Die acoreus AG hat die Technologie untersucht und einen praxiserprobten Leitfaden entwickelt, der Schritt für Schritt zeigt, wie ein kommerzieller Hotspot so aufgebaut werden kann, dass die notwendigen Investitionen beherrschbar bleiben.

In den vergangenen eineinhalb Jahren sind 2000 kommerzielle Wireless LAN Hotspots in Deutschland entstanden und Analysten sagen eine weitere Steigerung voraus. Viele dieser Hotspots wurden von Firmen aufgebaut, die oft mehr als 20 Hotspots betreiben und die entsprechende Erfahrungen mit der Technologie gesammelt haben. Es gibt weiterhin nur eine geringe Anzahl von kleinen Betreibern, die wenige Hotspots betreiben. Der Hintergrund: Öffentliche Wireless LAN Standorte werden bisher noch nicht sehr stark frequentiert. Viele potenzielle kleinere Betreiber scheuen sich, in den sich entwickelnden Markt einzusteigen, weil ihnen das technische Know-how fehlt oder sie das finanzielle Risiko scheuen.

Kundengruppen und deren Zufriedenheit

Kommerzielle Angebote berücksichtigen bislang oft nicht in ausreichender Weise die unterschiedlichen Wünsche und Gewohnheiten der Kundengruppen, mit der Folge, dass in vielen Anleitungen zum Aufbau eines Netzwerkes auf grundlegende Erfordernisse wie das Vorhandensein einer ruhigen Zone mit Sitzgelegenheiten nicht hingewiesen wird. Andererseits werden technische Anforderungen gestellt, die weit über die Bedürfnisse des durchschnittlichen WLAN Nutzers hinausgehen. Dadurch wächst das Risiko, dass zuviel Hardware investiert wird und Wireless LAN an Orten zur Verfügung steht, wo niemand surfen möchte.

Die heute vorliegenden Erkenntnisse zu den Kunden, die am häufigsten Wireless LAN nutzen, können sicherlich noch empirisch vertieft werden, bestätigen aber im Wesentlichen die Vermutung der Berlecon Studie des vergangenen Jahres. So nutzen heute meist Geschäftskunden Wireless LAN, gefolgt von Privatkunden. Deren Nutzungsgewohnheiten unterscheiden sich jedoch von den Gebrauchsmustern, die von einem hohen Datenvolumen ausgehen, und die bisher bekannten, technischen Studien zugrunde liegen.

Beide Kundengruppen surfen hauptsächlich im Internet und fragen ihre Email-Konten ab. Technisch bedeutet dies, dass im Wesentlichen pro Nutzung eine Reihe von http Requests ausgelöst wird. Gelegentlich sind Emails etwas größer oder kleinere Dateien werden geladen (zum Beispiel 10 MByte). Größere Abfragen hingegen werden aus dem Büro oder von zu Hause aus vorgenommen. Auch peer-to-peer Dienste zum Herunterladen von Musik oder Tausch von Videos werden noch nicht an öffentlichen Plätzen angewendet.

Solche Kunden sind nach den Erfahrungen der acoreus AG dann zufrieden, wenn Wireless LAN problemlos funktioniert, nicht allzu teuer ist und die Abfragen nicht wesentlich länger dauern als von zu Hause gewöhnt. Das heißt: Eine Abfrage darf einige Sekunden dauern, denn auch bei hervorragenden Bandbreiten ist nicht gewährleistet, dass der gewählte Server immer gut funktioniert.

Das „Ausleuchten“ eines Standortes

Die Wireless LAN Technik und vor allem der Betrieb von Wireless LAN in öffentlichen Bereichen sind relativ neu. Es gibt wenige Personen oder Firmen, die sich mit der Technik und mit den Bedürfnissen eines Betreibers auskennen. Deshalb empfehlen die meisten Lieferanten, vor dem festen Einbau von Hardware mit temporären Anordnungen zu überprüfen, ob die Signalstärke gut genug ist für den Betrieb. Dies wird „Ausleuchten“ genannt. Es sind einige Dinge sind zu beachten, wenn man dies selbst durchführt oder in Auftrag gibt:

Im Vorfeld des „Ausleuchtens“ sollte definiert werden wo Wireless LAN nutzbar sein sollte. Wird dieser Bereich an das erwartete Nutzungsverhalten angepasst, lassen sich bereits signifikant Kosten einsparen. Außerdem sollten zum Ausleuchten nur die Geräte verwendet werden, die später auch zu Einsatz kommen. Darüber hinaus müssen die Geräte genau an der Stelle ausprobiert werden, an der sie später verwendet werden. Andere Wireless LAN Chips oder selbst das Verschieben einer Antenne um einige Zentimeter kann aufgrund der kleinen Wellenlänge von Wireless LAN und der großen Bedeutung von Reflexionen die Aussage stark beeinflussen.

