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WLAN Probleme beseitigen und das Netzwerk optimieren: was man über MIMO, 4×4, dicke Mauern und die richtige Technik wissen muss | Praxistest

MIMO – Was es mit mehreren Antennen auf sich hat

MIMO (Multiple Input Multiple Output) kennt man seit Jahren bereits von der Mobilfunktechnik und auch im Heimnetz-Bereich hat dieses Verfahren mittlerweile schon länger Einzug gehalten. Leider ist der Grundgedanke vielen noch gar nicht oder nur teilweise bekannt, so dass ich hier unbedingt mal ein paar Zeilen darüber verlieren muss. Es handelt sich hierbei um ein Mehrantennen-Verfahren, das für eine Übertragung gleichzeitig mehrere Antennen nutzen kann, damit alles störungsfreier und vor allem auch schneller ablaufen kann. So weit, so einfach. Aber der Teufel steckt hier jetzt wirklich im Detail.

Denn bei MIMO man muss unbedingt zwischen SU-MIMO und MU-MIMO unterscheiden. Bisher kommt auf den meisten Geräten das sogenannte SU-MIMO (Single-User-MIMO) zum Einsatz. Dann klappt das zwar mit den 2, 3 oder meinetwegen auch 4 Antennen in der Theorie genauso gut, aber es gibt nun mal eine Warteschlange, denn pro Intervall kann ja immer nur ein Gerät bedient werden! Bei 10 Geräten bildet sich somit eine ordentliche Warteschlange, die zudem noch ordentlich Overhead erzeugt.  Und jetzt kommt*s. Da alles seriell abgearbeitet wird passiert es dann z.B., dass bei einem SU-MIMO-fähigen Router mit 4 Antennen ein WLAN-Gerät mit 4 Antennen in seinem Intervall 100% des möglichen Durchsatzes erreicht, ein älterer Stick mit einer Antenne jedoch nur 1/4, also 25%. Denn beide werden ja nie gleichzeitig bedient.

Beim MU-MIMO (Multiple-User-MIMO) können im Idealfall sogar gleichzeitig mehrere Empfänger bedient werden! Bei 4 Antennen sind das im Idealfall pro Intervall 100% mit einem geeigneten Gerät. Hat man noch zwei Geräte mit jeweils 2 Antennen, können diese im nächsten Intervall gleichzeitig, also parallel bedient werden. Im Idealfall könnten es also bis zu vier Einfach-Geräte sein. Wobei dieser Fall eher selten ist. Aber die parallele Kommunikation mit mehreren Geräten innerhalb eines einzigen Intervalls verringert die Anzahl der Intervalle, wo ein Gerät warten muss, bis es wieder an die Reihe kommt teilweise dramatisch. Und da man ja nie nur ein Gerät im Netz hat, ist das meist eine Menge Holz. Da der Idealfall der Vollausnutzung durch Störeinflüsse allerdings nicht immer eintritt, habe ich fairerweise auch diese “Lücken” im Schema symbolisch mit berücksichtigt. Trotzdem benötigt man nur etwas mehr als die Hälfte der Zeit für die gleiche Datenmenge.

 

Der WLAN-Router und alle ggf. eingebundenen WLAN-Zugangspunkte (Access Points) sollten MU-MIMO
(Multi-User MIMO) zwingend unterstützen, mindestens 4 Antennen besitzen (4×4) und den jeweils
neuesten WiFi-Standard unterstützen. Crossband-Repeating als optionale Funktion kann hilfreich
sein und wäre eine nützliche Erweiterung.

Router oder Access-Point?

Also entweder, man stellt sich gleich einen Router mit MU-MIMO und 4 Antennen hin, oder man nutzt eine entsprechenden Access-Point (Zugangspunkt), der am Router per Ethernet-Kabel angeschlossen wird. Einen Access-Point und einen Router mit aktivierter WLAN-Funktion  gleichzeitig zu betreiben, ergibt in normalen Räumlichkeiten eigentlich keinen Sinn. Ein solcher Access-Point lohnt sich eigentlich nur, wenn man einen existierenden Router erweitern möchte, der MU-MIMO nicht unterstützt oder über zu wenig Antennen verfügt. Dann schaltet man das WLAN im Router ab und nutzt nur den besseren Access-Point.

Gigabit-Internet meets Fritz!Box 7590

Aktuelle Router, wie z.B. der Speedport Smart der Telekom oder die Fritz!Box 7590 hier im Office können das natürlich, da wird man keinen extra Access-Point brauchen. Aber wer wirklich Durchsatz benötigt, der braucht bereits an dieser Stelle die bestmögliche Basis, da beißt die Maus keinen Faden ab. Und man sollte natürlich versuchen, die gesamte Peripherie aus einer Hand zu kaufen, damit man auch sicher sein kann, dass alles gut harmoniert. Ich habe vor reichlich einem Jahr schweren Herzens  z.B. die komplette Asus-Technik in Rente schicken müssen, nur weil der Router nicht in der Lage war, nach der Umstellung mit dem Entertain-Programm der Telekom (IP-TV) klarzukommen. Nach mehreren Monaten des vergeblichen Wartens auf auf mögliches Update habe ich dann komplett auf AVM umgestellt. Solche Inkompatibiläten sollte man also von vornherein mit einplanen und überprüfen, sonst wird es wirklich richtig teuer.

