Der WLAN Repeater
Wenn sich Endgeräte mit WLAN Clients gar nicht mehr zu Ihrem WLAN verbinden wollen oder die Datenübertragung quälend langsam wird, dann ist oft die Abdeckung von dem nächsten WLAN Access Point nicht mehr ausreichend gegeben. Eine gute Lösung ist hier das Installieren eines weiteren WLAN Access Points. Mit einem vorhandenen Ethernet Netzwerkanschluss oder einer guten PowerLine Verbindung kein Problem. Doch die Anbindung des WLAN Access Point über Ethernet oder PowerLine kann nicht ganz einfach sein. Entweder weil kein Ethernet Netzwerkkabel an dem gewünschten Ort verlegt werden kann oder die benötigte PowerLine Verbindung kommt nur auf eine niedrige Datenrate und bremst das WLAN merklich aus. Eine weitere potentielle Lösung kann in diesem Fall ein WLAN Repeater sein.
Ein WLAN Repeater ist ein Gerät welches mit einem WLAN Access Point verbunden ist und dann eine weitere eigene neue Funkzelle aufspannt. Bei korrekter Platzierung des WLAN Repeater deckt die neue Funkzelle Flächen ab, welche vorher gar nicht oder nur unzureichend abgedeckt waren. Die prinzipielle Funktionsweise eines WLAN Repeater ist dabei simpel. Letztendlich sind die meisten universellen WLAN Repeater eine Kombination aus einem WLAN Client und einem WLAN Access Point. Der integrierte WLAN Client meldet sich an dem zu erweiternden WLAN Access Point an und verhält sich gegenüber WLAN Clients innerhalb der eigenen Funkzelle wie ein WLAN Access Point. Der WLAN Repeater agiert dann als Mittler und leitet empfangene Daten zwischen dem WLAN Access Point und den WLAN Clients hin- und her.
Notiz: Die Konzeption von WLAN kennt hauptsächlich nur die Möglichkeit Daten von einem WLAN in ein dahinterliegendes Netzwerk weiterzuleiten (z.B. Richtung Internet oder einem Ethernet Netzwerk). Eine Verbindung von zwei WLAN Netzwerke wurde über das sogenannte “Wireless Distribution System” (WDS) definiert. WDS führte jedoch zu vielen Inkompatibilitäten und hat sich nicht durchgesetzt. Daraus resultierte die oben erwähnte Lösung aus kombiniertem WLAN Client und Access Point oder potentielle proprietäre Lösungen falls man einen WLAN Access Point und Repeater von dem gleichen Hersteller einsetzt. Die kombinierte Lösung hat als Auswirkung das die Geräteadressen (MAC Adressen) der Endgeräte in dem WLAN Repeater zur MAC Adresse des WLAN Repeater über eine Art “Network Adress Translation” übersetzt werden. Eine andere Lösung ist das ein WLAN Repeater gegenüber einem WLAN Access Point so tut als wäre er nicht nur ein sondern gleich eine Anzahl von WLAN Clients, was eine 1:1 Übersetzung, bzw. Wiederbenutzung der MAC Adressen der Endgeräte erlaubt. Im Normalfall bekommen Sie von all dem nichts mit und das erweiterte WLAN funktioniert reibungslos. Doch wenn es Schwierigkeiten bei dem Einsatz von MAC Adress Filtern gibt, weil plötzlich Ihr Internet-Router eine unbekannte MAC Adresse meldet dann kann es an einem WLAN Repeater und einer Adressübersetzung liegen.
WLAN Repeater werden von manchen Herstellern auch WLAN Range Extender genannt, um die Ausweitung der Reichweite zu betonen. WiFi Repeater ist ein weiterer Begriff, welcher ebenfalls gleichbedeutend zu WLAN Repeater benutzt wird. WLAN Repeater gibt es in verschiedenen Bauformen. Manche Geräte können über einen integrierten 220V Stecker direkt an einer Steckdose betrieben werden. Andere Geräte sehen vom Design aus wie typische Internet-Router oder WLAN Access Points und können auf Schränken oder Kommoden platziert werden. Internet-Router mit integriertem WLAN oder dedizierte WLAN Access Points, bieten häufig auch einen Modus an, das Gerät nur als WLAN Repeater zu betreiben.
