Jun

12

2012

WLAN in Gebäuden aus Beton

Abgelegt in Allgemein

Internetempfang per WLAN in Gebäuden aus Beton
Was ist bei Betonbauten und dem Betrieb von WLAN- Netzen zu beachten, um optimalen Empfang zu gewährleisten? Heutzutage ist sowohl in Geschäftsräumen als auch in Privathäusern aus Beton ein störungsfreier und schneller Internetzugang Pflicht.

WLAN Eigenschaften
WLAN bedeutet Wireless Local Area Network (auch als Wireless LAN oder W-LAN bekannt) und beschreibt ein Netzwerk, das über ein bestimmtes Frequenzband Daten austauschen kann. Der Vorteil von drahtlosen Netzwerken ist der geringe Verkabelungsaufwand und die damit einhergehende Bewegungsfreiheit des WLAN Nutzers. Heute findet man die sogenannten WLAN Access Points nicht nur in öffentlichen Arealen wie Flughäfen, sondern auch in nahezu allen Cafés, Restaurants oder im Heimbereich.

Damit die drahtlose Verbindung auch in unterschiedlichen Ländern funktioniert, wurden die Frequenzen der Datenübertragung normiert. Dieser Normierungsvorgang wurde vom IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) durchgeführt und resultierte in den Standards IEEE 802.11 für WLAN und IEEE 802.15.1 für WPAN/ Bluetooth. Die Bandbreite von WLAN Signalen beträgt 22 MHz. Der Abstand zwischen zwei Mittenfrequenzen ist mit nur 5 MHz spezifiziert, was dazu führt, dass sich zwei Kanäle gegenseitig überlappen können und damit beide Kanäle nicht gleichzeitig nutzbar sind. Weiterhin ist bei einer hohen gleichzeitigen Nutzeranzahl die verfügbare Zeit eines jeden Einzelnen strikt begrenzt.

Gründe für WLAN Kommunikationsschwierigkeiten
Wie bereits erwähnt, basiert WLAN auf einer Funkverbindung mit einer bestimmten Frequenz. Da WLAN Funkwellen einen Teil des elektromagnetischen Spektrums darstellen, können andere Geräte mit ähnlichen Frequenzen die WLAN Signale stören. Alle elektromagnetischen Wellen sind schließlich in ein und demselben Raum unterwegs. Zu solchen potentiellen Störsignalen gehören zum Beispiel Mikrowellen, Mobiltelefone oder andere WLAN- Netze. Diese Störquellen lassen sich aber in der Regel nicht beseitigen, deshalb sollte man alle anderen Möglichkeiten nutzen, um optimalen Empfang in Beton Gebäuden zu gewährleisten.

Funkwellen wollen sich ungestört ausbreiten: deshalb ist (wenn möglich) eine Sichtverbindung zwischen dem Empfänger und dem Sender herzustellen. Ist keine Sichtverbindung möglich (zum Beispiel durch eine Betonmauer), sollte die für den optimalen Empfang natürlich möglichst klein bzw. dünn sein und weitere Hindernisse nicht bestehen wie Schrankwände oder ähnliches. Natürlich sind hier meist andere Kriterien wie Statik oder Lärmdämpfung ausschlaggebend. Für die Kommunikationsfähigkeit des WLAN sind Hindernisse aber grundsätzlich schädlich. Je nach Einsatz von Stahl in den Betonwänden können zudem positive oder negative Effekte entstehen, denn Stahl kann die WLAN Funkwellen verstärken oder abschwächen. Über den optimalen Einsatz von Stahl in Betongerüsten ist keine grundsätzliche Aussage zu treffen. Allerdings kann die Wahl des Baumaterials zur Diskussion stehen. So haben Backstein, Backstein mit Betonwand, Backstein – Mauerblock, Beton, Trockenwand, Glas oder Holz unterschiedliche Dämpfungscharackteristika, die in Baustofftabellen zu finden sind. Sind mehrere WLAN Access Points in einem Gebäude zu installieren, sollte der WLAN Betreiber, wenn möglich jedem Access Point eine eigene Frequenz zuweisen, um Störungen innerhalb des WLAN Betriebes zu minimieren.

