Ein WLAN planen, das die Abnahme besteht

Anforderungen erheben: der schwächste Client bestimmt das Design

Ein Access Point sendet im 5-GHz-Band oft mit deutlich mehr Leistung als ein Smartphone oder ein Handscanner zurücksenden kann. Die Verbindung ist aber nur so gut wie die schwächere Richtung. Deshalb planst du nicht für das Notebook mit großer Antenne, sondern für das Gerät, das in der jeweiligen Zone am schlechtesten hört und am leisesten sendet. Im Lager ist das oft der Scanner am Gabelstapler, im Krankenhaus das Telefon in der Kitteltasche, in der Schule das günstige Tablet.

Zur Dichte gehört eine einfache Rechnung. Ein Großraum mit 60 Plätzen und 2,5 Geräten je Person ergibt 150 Clients. Sind zur Spitzenzeit 40 Prozent davon aktiv und braucht jeder für Videokonferenzen 4 Mbit/s, entsteht ein Bedarf von 240 Mbit/s. Wie viel davon eine Funkzelle trägt, hängt von Kanalbreite, Clientmix und Störungen ab. Setze dafür einen vorsichtigen eigenen Messwert an und teile den Bedarf durch ihn, dann kennst du die Mindestzahl der Funkzellen in diesem Bereich.

Halte außerdem fest, welche Bänder die Geräte beherrschen. Ein Scanner, der nur 2,4 GHz kann, zwingt dich in einer Zone zu einer sauberen 2,4-GHz-Planung, auch wenn alle anderen Geräte längst 5 oder 6 GHz nutzen. Und ein Gerät ohne WPA3 kann das 6-GHz-Band nicht nutzen, weil dort nur WPA3 und Enhanced Open zugelassen sind.

• Geräteklassen je Zone mit Band, WLAN-Standard und Sicherheitsverfahren

• Kritische Anwendungen: Sprache, Video, Lagersoftware, Ortung, Medizintechnik

• Personen je Zone, Geräte je Person und Anteil gleichzeitig aktiver Geräte

• Montageorte, Deckenhöhen, Kabelwege und verfügbares PoE-Budget an den Switches

• Bereiche, die nicht versorgt werden sollen, etwa Parkplatz oder Nachbarbüro

Predictive Survey am Grundriss: Wanddämpfung kalibrieren statt raten

Ein Planungswerkzeug rechnet die Ausbreitung aus Grundriss, Wandmaterial und Antennendiagramm. Das Ergebnis ist so gut wie die Eingaben. Der häufigste Fehler ist ein falscher Maßstab, weil der Plan als PDF ohne Bemaßung kam. Kalibriere ihn deshalb an einer langen, bekannten Strecke, etwa einer Fassadenlänge, und nicht an einer Tür.

Der zweite Fehler sind Standardwerte für Wände. Eine Trockenbauwand mit Metallständer, eine Stahlbetonwand und eine Glaswand mit Wärmeschutzbeschichtung unterscheiden sich stark, und im Plan sehen alle gleich aus. Miss deshalb je Wandtyp einmal: Pegel eines festen Senders im gleichen Abstand vor der Wand und hinter der Wand, die Differenz ist die Dämpfung. Trage diesen Wert in die Materialbibliothek ein und rechne die Planung neu.

Rechne mit der Montagehöhe und Ausrichtung, die tatsächlich umgesetzt wird. Ein Access Point mit Rundstrahlantenne an einer vier Meter hohen Hallendecke versorgt den Boden anders als einer in einem Büro mit 2,8 Metern. Bei mehreren Stockwerken gehört die Dämpfung der Geschossdecken in die Planung, denn Funkzellen der Etage darüber tauchen sonst erst im Kanalplan als Störer auf.

Zielwerte: Signalstärke, SNR und Kanalüberlappung je Anwendung

Cisco nennt für Sprache eine überlappende Zellgrenze von mindestens minus 67 dBm. Für reine Datennetze genügt meist ein niedrigerer Pegel, weil kurze Verzögerungen dort nicht stören. Wichtig ist neben der stärksten Zelle die zweitstärkste. Ein Telefon, das während des Gesprächs wechseln soll, braucht an der Zellgrenze schon die nächste Zelle in ausreichender Stärke. Sonst bleibt es an der alten hängen.

