Eine Zusammenfassung über Mesh-WLAN

Herbst 2016 fand der Begriff „Mesh-WLAN“ zum ersten Mal größere Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit und spätestens mit dem Jahr 2017 ist Mesh-WLAN eine feste Größe im Markt für Heimnetzwerkgeräte. Doch was ist Mesh-WLAN eigentlich? Welche Probleme will Mesh-WLAN lösen? Und wo sind die Grenzen bzw. gibt es Nachteile bei dem Einsatz von Mesh-WLAN?

Diese Fragen beantwortet Ihnen der folgende Artikel. Im letzten Abschnitt finden Sie noch eine Übersicht von Herstellern von Mesh-WLAN Geräten und deren Markennamen.

• Was ist Mesh-WLAN?
  
• Vorteile von Mesh-WLAN
  
• Die Grenzen von Mesh-WLAN
  
• Wi-Fi EasyMesh
  
• Herstellerliste von Mesh-WLAN Geräten

Tipp: Hier eine sehr wichtige Information und von daher wird diese schon direkt am Anfang genannt. Wer wert auf eine sehr gute Leistung seines Netzwerkes legt, kommt weiterhin um ein kabelbasiertes Ethernet LAN nicht herum. Mesh-WLAN basiert auf WLAN und erbt damit auch die Schwächen, welche dem Übertragungsmedium Funk (WLAN) innewohnt. Wenn Sie an mehr Informationen zum Vergleich zwischen WLAN, PowerLAN (dLAN), und Ethernet (LAN) interessiert sind, dann finden Sie diese im Artikel über die Auswahl von Übertragungsmedien.

Was ist Mesh-WLAN?

„Mesh-WLAN“ ist ein Konzept in welchem mehrere WLAN Geräte ein, von außen gesehen, geschlossenes WLAN Netzwerk bilden. Ein WLAN Client z.B. ein Smartphone sieht nur ein WLAN Netzwerk mit einem Passwort und einem Namen (SSID).

Den Begriff „Konzept“ habe ich dabei bewusst gewählt. Denn es gibt keinen einheitlichen Standard, keine einheitliche Definition und auch keine einheitliche Technik für „Mesh-WLAN“. Die verschiedenen Hersteller von WLAN Geräten scheinen etwas sehr ähnliches darunter zu verstehen, es gibt aber durchaus Unterschiede.

Hier ein praxisnahes Beispiel für ein Mesh-WLAN. In dem Haus wird eine gute WLAN Abdeckung durch fünf Funkzellen erreicht. Da nur teilweise Ethernet (LAN) verlegt wurde, besteht das Mesh-WLAN aus einer Kombination von WLAN Repeatern und Access Points. Die Verbindungen zwischen den WLAN Repeatern und den WLAN Access Points werden durch das Mesh-WLAN automatisch hergestellt. Nach außen sieht der WLAN Benutzer nur ein WLAN mit einem Passwort und einem Namen.

Im folgenden sind Eigenschaften gelistet, welche Mesh-WLAN Netzwerke üblicherweise aufweisen.

• Ein Mesh-WLAN Netzwerk besteht aus wenigstens 2 WLAN Geräten. Das können WLAN Access Points aber auch WLAN Repeater sein. Durch den Einsatz von mehreren WLAN Geräten, ergibt sich für ein Mesh-WLAN eine hohe Flächenabdeckung.

Notiz: Zur Vereinfachung wird im weiteren Verlauf dieses Artikels der Begriff „WLAN Gerät“ verwendet, wenn diese beiden Geräteklassen gemeint sind.

• Der Name des WLAN, die sogenannte SSID, und das Passwort sind über alle WLAN Geräte gleich.

• Die Unterstützung von Roaming eines WLAN Clients innerhalb des Mesh-WLAN. Durch den Einsatz von WLAN Standards, welche sonst nur mit Unternehmensnetzwerken zu finden waren, wird die Roamingqualität erhöht.

Notiz: Roaming bedeutet, dass Sie sich mobil innerhalb Ihres Heims bewegen können und dabei z.B. ein Tablet von einer WLAN Funkzelle zu einer anderen wechseln kann, ohne dass Sie die Verbindung selbst abbrechen und neu aufbauen müssen. Wenn das Roaming gut funktioniert, dann stellt der WLAN Client in Zusammenarbeit mit dem Mesh-WLAN sicher, dass die Verbindung immer möglichst gut ist und nur eine unmerkliche Unterbrechung beim Übergang zwischen Funkzellen entsteht.

