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Für eine gute WLAN-Ausleuchtung sind die richtigen Antennen der Access Points essentiell. Doch auch die korrekte Montage des AP hat Einfluss auf die Ausstrahlung des Funknetzes.
Von Harald Karcher
PC-WELT
Image: Lancom
Die Montage von Access Points (APs) hängt in Innenräumen von vielen Gegebenheiten ab. Ist es beispielsweise egal, ob die APs in den Gängen gut sichtbar sind, oder würden die Zugriffspunkte die Optik empfindlich stören? Die Montage hängt auch davon ab, ob ein Ausstrahlen in angrenzende Stockwerke und Räume erwünscht ist oder vermieden werden soll. Grundsätzlich gibt es vier verschiedene Montagevarianten:
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Im Mobilfunk wurde die Antennentechnik zur Perfektion getrieben, weil dort sehr viele User zu versorgen sind. Acht solcher Antennentürme müssen auf dem Münchener Oktoberfest alljährlich sechs Millionen Besucher bestrahlen. Die Gesetze der Wellenausbreitung gelten aber auch für WLAN. Deshalb können WLAN-Planer viel aus diesem größten Wireless-Hotspot der Nation abschauen. Die Basis-Station steht in einem Stahlcontainer am Fuße des Antennenturmes. Bei privaten WLAN-Routern ist das alles auf die Größe einer Pralinenschachtel geschrumpft.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Bei WLAN-Routern für Consumer werden alle Funktionen in eine einzige Box geschrumpft: In einer AVM FRITZ!Box 7490 für Gigabit-WLAN 802.11ac steckt u.a. eine WLAN-Basis-Station mit 3×3-MIMO-Controller sowie drei passende Dual-Band-MIMO-Antennen. Die Antennen sind fest verbaut und strahlen rundum. Der normale Endverbraucher kann die Antennen nicht wechseln. Zwei der drei WLAN-Antennen für 2,4 und 5 GHz sitzen unter den silberfarbenen Höckern.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
WLAN-Business-Router haben oft Messing-farbige SMA-Gewinde für den Anschluss von externen Antennen. Einfache Stummel mit Rundstrahl-Charakteristik werden meist mitgeliefert. Teure Spezialantennen gibt es als Zubehör. Der WLAN-LTE-Router LANCOM 1780EW-4G im Bild zeigt außen zwei Dualband-WLAN-Antennen für 2,4 und 5 GHz. Innen sitzen zwei Multiband-Antennen für GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA sowie LTE bei 800, 1800 und 2600 MHz.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dicker Donut: Diese einfachste Form einer WLAN-Rundstrahlantenne, ein Dipol-Draht mit halber Wellenlänge links oben im Bild, strahlt horizontal um 360 Grad und vertikal mit 78 Grad. Diese Richtungs-Verformung im Vergleich zur Sonnenform ergibt einen Antennengewinn von 2,2 dBi.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Diese flache, Donut-förmige WLAN-Wolke entsteht aus einer 3-Dipol-Array-Antenne und quetscht die Funkenergie vertikal auf 38 Grad zusammen. Aus dieser Richtungs-Verformung resultiert ein Antennengewinn von 5,8 dBi.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Im Mobilfunk werden Sektor-Antennen zur Perfektion getrieben. Hier strahlen mehrere Sektor-Antennen von der Paulskirche in das Münchner Oktoberfest-Gelände. Auch für WLAN gibt es lange, wetterfeste Outdoor-Sektor-Antennen, die den LTE-Antennen in Form und Funktion sehr ähnlich sind.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Ein dünnes Blech auf einer dünnen Plastikplatte ist oft der Kern einer 1×1-Single-Patch-Sektor-Antenne. Das hier gezeigte Modell erzeugt eine WLAN-Wolke mit Öffnungswinkeln von 70 Grad in der Horizontalen (Azimuth) und 57 Grad in der Vertikalen (Elevation). Der Antennengewinn dieser Konstruktion liegt bei 8,8 dBi.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Stark fokussierende WLAN-Richt-Antennen dienen oft der LAN-to-LAN-Vernetzung von zwei Firmen-Standorten, die bis zu 20 km voneinander entfernt sein können.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
WLAN-Richt-Antennen haben horizontal und vertikal oft sehr spitze Öffnungswinkel unter 10 Grad. Daraus kann ein hoher Antennengewinn bis über 20 dBi entstehen.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Diese 4×4-Patch-Array-Richt-Antenne hat zwei sehr ähnliche Öffnungswinkel von jeweils 20 Grad in der Horizontalen (Azimuth) und in der Vertikalen (Elevation). Daraus entsteht ein starker Antennengewinn von 18 dBi.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Durch Reflexion an Decken, Wänden und weiteren Hindernissen kommen die Wellen von zwei verschiedenen WLAN-Antennen zu unterschiedlichen Zeiten mit unterschiedlicher Qualität am Ziel an. Mittels Diversity-Verfahren pickt sich das WLAN-System blitzschnell immer die jeweils bessere Verbindung heraus
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dieser WLAN Access Point von Symbol Technologies alias Motorola Mobility im Hotel Vier Jahreszeiten München nutzt zwei externe Antennen zur Interferenz-Reduzierung durch Diversity. Funktechnisch hängt der Kasten hier zwar ziemlich effizient, ästhetisch aber nicht ganz optimal, weil der Gast ihn sieht, wenn er in diese Ecke schaut.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Der „Netgear R7000 Nighthawk AC1900 Smart WLAN-Router“ kommt aus der Consumer- oder Semi-Profi-Ecke: Er braucht drei große, externe WLAN-Antennen, um nominal 1.300 Megabit brutto im 11ac-Modus bei 5 GHz zu schaffen.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Axel Simon und Ian Love von Hewlett-Packard demonstrierten eine weiße, runde Outdoor-Antenne, einen grauen Outdoor-Access-Point, einen weißen Indoor-AP, einen grauen WLAN-Switch und eine beigefarbene Power-over-Ethernet-Steckdose.