Der Signal-Rausch-Abstand sagt mehr über die erreichbare Datenrate als der Pegel allein. Ein Pegel von minus 67 dBm bei einem Grundrauschen von minus 92 dBm ergibt 25 dB Abstand. Liegt das Rauschen wegen Störern bei minus 85 dBm, bleiben nur 18 dB, und dieselbe Heatmap bedeutet ein deutlich schlechteres Netz. Miss das Grundrauschen deshalb vor Ort, statt einen Standardwert aus dem Werkzeug zu übernehmen.

Die Gleichkanalüberlappung prüft, ob fremde Zellen auf demselben Kanal weit genug unter der eigenen liegen. Hört ein Gerät zwei Zellen auf demselben Kanal in ähnlicher Stärke, teilen sich beide die Sendezeit, als wären sie eine Zelle. Lege den Mindestabstand als Projektwert fest und prüfe ihn in der Abnahme mit der Ansicht für Gleichkanalstörer, nicht nur mit der Pegelkarte.

Für Handscanner, WLAN-Telefone und Ortungssysteme gelten oft eigene Herstellervorgaben, die strenger sind als die Werte für Notebooks. Diese Vorgaben gehören ins Zielwertblatt, denn ein Netz kann die allgemeinen Werte erfüllen und für ein bestimmtes Telefonmodell trotzdem zu schwach sein.

• Mindestpegel der stärksten Zelle je Zone, für Sprache nach Cisco ab minus 67 dBm an der überlappenden Zellgrenze

• Pegel der zweitstärksten Zelle, wo Geräte während einer Verbindung wechseln müssen

• Mindestabstand zwischen Signal und gemessenem Grundrauschen

• Mindestabstand zu fremden Zellen auf demselben Kanal

• Kanalbreite je Band und die Liste der Datenraten, die abgeschaltet werden

• Herstellervorgaben der Telefone, Scanner und Ortungssysteme, die in der Zone arbeiten

AP-on-a-Stick: die Messung vor Ort, bevor Kabel gezogen werden

Die Stativmessung lohnt sich überall, wo die Planung unsicher ist: in Hallen mit Regalen, in Altbauten mit unbekannten Wänden, in Laboren, Kühlräumen und Treppenhäusern. Ein Access Point desselben Modells hängt auf einem Stativ in Montagehöhe, gespeist über einen PoE-Injektor mit Akku. Kanal und Sendeleistung stellst du fest ein, und zwar auf die Leistung, die die Planung vorsieht, nicht auf das Maximum.

Gemessen wird mit einem Survey-Adapter oder mit dem Zielgerät selbst. Ein Survey-Adapter hört oft besser als ein Smartphone, deshalb ziehst du den gemessenen Unterschied zwischen beiden vom Ergebnis ab. Laufe die Zone ab, markiere die Zellgrenze am Zielpegel und setze den nächsten Stativstandort so, dass sich die Zellen mit der geplanten Überlappung treffen. Fotografiere jeden Standort mit Maßband, damit die Montage später an derselben Stelle landet.

Im Lager entscheidet der Zeitpunkt. Leere Regale lassen Funk durch, volle Regale mit Getränken, Papier oder Metall dämpfen stark. Miss mit dem typischen Füllstand und plane die Fahrwege der Stapler als eigene Zone, weil die Scanner dort im Fahren roamen müssen.

Kanal- und Leistungsplan für 2,4, 5 und 6 GHz

Im 2,4-GHz-Band gibt es nur drei überlappungsfreie Kanäle, 1, 6 und 11, mit je 20 MHz. Bei dichter AP-Planung für 5 GHz entstehen im 2,4-GHz-Band zu viele Zellen auf denselben Kanälen. Die Lösung ist, einen Teil der 2,4-GHz-Radios abzuschalten oder als Monitor zu nutzen und die übrigen mit niedrigerer Leistung zu betreiben.

Im 5-GHz-Band erlaubt die Allgemeinzuteilung der Bundesnetzagentur die Bereiche 5150 bis 5350 MHz und 5470 bis 5725 MHz. Das ergibt 19 Kanäle mit 20 MHz, von 36 bis 64 und von 100 bis 140. Die Kanäle ab 52 sind DFS-Kanäle: Erkennt der Access Point Radar, muss er den Kanal verlassen, und vor der Nutzung eines neuen DFS-Kanals prüft er ihn zunächst auf Radar. Mit 40 MHz bleiben neun Kanäle, mit 80 MHz vier, mit 160 MHz zwei. In dichten Umgebungen sind 20 oder 40 MHz deshalb fast immer die bessere Wahl.