• Die Unterstützung von Band- und AccessPoint-Steering. Darunter versteht man, dass das Mesh-WLAN ständig die Auslastung analysiert und WLAN Clients dann auf das beste WLAN Gerät und das beste Frequenzband umleitet. Im Unterschied zum Roaming, profitieren hier auch örtlich statische WLAN Clients.

• Einstellungen können Zentral für alle Geräte eines Mesh-WLAN vorgenommen werden. Das kann z.B. durch eine Smartphone App oder eine zentralisierte Webbedienoberfläche an einem der WLAN Geräte erfolgen. Darüber kann z.B. ein WLAN Gastzugang eingerichtet werden, welcher dann automatisch an allen Geräten des Mesh-WLAN angeboten wird. Auch Updates können zentral für das gesamte Mesh-WLAN vorgenommen werden.

• Bei der Einbindung neuer WLAN Geräte in ein Mesh-WLAN, sucht sich das neue Gerät automatisch eine passende Verbindung zu einem anderen Gerät im Mesh-WLAN.

• Mesh-WLAN Geräte verfügen über mindestens zwei Funkmodule und beherrschen die Cross-Band Übertragung. Durch die Verwendung zweier Funkmodule und Cross-Band Übertragung, kann dabei ein WLAN Gerät mit einem WLAN Client Daten austauschen und diese Daten dann gleichzeitig Richtung Internet-Router weiterleiten.

Vorteile von Mesh-WLAN

Mesh-WLAN verspricht hauptsächlich Vorteile in den Punkten Einfachheit, Roaming und Leistung.

1. Einfachheit

   Es soll einfacher werden ein WLAN, bestehend aus mehreren Geräten, zu erstellen und zu betreiben. So soll man einfach ein neues Gerät zu einem bestehenden Mesh-WLAN Verbund hinzufügen können. Einstellungen und Updates brauchen nur einmal vorgenommen werden und sind dann automatisch im gesamten Mesh-WLAN aktiv. Der Status eines Mesh-WLAN Netzwerkes ist zentral für alle Geräte einsehbar. Störungen oder Einzelverbindungen mit schlechter Leistung können damit schneller erkannt und behoben werden. Manche Hersteller bieten eine App gesteuerte Einbindung und Einrichtung von WLAN Geräten in ein Mesh-WLAN, um den Vorgang noch weiter zu vereinfachen.

2. Roaming

   Roaming im WLAN war bisher in der Tat eine Schwachstelle von WLAN Netzwerken. Ob, wann und wie ein Übergang zwischen zwei WLAN Funkzellen erfolgte, war alleinig Aufgabe der WLAN Clients. Diese wurde oft mehr schlecht als recht erfüllt. Das soll ein Mesh-WLAN System nun deutlich verbessern. WLAN Access Points und Repeater eines Mesh-WLAN greifen aktiv ein, ermuntern WLAN Clients zum Roaming und unterstützen diese beim Übergang von einer Funkzelle auf eine andere.

3. Bessere Leistung

   Durch die Verwendung von Cross-Band Übertragung sollen höhere netto Datenraten erzielt werden. Es gibt Mesh-WLAN Systeme, welche sogar ein drittes hochbitratiges Funkmodul integriert haben und dieses exklusiv für die Übertragung innerhalb des Mesh-WLAN verwenden. Zwei weitere Funkmodule stehen nur für die Kommunikation zu den WLAN Clients zur Verfügung. Das Potential für Konflikte mit der Übertragung Richtung Internet-Router ist damit deutlich reduziert. Ferner soll das Band-Steering dafür sorgen, dass sich die WLAN Clients automatisch am besten und leistungsfähigsten Frequenzband anmelden.

   Des Weiteren reklamieren Mesh-WLAN Systeme für sich eine gute Flächenabdeckung. Das ist nachvollziehbar da ein Mesh-WLAN System aus mehreren WLAN Funkzellen besteht und damit naturgemäß mehr Fläche abgedeckt werden kann, als mit einem Einzelgerät.