Hier eine Auswahl von Herstellern von Geräten welche als dedizierte WLAN Access Points arbeiten und in Heimnetzwerken Anwendung finden können, in alphabetischer Reihenfolge: Asus, AVM, Devolo, D-Link, Edimax, LinkSys, Netgear, TP-Link, Zyxel.
Notiz: Als Beispiel für einen WLAN Repeater soll hier aufgrund der hohen Verbreitung von Fritz!Boxen der FRITZ!WLAN Repeater 1750E von AVM genannt werden. Dieses Gerät vereint alle drei Eingangs erwähnte Ansätze, um einen weiteren WLAN Access Point aufzubauen. Es kann mittels integriertem PowerLine (oft auch dLAN genannt) oder vorhandenem Ethernet Netzwerkanschluss an Ihr Heimnetzwerk angebunden werden. Falls diese Möglichkeiten ausgeschlossen werden können, dann bietet es die Option als der namensgebende WLAN Repeater zu fungieren. Des Weiteren wird WLAN per IEEE802.11n/ac mit bis zu 3x3 MIMO und 80 Mhz/.ac bzw. 40Mhz/.n Kanalbündelung angeboten. Das reicht für brutto Datenraten von bis zu 1300Mbit/s mit IEEE802.11ac und 450Mbit/s mit IEEE802.11n. Durch Unterstützung von simultanem Dualband und der Möglichkeit das Gerät im Sameband oder Crossband Modus zu betreiben, offeriert es hohe Flexibilität für den individuellen Einsatzzweck.
Im folgenden sind verschiedene Kriterien gelistet, welche als Hilfestellung und Gedankenanstöße gedacht sind, um die Auswahl eines passenden WLAN Repeater zu erleichtern. Hierbei wird sich auf WLAN spezifische Kriterien und Information konzentriert. Da ein WLAN Repeater prinzipiell auch als WLAN Access Point funktioniert, wird zur Komplementierung auf das das Kapitel zu WLAN Access Points verwiesen.
WLAN
Der komplizierteste Punkt mit einem WLAN Repeater sind die vielen möglichen Betriebsmodi, Singleband, Dualband - Crossband, Dualband - Sameband.
Singleband: Singleband bedeutet das der WLAN Repeater entweder nur im 2,4GHz oder im 5Ghz Frequenzband arbeiten kann. Es gibt keine Möglichkeit dabei das Gerät auf ein anderes Frequenzband einzustellen. Dadurch das solche Geräte erst einen Frame empfangen, dann auf dem gleichen Frequenzband weitersenden und erst dann wieder einen neuen Frame verarbeiten können, halbiert sich die erzielbare netto Datenrate zwischen einem WLAN Client und dem WLAN Access Point.
Dualband - Sameband: Sameband bedeutet das wenn Daten auf dem 2,4Ghz oder 5Ghz Frequenzband empfangen werden, dann werden diese auch genau auf diesem Frequenzband wieder gesendet. Konsequenz ist jedoch wie beim Singleband Betrieb das sich die erzielbare netto Datenrate halbiert. In dem Dualband Modus muss noch einmal zwischen nicht simultanem und simultanen Dualband also gleichzeitigem Dualband unterschieden werden. In erstem Fall ist es möglich per Schalter am Gehäuse oder Konfiguration zu wählen ob der WLAN Repeater im 2,4Ghz oder 5Ghz Frequenzband arbeiten soll. Üblich sind heutzutage aber simultane Dualband WLAN Repeater, welche gleichzeitig in eben genannten Frequenzbändern funktionieren. Damit kann solch ein simultaner Dualband WLAN Repeater parallel zwei WLAN Clients bedienen, falls der eine auf dem 2,4Ghz Frequenzband und der andere auf dem 5GHz Frequenzband funkt.