Im 6-GHz-Band sind in Europa 5945 bis 6425 MHz freigegeben, also 480 MHz: 24 Kanäle mit 20 MHz, zwölf mit 40, sechs mit 80 und drei mit 160 MHz. Access Points für Innenräume dürfen höchstens 23 dBm EIRP abstrahlen, bei einer spektralen Leistungsdichte von höchstens 10 dBm je MHz. Ein 20-MHz-Kanal erreicht damit die volle Leistung, ein 80-MHz-Kanal verteilt dieselben 23 dBm auf die vierfache Bandbreite. Die Leistung je MHz sinkt dadurch um 6 dB, und die Zelle wird bei gleichem Datenratenziel kleiner. Plane 6 GHz deshalb mit der Kanalbreite, die du wirklich betreiben willst.

ap dot11 5ghz rf-profile RF-BUERO-5G
 description Etage 3 Open Space 5 GHz 20 MHz
 channel chan-width 20
 tx-power min 8
 tx-power max 17
 rate RATE_6M disable
 rate RATE_9M disable
 rate RATE_12M mandatory
 no shutdown
!
! Kontrolle nach dem Einschwingen
show ap dot11 5ghz summary
show ap auto-rf dot11 5ghz

Abnahmemessung: passiv, aktiv und mit Roaming

Die passive Messung hört alle Beacons und zeigt Pegel, Signal-Rausch-Abstand, zweitstärkste Zelle und Gleichkanalüberlappung. Sie beantwortet die Frage, ob die Funkzellen so liegen wie geplant. Die aktive Messung meldet ein Gerät an und misst, was es tatsächlich erreicht. Erst sie zeigt Probleme mit Datenraten, Authentifizierung oder Roaming, die in keiner Heatmap auftauchen.

Für den Durchsatz eignet sich iperf3 mit einem Server am kabelgebundenen Netz. Miss in beiden Richtungen, weil der Upload vom Client der schwächere Weg ist. Für Sprache testest du mit UDP und fester Rate und liest Jitter und Paketverlust ab. Der Roaming-Test ist ein Gespräch, das entlang eines festgelegten Weges durch mehrere Zellen geführt wird, während der Controller die Wechsel protokolliert.

# Server am kabelgebundenen Netz
iperf3 -s

# Client im WLAN: 30 Sekunden, 4 Streams, Download
iperf3 -c 10.10.20.5 -t 30 -P 4 -R
# Upload in Gegenrichtung
iperf3 -c 10.10.20.5 -t 30 -P 4
# Last wie bei Sprache: UDP mit 2 Mbit/s, Jitter und Verlust ablesen
iperf3 -c 10.10.20.5 -u -b 2M -t 60

# Windows: BSSID, Kanal, Signal und Datenrate des Clients
netsh wlan show interfaces

Was ins Abnahmeprotokoll gehört

Das Protokoll ist der Beleg, gegen den du jede spätere Beschwerde prüfst. Es muss deshalb wiederholbar sein: Jemand anderes soll mit denselben Angaben an denselben Stellen dieselbe Messung machen können. Halte fest, mit welchem Adapter oder Gerät gemessen wurde und zu welcher Uhrzeit, denn tagsüber ist das Netz voller als abends.

Vereinbare vorab, wie mit Abweichungen umgegangen wird. Eine kleine Fläche unter dem Zielwert in einem Lagerraum ist etwas anderes als ein Loch auf dem Fahrweg der Stapler. Die Liste offener Punkte mit Zuständigkeit und Termin für die Nachmessung gehört ins Protokoll, nicht in eine E-Mail.

• Zielwertblatt je Zone und das Ergebnis je Zielwert, erfüllt oder nicht erfüllt

• Heatmaps je Band für stärkste Zelle, zweite Zelle, SNR und Gleichkanalüberlappung

• AP-Liste mit Name, Modell, Position, Montagehöhe, Kanal, Kanalbreite und Sendeleistung

• Konfigurationsstand von Controller und RF-Profilen mit Datum und Softwareversion

• Durchsatz-, Sprach- und Roaming-Tests mit Messort, Uhrzeit und Messgerät

• Fotos jedes Montageorts und Abweichungen von der Planung mit Begründung

• Offene Punkte mit Zuständigkeit und Termin der Nachmessung