten muss eine andere IP-Adresse (bspw. 192.168.178.2) auf dem Access Point eingetragen werden. Der Gateway zeigt bei beiden Geräten immer auf die Basisstation. Logisch, denn nur die Basisstation kennt den Weg ins Internet. Ist ein Endgerät mit der Funkzelle des Access Points verbunden, werden alle Anfragen ins Internet an die Basisstation weitergeleitet.

Da diese Anfragen über das Lan-Kabel übertragen werden, erfolgen diese über eine nahezu verlustfreie Übertragungsgeschwindigkeit.

Verbindung der Access Points über die LAN-Ports
Die Access Points / der Router erfolgt über die LAN-Anschlüsse, nicht über andere Anschlüsse wie WAN oder ähnliches.

Günstige Wlan-Erweiterung: einen guten Access Point erhält man bereits für 19,99 Euro wie den ASUS RT-N12E AP (siehe Empfehlung in unserem Forum). 30 Meter LAN-Kabel erhält man bereits für 9,99 Euro bei Amazon. Summasumarum beträgt die Investition übersichtliche 30 Euro.

Vorteile Nachteile
 
  • Zusätzliche Funkzelle auf anderem Kanal
  • Erweiterung der WLAN-Reichweite ohne Leistungseinbrüche
 		  
  • LAN-Kabel muss zwischen Access Points verlegt werden
  • Konfiguration etwas schwieriger
 

Proaktives vs. clientbasiertes Roaming

Professionelle und teure Access Points erkennen, ob die Funkverbindung eines angemeldeten Clients schwächelt und der Wechsel in eine andere Funkzelle besser ist. Der Client wird automatisch und im Hintergrund in der besseren Funkzelle angemeldet. Solche Access Points mit spezieller Controller Logik sind aber deutlich teurer und für den Privatgebrauch nicht zwingend erforderlich. Bewährte Access Points mit integrierter Roaming-Logik gibt es von der Firma Ubiquiti (z.B. der Ubiquiti UniFi AP @ Amazon)

Bei einfachen Access Points erfolgt ein automatischer Wechsel nicht. Hier muss der Client selbst aktiv werden. Aber nicht immer sind die Treiber der Smartphones oder Notebooks so intelligent und wechseln in die bessere Funkzelle. Aber kein Grund zur Sorge: im schlimmsten Fall erfolgt der Wechsel erst dann, wenn die Funkverbindung in der schwachen Funkzelle abbricht.

Zusammenfassung

  • Wlan-Repeating führt unmittelbar zu Leistungseinbrüchen
  • Wlan-Roaming verbindet zwei oder mehrere Wlan-Netzwerke via Kabel
  • Durch separate Funkzellen auf unterschiedlichen Kanälen sind die Störquellen gering
  • Beim Wlan-Repeating ist der Funkkanal identisch, beim Roaming unterschiedlich
  • Ab 30 Euro kann die Wlan-Reichweite deutlich erweitert werden
  • Proaktives Roaming bedeutet, dass die Access Points die Verbindungen und das Wechseln der Funkzellen verwalten
  • Beim clientbasierten Roaming (i.d.R. Privateinsatz) wechseln die Endgeräte eigenständig die Funkzellen. Leider unterstützen nicht alle Treiber diese Funktion.