Deshalb sollten für große Installationen professionelle Netzwerktechniker zu Rate gezogen werden. Betreiber kleinerer und mittlerer Standorte, bei denen Angebote zur Ausleuchtung oft die Kosten der Installation überschreiten, können eine Ausleuchtung selbst vornehmen. Erforderlich sind nur grundlegende IT-Kenntnisse. In diesem Fall sollte man das „Signal Noise Ratio“, das das Verhältnis von Signal zu Hintergrundrauschen angibt, messen. Das „Signal Noise Ratio“ sollte 20 betragen – dies ist die zentrale Aussage, die die acoreus AG in umfangreicher Untersuchung herausgefunden hat, und die nachstehend erläutert wird. Messen kann man das SNR mit vielen Wireless LAN Treibern, oder mit Werkzeugen wie beispielsweise der Software Netstumbler (http://www.netstumbler.com/).

Das Zusammenstellen der Ausrüstung

Drei Fragen stellen sich in Bezug auf das technische Equipment, das gewählt werden muss: Welcher Wireless LAN Server soll verwendet werden, wie viele Antennen und Access-Points werden benötigt, wie werden diese am besten verkabelt und wie groß muss die Anbindung an das Internet bemessen sein.

Der Wireless LAN Server

Für einen öffentlichen Hotspot, der kommerziell betrieben werden soll, muss ein WLAN Server verwendet werden, der eine Abrechnungsfunktionalität besitzt. Dafür werden einige Produkte, wie zum Beispiel das von Toshiba und acoreus angeboten. Hier sollte darauf geachtet werden, dass der Server und das oft benötigte Backend zur Verrechnung ausreichend parallele Nutzer unterstützt. Das genannte Produkt unterstützt mehrere Hundert gleichzeitiger Nutzer.

Antennen

Antennen empfangen oder senden Wireless LAN Signale. In den meisten Teilen der Welt ist die Wireless LAN Abstrahlleistung auf 100 Milli Watt beschränkt. Dies bedeutet, dass die Reichweite einer Antenne mit ungefähr 100 Metern im Freien gering ist und direkt damit zusammenhängt, auf welche Bereiche sich diese Abstrahlleistung aufteilt und was sich zwischen Antenne und Ziel befindet.

Normale Antennen, wie zum Beispiel in externen Wireless LAN Karten oder WLAN Access Points aus dem Supermarkt eingebaut, strahlen omnidirektional (kugelförmig) und vergeuden einen guten Teil der Abstrahlleistung, wenn nicht glückliche Umstände und Reflexionen helfen. Fest installiert Antennen, die wie in Laptops ummantelt sind, haben in Tests der acoreus AG schlecht abgeschnitten.

In Deutschland muss die Leistung einer Antenne nicht kugelförmig abgegeben werden. Deshalb empfiehlt sich für kommerzielle Hotspots der Einsatz von professionellen Antennen, wie zum Beispiel von Huber und Suhner (http://www.hubersuhner.com/de/). Zwei Antennentypen sind besonders geeignet: Richtfunkantennen und Rundstrahler. Richtfunkantennen, die einen Öffnungswinkel von 70 Grad oder mehr aufweisen, sind für den Einsatz an einer Wand ausgelegt und strahlen in einen Raum hinein. Gegebenenfalls sollte man mehrere Richtunkantennen an einer Stelle in verschiedene Richtungen strahlen lassen. Kleinere oder quadratische Räume lassen sich am besten mit Rundstrahlern erfassen. Diese Antennen strahlen in Form einer Scheibe und werden an der Decke befestigt. Der Raum unter einer solchen Antenne wird dann nicht direkt erfasst, aber durch Reflexionen meist gut ausgeleuchtet.

Access Points

Um eine Antenne einsetzten zu können, wird ein gesonderter Access Point benötigt. Es ist von einem Access Point pro Antenne auszugehen. Manche dieser Access Points unterstützen zwei Antennen, sodass eine Antenne nachgerüstet werden kann, wenn das erzielte Ergebnis nicht überzeugt.

In diesem Fall bieten sich seit neuestem auch Wireless LAN Repeater an, die das Wireless LAN Signal verstärken. D-Link hat einen solchen Verstärker kostengünstig auf den Markt gebracht. Der Nachteil dieser Variante ist der Verlust von 50 Prozent der Bandbreit pro Einsatz eines Repeaters und die wiederum kugelförmige Antenne eines solchen Gerätes. Somit sind WLAN Repeater heute eher als willkommene Notlösungen zu betrachten.