Notiz: Vergleicht man diese Vorteile mit einem „traditionellen“ WLAN Netz für Privatkunden, dann sind eigentlich nur die Punkte 1 und 2 echte originäre Vorteile von Mesh-WLAN. Der dritte Punkt war auch schon in der Vergangenheit durch eine sorgfältige Auswahl von WLAN Repeatern und WLAN Access Points realisierbar.

Die Grenzen von Mesh-WLAN

Nach dem Lesen der ersten beiden Abschnitte klingt Mesh-WLAN wahrscheinlich sehr vielversprechend für Sie. Man sollte sich aber auch der Grenzen und Nachteile vergegenwärtigen. Diese werden in diesem Abschnitt näher beleuchtet. Es soll schon gleich so viel gesagt werden, dass wenn Sie auf bestimmte Funktionen oder Anforderungen Wert legen, dann sollten Sie sich erkundigen welcher Hersteller das für Sie beste Mesh-WLAN liefern kann. Der Grund liegt, wie Eingangs erwähnt, darin, dass die Mesh-WLAN Systeme der Hersteller noch viele Einschränkungen und Unterschiede aufweisen.

• Nach derzeitigem Kenntnisstand kann ein Mesh-WLAN nur aus Geräten eines einzelnen Herstellers gebildet werden. Möchten Sie es erweitern oder modernisieren, ohne gleich alle Geräte auszutauschen, dann sind Sie an den Hersteller gebunden, auch wenn es zwischenzeitlich anderweitig besseres gibt. Ferner müssten Sie selbst am Standort Ihres Internet-Routers, ein weiteres WLAN Gerät aufbauen, wenn der Hersteller des Internet-Routers und der Hersteller des Mesh-WLAN unterschiedlich sind.

• WLAN Standards wie IEEE802.11r, IEEE802.11k und IEEE802.11v sorgen dafür, dass das Roaming und das Steering innerhalb eines Mesh-WLAN so gut wie möglich funktioniert. Doch scheint zu einem nicht jeder Mesh-WLAN Hersteller alle diese Standards zu unterstützen, zum anderen aber auch nicht jeder WLAN Client. Als Resultat kann das Roaming / Steering gut funktionieren, es kann aber im Einzelfall auch haken.

• „Mesh“ ist der englische Begriff für Vermaschung. Dieser Begriff steht bei Netzwerken dafür, dass Netzwerkgeräte nicht nur mit einem einzigen anderen Gerät verbunden sind, sondern jedes mit vielen Anderen. Dadurch entsteht eine Topologie, welche einem Fischernetz gleicht. Fällt eine Verbindung weg, dann wird die Übertragung automatisch über eine andere Verbindung umgeleitet. In der Praxis beherrschen einige Mesh-WLAN Systeme aber nur die Stern Topologie. Eine Stern Topologie bedeutet, es gibt ein zentrales Gerät zu welchem sich alle anderen Geräte direkt verbinden müssen. Auch die automatische Umleitung ist eine Funktion, welche man nicht als selbstverständlich voraussetzen kann.

• Mesh-WLANs versprechen eine einfache Erweiterung Ihrer WLAN Abdeckung. Das ist im Prinzip korrekt, doch ist die Anzahl der WLAN Geräte, welche einem Mesh-WLAN zugehörig sein können begrenzt. So lohnt es sich nach der genauen Zahl zu fragen, wenn Sie eine größere Fläche über ein Mesh-WLAN abdecken wollen.

• Manche Hersteller unterstützen die Verbindung zwischen den WLAN Geräten eines Mesh-WLAN nicht nur über WLAN selbst sondern auch über LAN (Ethernet) oder PowerLAN (dLAN). Bei manchen Herstellern gibt es aber auch Einschränkungen, so dass unerwarteter weise z.B. die Verbindung über WLAN nicht unterstützt wird.

• Die Übertragung von Fernsehen über Ihr Netzwerk (IP-TV) wird, ohne weitere dafür bestimmte Funktionen, per Multicast ausgeführt. Damit würde der entsprechende Datenstrom im gesamten Mesh-WLAN verteilt und blockiert auch WLAN Clients, für welche IP-TV irrelevant ist. Ist IP-TV für Sie wichtig, dann sollte das Mesh-WLAN System über eine Funktion verfügen, welche den IP-TV Datenstrom nur zu dem Gerät leitet, welches den Datenstrom auch empfangen möchte.