Dualband - Crossband: Crossband bedeutet das der WLAN Repeater in der Lage ist ein über das 2,4Ghz empfangene Datenübertragung auf dem 5Ghz Frequenzband weiterzuleiten und umgedreht. Während der Weiterleitung können dann auf dem jeweilig anderen Frequenzband wieder Daten empfangen werden. Das vermeidet in der Theorie die vorhin erwähnte Halbierung der netto Datenrate. Knackpunkt ist jedoch, das die Datenübertragung über dem 5Ghz Frequenzband per IEEE802.11ac deutlich schneller sein kann als über das 2,4Ghz Frequenzband per IEEE802.11n. Damit kann die IEEE802.11n Übertragungsstrecke eine schnelle WLAN Client Anbindung per IEEE802.11ac ausbremsen.
Um das Problem zu umgehen bieten fortgeschrittenere WLAN Repeater noch einen automatischen Modus an, welcher automatisch den effizientesten Modus (Dualband - Cross/Sameband) pro Datenübertragung auswählt. Überträgt ein WLAN Client Daten auf 5GHz mit z.B. brutto 1300Mbit/s, dann ist die Datenübertragung auf der gleichen Frequenz bei gleichwertiger Verbindung Richtung WLAN Access Point schneller, als wenn auf IEEE802.11n mit brutto z.B. 300Mbit/s gewechselt wird. Bei einer niedrigen Datenrate kann das Frequenzband gewechselt werden um Ende zu Ende wenigstens die niedrige Datenrate zu halten. Ein automatischer Modus, wenn er denn gut programmiert ist, erhöht somit die Leistung des WLAN und erspart einem auch die eigene Analyse welcher Betrieb (Crossband oder Sameband) am günstigsten ist. Somit ist solch ein automatischer Modus für einen Dualband - Crossband WLAN Repeater sehr empfehlenswert.
Normalerweise wird dem in einem WLAN Repeater integrierten WLAN Access Point das gleiche WLAN Passwort und Netzwerkname (SSID) zugewiesen. Das ermöglicht es WLAN Clients sich zu dem WLAN Access Point zu verbinden, welcher die beste Signalqualität ermöglicht. Falls Sie sich z.B. mit einem Tablet in Ihrer Wohnung bewegen, dann kann das Endgerät auch dynamisch den WLAN Access Point wechseln. Dieses sogenannte Roaming wird jedoch von den WLAN Clients gesteuert. Falls ein oder mehrere WLAN Clients partou bei einem WLAN Access Point verbleiben, auch wenn die Signalstärke schon sehr schwach ist und ein besserer WLAN Access Point zur Verfügung steht, dann kann es auch Sinn machen ein separate WLAN Passwort und Netzwerknamen (SSID) zu vergeben. Der WLAN Repeater sollte dies falls nötig per manueller Konfiguration ermöglichen.
Es ist zwar auch in dem Kapitel über WLAN Access Points erwähnt, doch da es wichtig ist, ist es auch hier noch einmal kurz gelistet. Wenn der WLAN Repeater im 5GHz Frequenzband arbeiten kann, dann sollte dieser dort alle verfügbaren Kanäle unterstützen. Ab Kanal52 dürfen nur Geräte mit TPC (Transmit Power Control) und DFS (Dynamic Frequency Selection) Funktion senden. Nicht alle Geräte unterstützen jedoch diese Funktionen. Dadurch das dann nur noch ein mageres 100Mhz breites Frequenzband im 5Ghz Bereich übrig bleibt, kann die Leistung des WLAN Repeaters erheblich eingeschränkt sein.