Verkabelung

Antennen und Access Points sollten nahe beieinander aufgebaut werden, denn die Verkablung zwischen beiden ist kompliziert. Es werden Antennenkabel und ein Pigtail Kabel benötigt. Pigtail Kabel müssen passend zum Access Point Typ eingekauft werden. Antennenkabel sollten nicht länger als sechs Meter sein, weil sonst die Dämpfung der Kabel zu hoch ist. Antennenkabel über 1 Meter Länge gelten oft als Sonderanfertigung und sind teuer.

Die Verkablung zwischen WLAN Server und Access Points ist dagegen einfach. Klassische Netzwerkkabel (z.B. CAT 5) sind ausreichend.

Anbindung an das Internet

Viele kommerzielle WLAN Hostpots werden über A-DSL angebunden. Dies ist im Normalfall ausreichend, auch wenn bei A-DSL-Angeboten die Bandbreite meistens nicht garantiert ist. Wie nachstehend ausgeführt, wird die erforderliche Bandbreite oft überschätzt. Als Faustformel kann gelten: pro gleichzeitigem Nutzer sollte anfangs ISDN Geschwindigkeit zur Verfügung stehen. Das heißt mit einem normalen DSL Anschluss und 768 kbit/sec Bandbreite können im Downlink bereits zehn gleichzeitige Nutzer mit ISDN Geschwindigkeit versorgt werden. Wenn die Praxis zeigt, dass höhere Bandbreiten erforderlich sind, kann bei den meisten Anbietern nachgerüstet werden.

Der pragmatische Ansatz

Mit obigen Kenntnissen bietet sich ein pragmatischer Ansatz zum Aufbau eines Wireless LAN Hotspots an: 1, Identifizieren der auszuleuchtenden Flächen; 2, Einsatz von Antennen je nach Raumtyp; 3, Installation und Konfiguration der Geräte; 4, Messen des Ergebnisses; 5, Nachrüsten von Antennen oder WLAN Repeatern, falls das SNR in wichtigen Bereichen unter 15 ist.

Dieser Ansatz erfordert IT-Grundkenntnisse und führt bei kleinen und mittleren Hostspots zu guten Ergebnissen. Somit kann man relativ schnell und kostengünstig zum Betreiber eines Wireless LAN Hotspots werden. Wird das WLAN-Angebot durch Werbung und Marketing-Maßnahmen flankiert, zahlt sich die Investition schon nach kurzer Zeit aus.
„Signal Noise Ratio“ und Anzahl gleichzeitiger Nutzer

Die acoreus AG hat in umfangreichen Studien und praktischen Tests die technischen Grundlagen für diese Empfehlungen erarbeitet. Nachfolgend werden die wichtigsten, technischen Erkenntnisse kurz dargestellt.

Anforderungen der Nutzer

Die Qualität einer Netzwerkverbindung kann mit den Parametern Bandbreite und Latenzzeit beschrieben werden. Bandbreite beschreibt das Datenvolumen, das pro Sekunde übertragen werden kann, während die Latenzzeit die Zeit angibt, die eine Anfrage von Sender bis Empfänger benötigt.

Einige Anwendungen benötigen eine hohe Bandbreite, wie zum Beispiel das „File sharing“, das zum Übertragen von großen Dateien verwendet wird. Die häufigste Anwendung der typischen Wireless LAN Nutzer allerdings, das HTTP „surfing“, setzt neben einer ausreichenden Bandbreite vor allem eine gute Latenzzeit voraus. Bei einer hohen Latenzzeit verwenden die beteiligten Computer viel Zeit darauf, die Kommunikation abzusichern und wenig Zeit darauf, die eigentlichen Daten zu übertragen.

Signal Noise Ratio

Das „Signal Noise Ratio“ (SNR) gibt das Verhältnis von Signal zu Hintergrundrauschen an und ist deshalb so wichtig, weil es die einzige Größe ist, mit der Einfluss der Latenzzeiten praktikabel gemessen werden kann. Chen Na, Jeremy K. Chen, Theodore S. Rappaport vom „Institute of Electrical and Electronics Engineers“ (IEEE) fanden heraus, dass ein SNR über 20, d.h. das Signal ist 100 mal so stark wie das Hintergrundrauschen, keinen Vorteil bei der Datenübertragung ergibt. Die acoreus AG ermittelte weiterhin, dass die meisten WLAN Chips bei einem SNR von 15 so viel Arbeit darauf verwenden, Störsignale herauszufiltern, dass die Kommunikation eingeschränkt ist.

Man sollte auch deshalb darauf achten, dass das SNR nicht zu stark abfällt, weil ein Computer mit schlechter WLAN Verbindung so viel Ressourcen in Anspruch nimmt, dass alle anderen WLAN Nutzer darunter leiden, wie in dem Bericht „Performance Anomaly of 802.11b