WLAN-Antennen und Access Points richtig positionieren
Dank Power-over-Ethernet kann man Access Points auch über das Ethernetkabel mit Strom versorgen. Hier zeigt Ian Love von Hewlett-Packard eine PoE-Dose für die Aufputz-Montage. So muss man keine gesonderte Stromleitung zum AP verlegen, was viel Geld sparen kann, wenn der AP an schwer zugänglichen Stellen montiert werden muss.
In der Praxis werden viele Access Points an den Decken der Flure zwischen den Zimmerfluchten von Büros und Hotels verbaut. Dort sind sie oft am schnellsten zu montieren. Bei abgehängten Decken kann man die Access Points samt Kabeln und Antennen auch gut hinter Serviceklappen verstecken. Haben die Antennen an der Decke eine dicke Donut-Charakteristik , dann strahlen sie auch ein bisschen nach oben durch die Decke, was man in der Funkplanung im darüberliegenden Stockwerk entsprechend berücksichtigen sollte.
Deckenmontage: WLAN-APs für diese Platzierung haben oftmals integrierte Down-Tilt-Antennen, die überwiegend nach unten strahlen. Dadurch werden Interferenzwirkungen in das darüberliegende Stockwerk reduziert.
Es gibt aber auch spezielle interne und externe Down-Tilt-Antennen für die Deckenmontage, die überwiegend nach unten strahlen. Dadurch können unerwünschte Interferenzen in das darüberliegende Stockwerk vermieden werden.
Wandmontage
In Büros und Hotels mit gehobenem Ambiente ist der Anblick schnöder Access Points fast immer unerwünscht. Will oder muss man sie trotzdem an der Wand montieren, weil es in der Doppeldecke nicht geht, dann sucht man ein möglichst gutes Versteck, etwa hinter einer Holzvertäfelung, hinter einem dicken Vorhang oder an der Wand in einer Besenkammer. Solche Verstecke sind funktechnisch meist schlechter als bei freier Sicht, aber ästhetisch sind sie vorteilhafter.
Es gibt auch WLAN-APs für die Wand-Mmontage mit integrierten Direktionalantennen, die vorzugsweise in denselben Raum, aber auch in darüber- und darunterliegende Stockwerke strahlen. Dieser Effekt kann erwünscht sein oder auch nicht, je nach Planungs- und Versorgungsabsicht.
Wand-Montage: Manche WLAN-APs für die Anbringung an der Wand haben integrierte Direktionalantennen, die auch darüber- und darunterliegende Stockwerke bestrahlen. Dieser Effekt kann erwünscht sein, je nach Planungs- und Versorgungsabsicht.
In großen Konferenzräumen oder Hörsälen kann man die APs oder Antennen auch unter die Sitze verbannen. Die Smartphones, Tablets und Notebooks der User sind dann nicht weit vom AP entfernt, was einen hohen Daten-Speed wahrscheinlich macht. Zudem lassen sich die APs rein optisch unter den Sitzen meist sehr gut verstecken. Drittens kann man die Sendeleistung wegen der Nähe der Benutzer ganz stark reduzieren, was zu sehr kleinen WLAN- alias Pico-Zellen führt.
Damit lassen sich viel mehr überschneidungsfreie WLAN-Zellen im gleichen Raum aufspannen als bei größeren Zell-Radien. Der Gesamtdurchsatz im Raum wird dadurch stark erhöht. Außerdem stellt dies die optimale Versorgung von viel mehr Usern pro Flächeneinheit sicher.
Sofern die Sitze und die Tische allerdings viel Metall enthalten, sollte man vor einer raumfüllenden Montage erst mal in Teilbereichen des Raumes testen, ob und wie genau sich das Metall negativ (oder auch positiv) auf die erhoffte WLAN-Versorgung per Unter-Sitz-Montage auswirkt.
Unter-Boden-Montage
Manche Räume, gerade im gewerblichen Umfeld, haben doppelte Böden. Eventuell verlaufen dort auch Strom- und Ethernet-Leitungen, die man bequem zum Anschluss von WLAN-APs nutzen kann.
Ob die APs unter dem Boden aber das gewünschte Versorgungsergebnis bringen, hängt auch stark davon ab, ob Metallschienen und Bleche im Boden den WLAN-Funk behindern, in die falsche Richtung umlenken oder vielleicht sogar positiv in die benötigte Richtung spiegeln und verstärken. Im Zweifel macht man einige Tests mit provisorischen APs in Teilbereichen des Bodens, bevor alle Access Points für den finalen Rollout bestellt werden.
Im Prinzip könnte man beim Unter-Boden-Design ähnlich kleine Pico-Zellen wie bei der Unter-Sitz-Montage realisieren, mit den dort genannten Vorteilen einer extrem dichten WLAN-Versorgung. (TecChannel/mb)