• Es lohnt sich Mesh-WLAN Systeme von verschiedenen Herstellern preislich zu vergleichen. Die Unterschiede sind zum Teil erheblich. Wer für einfache Zwecke sein WLAN erweitern möchte, fährt preislich in der Regel mit einzelnen WLAN Geräte ohne Mesh-WLAN am günstigsten.

• Ein grundsätzliches Problem von WLAN ist, dass sich alle WLAN Geräte die Ressource Funk teilen. Damit gilt prinzipiell, je mehr WLAN Geräte in der Nachbarschaft funken, desto langsamer werden die WLAN Funkzellen im einzelnen. Aufgrund einer erhöhten Anzahl von WLAN Geräten, durch Mesh-WLAN, wird dieses Problem noch befeuert. Der Einzelne mag durch ein modernes Mesh-WLAN ein leistungsfähigeres WLAN erhalten, die Leistung der benachbarten WLAN Netzwerke dürfte aber etwas leiden. Rüsten auch die Nachbarn auf, dann wirkt sich das wiederum nachteilig auf das eigene WLAN Netzwerk aus. Der eben geschilderte Effekt tritt gerade in städtischen Gebieten auf, wo die Dichte von Wohnungen und damit WLANs besonders hoch ist.

• WLAN bleibt WLAN und Mesh-WLAN erfindet WLAN nicht neu. Es hat weiterhin all die Nachteile dieser Technologie. So ist ein Mesh-WLAN weiterhin anfällig für Störungen, schlechte Verbindungen durch Signaldämpfung oder Ressourcenkonflikte mit Nachbarnetzwerken.

Tipp: Damit ein Mesh-WLAN System möglichst hohe Datenraten liefert, sollte der Signalempfang gerade auf dem 5GHz Frequenzband gut sein. Hintergrund ist, dass die Mesh-WLAN Systeme teilweise oder ganz auf dieses Frequenzband setzen, um die WLAN Verbindungen zwischen den Mesh-WLAN Geräten herzustellen. Die Dämpfung des WLAN-Signals ist aber auf dem 5GHz Frequenzband höher als auf dem 2,4GHz Frequenzband. Für möglichst guten Signalempfang hilft es somit weiterhin die Regeln für das Finden von guten Standorten zu beachten. Der Artikel über die Installation eines WLAN kann Ihnen dabei wertvolle Unterstützung geben.

Wi-Fi EasyMesh

Wie geschrieben ist bei Mesh-WLAN die fehlende Interoperabilität zwischen Herstellern ein Problemfeld. Sie möchten ein existierendes WLAN-Gerät ersetzen oder Ihr WLAN ergänzen? Bei Kauf eines Gerätes von einem anderen Hersteller verzichten Sie auf die Vorzüge von WLAN-Mesh oder Sie kaufen nur Komponenten Ihres bisherigen WLAN-Mesh Herstellers oder Sie tauschen das WLAN-Mesh zur Gänze.

Dieses Problem möchte die Wi-Fi Allianz angehen und veröffentlichte mitte 2018 eine Spezifikation zur Interoperabilität von WLAN-Mesh Access-Points (Quelle: EasyMesh). Hersteller deren Geräte definierte Interoperabilitätstests bestehen und entsprechend zertifiziert werden, dürfen Ihre Geräte „Wi-Fi EasyMesh“ konform nennen. Ziel ist es, dass ein WLAN-Mesh Netzwerk aus Komponenten verschiedener Hersteller bestehen kann.

Bis dato (März 2019) sind mir keine Produkte am Markt bekannt, welche Wi-Fi EasyMesh konform sind.

Notiz: Machen Sie sich Ihre eigenen Gedanken warum Hersteller, selbst ein Jahr nach Veröffentlichung von Wi-Fi EasyMesh, kein oder kaum Interesse an Interoperabilität zeigen, aber z.B. Wi-Fi 6 Geräte noch vor Verabschiedung des entsprechenden Standards auf den Markt bringen? Was sagt das auch über uns aus, die diese Produkte kaufen?