WLAN Modulationstechniken
Die Funkwelle an sich überträgt noch keine Information. Deshalb muss die Funkwelle vom Sender moduliert werden. Es gibt Sender mit analogen und digitalen Modulationsverfahren. Heutzutage werden sogenannte digitale Frequenzspreizmethoden eingesetzt, die in Signal mit kleiner Bandbreite auf eine größere Bandbreite „spreizen“. Dadurch wird das Signal zu einen unempfindlicher gegenüber Schmalbandstörungen und zum anderen sicherer, da das Signal schwieriger zu identifizieren ist. Die modulierten WLAN Signale erlauben es dem Empfänger, auch Datenpakete zu identifizieren, die nahe am Grundrauschen des Übertragungssignals liegen. Die großen Vorteile von digitalen Modulationsverfahren sind also eine mögliche Überbrückung größerer Distanzen in Gebäuden und eine geringere Bitfehlerrate. Es ist also darauf zu achten, dass digitale Modulationsverfahren zum Einsatz kommen, denn diese sind unempfindlicher gegenüber Störungen.

Die Rolle der WLAN Antenne
Antennen sind Dipole, die eine gewisse Abstrahlcharakteristik aufweisen. Das bedeutet ein richtungsabhängige Abstrahlung des WLAN Signals. Ist der Sender eines WLAN Signals in der Nähe von Hindernissen oder metallischen Gegenständen aufgebaut, verändert sich die Abstrahlcharakteristik je nach Wellenlänge zum Teil erheblich. Wenn eine ungehinderte Abstrahlung in alle Richtungen ermöglicht werden soll, dann sollten WLAN Geräte mindestens 30cm von metallischen Gegenständen entfernt aufgebaut werden. Natürlich kann die Wirkung von Metall auch positive Effekte haben. So kann die gezielte Richtwirkung eines WLAN Signals durch eine Metallplatte verstärkt werden. Der optimale Abstand so einer Richtmetallplatte muss allerdings genau berechnet werden, um die Richtcharakteristik des Senders auch wirklich positiv zu beeinflussen.

Die Direktionalität einer Antenne beschreibt die Abstrahlrichtung. Die zwei Extreme sind omni-direktionale Antennen und Richtantennen. Die omni-direktionale Antenne strahlt gleichmäßig in alle Richtungen ab, während die Richtantennen nur in eine Richtung abstrahlen. Man darf allerdings nicht vergessen, dass die Direktionalität nur die Richtung beschreibt, sich das Signal allerdings in einer flachen Ebene befindet. Es kommt also darauf an, wie die Antenne selbst positioniert wird. Bildlich gesprochen wird durch eine vertikale Orientierung das gleiche Stockwerk mit Funksignalen versorgt wohingegen eine horizontale Orientierung der Antenne das Signal in verbesserter Weise in mehreren, übereinanderliegenden Stockwerken zu Verfügung stellt. Das gilt auch bei der Signalabschwächung durch Betonwände. Zu beachten ist weiterhin, dass der Internet Empfang nicht nur durch die Orientierung der Senderantenne, sondern auch durch die Ausrichtung der Empfängerantenne beeinflusst wird.

WLAN Betrieb
Hat man sich für eine optimale Konfiguration und Positionierung seiner WLAN Access Points entschieden, stellt sich schlussendlich die Frage des Betriebes. Sowohl für private als auch öffentliche WLAN Netze empfiehlt sich der Betrieb mittels einer Internet- Flatrate, die keine Datenbegrenzungen aufweist. Je nach Nutzeranzahl und Nutzerverhalten können enorme Datenmengen über ein Wireless LAN gesendet werden, was Datenflussbegrenzung schnell teuer machen kann. Im Internet finden sich diverse Vergleichsportale, um den günstigsten Internetanbieter zu finden. Ein Beispiel ist die empfehlenswerte Seite www.mobiles-internet-flatrates.de.

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