Ethernet
Ein evtl. vorhandener Ethernet Netzwerkanschluss an einem WLAN Repeater kann zwei Zwecken dienen. Zum einen um das Gerät als WLAN Access Point zu betreiben und das Gerät dann über Ethernet an Ihr Heimnetzwerk anzubinden. Zum anderen kann dieser aber auch dazu genutzt werden, um weitere Endgeräte per Ethernet und den WLAN Repeater an Ihr Heimnetzwerk anzubinden. Letzteres erfüllt die Funktion einer WLAN Client Bridge. Für beide Zwecke ist die Unterstützung von Gigabit-Ethernet empfehlenswert, außer es handelt sich um einen einfachen WLAN Repeater mit nur IEEE802.11n Unterstützung und niedrigen Datenraten. in diesem Fall kann Fast-Ethernet ausreichend sein.
Der ein oder andere WLAN Repeater bietet nicht nur einen Ethernet Netzwerkanschluss sondern zwei oder mehr. In diesem Fall ist oft ein Ethernet-Switch integriert, der es ermöglicht mehrere Endgeräte per Ethernet und die WLAN Client Bridge in Ihr Heimnetzwerk einzubinden. Ähnlich wie bei dem schon oben in dem in der Notiz geschilderten Fall kann auch hier eine Adressübersetzung notwendig werden, um mehrere per Ethernet angebundene Endgeräte über die WLAN Client Bridge an einen WLAN Access Point anzubinden.
Wenn Sie auf die Möglichkeit der Etablierung eines WLAN Access Point über Ethernet oder einer WLAN Client Bridge mit evtl. integriertem Ethernet Switch Wert legen, dann ist es notwendig in Erfahrung zu bringen, welche dieser Funktionen ein WLAN Repeater unterstützt. Da es sein kann das nur die eine oder die andere Funktion angeboten wird. Im extremsten Fall sogar gar keine von beiden, dann dient der Ethernet Netzwerkanschluss nur dazu sich z.B. mit einem Laptop zu dem WLAN Repeater zu verbinden und diesen zu konfigurieren.
Sicherheit
Auch ein sehr wichtiges Kriterium und von daher hier noch einmal explizit erwähnt ist die Notwendigkeit das die WPA2(AES-CCMP) Verschlüsselung unterstützt wird und ab Werk als Voreinstellung eingeschaltet ist. Das vermeidet das Risiko ungewollt ein offenes WLAN zu betreiben.
Benutzbarkeit
Eine außen am Gehäuse angebrachte Anzeige der Empfangssignalstärke (z.B. über LEDs) ist sehr hilfreich, um eine gute Platzierung des WLAN Repeaters zu finden. Ist der Empfang schon am WLAN Repeater schwach und damit die erzielbare netto Datenrate niedrig, dann werden alle über den WLAN Repeater angebundenen WLAN Clients ebenfalls nur einen niedrige Datenrate bis zum WLAN Access Point erzielen können.
Preis und Nachhaltigkeit
Die Preisspanne für WLAN Repeater reicht von ca. 20 Euro für einfache Geräte welche nur IEEE802.11n im 2,4Ghz Frequenzband unterstützen bis zu 100 - 150 Euro für Geräte der High End Klasse.
Kombigeräte wie der Eingangs erwähnte FRITZ!WLAN Repeater 1750E von AVM sind flexibel einsetzbar, da Sie ein neues WLAN sowohl über Ethernet, als auch PowerLine als auch WLAN in Ihr Heimnetzwerk einbinden können. Das gepaart mit aktueller WLAN Technik wie der Unterstützung von IEEE802.11ac und simultanem Dualband, erhöht deutlich die Chancen das das Gerät lange genutzt wird und auch bei der Änderung des Einsatzortes wiederverwendet werden kann oder sich zur Not ein externer Käufer findet. Der Bedarf für einen Neukauf eines WLAN Repeaters wird reduziert.
Nicht vergessen werden sollte der Stromverbrauch eines Gerätes. Ein Gerät mit vergleichsweise niedrigem Stromverbrauch schont Ihren Geldbeutel und die Umwelt. Leider ist es nicht üblich Angaben über den Leistungsverbrauch in der Dokumentation der Geräte vorzufinden. Abhilfe schaffen hier nur externe Tests oder die Nachfrage beim Hersteller.