Quelle EasyMesh: https://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-easymesh

Herstellerliste von Mesh-WLAN Systemen

Im folgenden finden Sie eine Liste mit Herstellern von Mesh-WLAN Systemen. Besonderheiten sind, soweit mir bekannt, aufgeführt, zusätzlich der Markenname unter welchem die Produkte vermarktet werden. Dieser ist insofern wichtig, als das nicht automatisch alle WLAN Geräte eines Herstellers Mesh-WLAN unterstützen, sondern nur eine bestimmte Produktfamilie.

Hersteller: AVM

AVM geht einen etwas anderen Weg als die Mehrheit der Hersteller. Im Gegensatz zu diesen vermarktet AVM Mesh-WLAN nicht als eine eigene Produktfamilie, sondern als ein Feature. Dieses Feature wird in bestehende und zukünftige Geräte integriert. Damit können selbst ältere Geräte, durch eine Aktualisierung der Firmware (Fritz!OS 6.90), Teil eines Mesh-WLAN werden. Wenn eine vorhandene Fritz!Box von AVM schon Mesh-WLAN unterstützt, dann können Sie dieses Gerät als Basis für Ihr Mesh-WLAN verwenden und müssen nur noch die Geräte für die Erweiterung des WLAN hinzukaufen. Damit kommen Sie wahrscheinlich preislich günstiger weg, als wenn Sie ein komplett neues Mesh-WLAN System erwerben.

Hier der Link auf eine Webseite von AVM auf der Sie eine Liste von Geräten finden welche Mesh-WLAN unterstützen.

Hersteller: Asus

Das Mesh-WLAN System von Asus firmiert unter dem Namen „Lyra“. Durch ein exklusives Funkmodul für den Datenverkehr zwischen den Lyra Geräten, soll das System, in Bezug auf die erzielbaren Datenraten, besonders Leistungsfähig sein.

Hersteller: D-Link

Die Produktfamilie für Mesh-WLAN von D-Link heißt „COVR“. Mit diesen Geräten können Sie ein WLAN-Mesh über PowerLAN (dLAN) und Ethernet (LAN) errichten. Nach, auf der IFA 2017, erhaltener Auskunft wird interessanterweise eine Verbindung zwischen den Mesh-WLAN Geräten über WLAN selbst nicht unterstützt. Die genannte Begründung der „Halbierung“ der Datenrate war für mich nicht nachvollziehbar, da es mit Cross-Band Repeating oder einem eigenen dritten Funkmodul schon etablierte Lösungen existieren.

Hersteller: Edimax

Bei Edimax heißt das Mesh-WLAN System und die entsprechende Produktfamilie „Gemini“. Wer ein preislich günstiges System sucht könnte hier fündig werden.

Hersteller: Google

Wenig bekannt, doch Google stellt auch Geräte für das Heimnetzwerk her. Die Mesh-WLAN Geräte wurden dabei von Google „Google WiFi" genannt. Nach meinem Eindruck sind die „Google WiFi“ Geräte im höheren Preissegment angesiedelt.

Hersteller: Netgear

„Orbi“ heißt bei Netgear das Mesh-WLAN System und die dazugehörigen Produkte. Auffällig sind dabei schon rein physisch die relativ großen Gehäuse. Diese scheinen über das Antennendesign und ein eigenes drittes Funkmodul für die Verbindung zwischen den Mesh-WLAN Geräten begründet zu sein. Durch dieses dritte Funkmodul sollen auch besonders hohe Datenraten im WLAN erreicht werden. Voraussetzung dürfte aber sein, dass die Signalqualität der Verbindungen zwischen den einzelnen Geräten gut ist, denn sonst nützt ein exklusives Funkmodul wenig. Wie die Geräte von Google erscheinen mir die „Orbi“ Geräte preislich teurer im Vergleich zu anderen Mesh-WLAN Systemen.

Hersteller: TP-Link

TP-Link bietet seine Geräte für Mesh-WLAN unter dem Namen „Deco“ an. Eine beworbene Besonderheit soll die Möglichkeit sein schon direkt im Mesh-WLAN System bestimmten Geräten oder Anwendungen priorisieren zu können. Eine Priorisierung ermöglicht eine bessere Qualität für zeitkritische Daten wie z.B. Online-Spiele oder Telefonie.

Tipp: Wenn Sie mehr über WLAN an sich wissen möchten, dann finden Sie eine kompakte Beschreibung in dem Artikel über das Übertragungsmedium WLAN.