WLAN Repeater und Access-Point Fritz! 1750E und 2400 – Wie viele Antennen sollen es sein?

Es gibt immer wieder Diskussionen, warum AVM z.B. die WLAN Repeater generell alle nur als Repeater verkauft (und bewirbt) und die Modelle mit Ethernet-Anschluss nicht auch als Access-Point bezeichnet.  Out-of-the-box sind diese Teile ja als simple WLAN-Repeater konfiguriert und lassen sich somit auch ohne Probleme und Schulung von Tante Gerda im Party-Keller höchstselbst in wenigen Minuten auch installieren. Doch diese Teile mit der Ethernet-Buchse wie z.B. der 1750E oder der neue 2400 sind nicht nur simple WLAN Repeater, die die Reichweite erhöhen und an die man z.B. auch ein Gerät oder Switch per LAN-Kabel anschließen kann, sondern man könnte nach dem Umstellen das Ganze auch umkehren und den Router an den Ethernet-Anschluss packen und den Repeater als echten Access-Point laufen lassen.

Ältere Router lassen sich auch mit deaktivierter WLAN-Funktion weiternutzen, wenn man am Ethernetausgang
einen moderneren Access-Point anschließt, der MU-MIMO unterstützt und mindestens 4 Antennen unterstützt
(4×4). Manche Repeater lassen sich auch als Access-Point nutzen, wenn man sie umschaltet.

Mesh ist ein Muss

Ein Mesh-WLAN ist nichts anderes ein normales, drahtloses lokales Netzwerk aus mehreren WLAN-Komponenten, besitzt jedoch einen gewaltigen Unterschied zum herkömmlichen WLAN mit konkurrierenden Quellen, z.B. Router und Access-Point bzw. eingebundene Geräte, die als WLAN Access-Point dienen können wie manche Power-Line-Adapter oder WLAN Repeater. Ein Mesh macht also erst dann Sinn, wenn man nicht nur den Router exklusiv als WLAN-Quelle betreibt, sondern auch mehr als einen Zugangspunkt einbindet.

Das sogenannte Mesh ist aus Sicht der Endgeräte ein einheitliches Netzwerk, wobei die Zugangspunkte nicht konkurrieren, sondern sich ergänzen. Man erhält zwar damit nicht die doppelte Geschwindigkeit, wohl aber eine viel ausgewogenere Flächenabdeckung, was in einem höheren Netto-Durchsatz pro Gerät münden kann, egal, wo man gerade sitzt oder steht. Im aktuellen Netzwerk betreibe ich z.B. insgesamt einen Router und sechs weitere WLAN-Komponenten, die von den Endgeräten im WLAN als Zugangspunkt gesehen werden.

Mesh-Struktur von igor’sLAB

Zusätzlich erlaubt der 2400 auch das sogenannte Crossband Repeating. Das kann bei vielen Geräten durchaus sinnvoll sein, muss aber bei geeigneten Dual-Band-Repeatern manuell eingestellt werden. Der nachfolgende Text im Auswahlmenü ist eigentlich selbsterklärend.

Der grottenlangsame 1750E im Schema war z.B. meine ehemalige Verbindung zum Labor im OG und musste nun in den Keller umziehen. Ersetzt wurde das Teil mit einem nagelneuen Fritz! WLAN Repeater 2400 mit vier statt drei Antennen und einem deutlich höheren Funktionsumfang. Ein Upgrade, das sich wirklich gelohnt hat. Ich habe bewusst auf eine Bridge verzichtet (was mit den zwei 2400 auch gegangen wäre), weil ich im Bereich des unteren 2400 ja noch weitere Räume abdecken muss, wie z.B. das Lager, Sanitärtrakt und Laborküche.

Unterhalb des Labors dient ein Repeater 2400 als “Basis-Station”

Die Befestigung ist tricky, aber es war wichtig, den Repeater im Office so hoch wie möglich zu befestigen. Im Labor in der darüber liegenden Etage befindet sich der zweite 2400, allerdings unter dem Tisch, also so nah wie möglich zum darunter liegenden Gerät. Außerdem habe ich zusätzlich in den “Heimnetzwerk”-Einstellungen dieses Repeaters das Netzwerk auf den anderen 2400 erweitert. Man sieht es oben schön im Schema, dass es quasi wie eine Bridge aussieht. Hier wird man austesten müssen, ob dies im konkreten Fall etwas bringt. Das Werkzeug dazu gibt es auf der nächsten Seite.

Knapp darüber ist auch vorbei: Repeater 2400 im Labor als “Gegenstelle”

Da ich den 2400 im Labor am Switch angeschlossen habe, steht dann oben ein komplettes Kabelnetzwerk zur Verfügung, was vom Durchsatz her betrachtet jetzt fast schon ideal funktioniert.

Der Asus-Switch ist unverzichtbar. Immerhin hangen im Labor bis zu 10 Geräte dran.
Die Mesh-Funktionalität schafft zwar auch keine höhere Übertragungsrate als bei einer Einzelverbindung
theoretisch bereits möglich wäre, aber sie schafft eine gleichmäßigere Flächenabdeckung und damit auch
die Chance, die möglichen Übertragungsraten überhaupt erst überall zu erreichen.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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