Repeater

Was ist ein Repeater?

Ein Netzwerk-Repeater (kurz: Repeater) ist ein Gerät der Schicht 1 (Physical Layer) des OSI-Modells. Er empfängt ein geschwächtes oder gestörtes Signal, bereitet es elektrisch beziehungsweise optisch wieder auf (Re-Timing, Re-Shaping) und sendet es unverändert weiter. Im Gegensatz zu höheren Netzwerkkomponenten arbeitet ein Repeater ausschließlich auf Bit-Ebene. Er interpretiert keine Frames oder Pakete und trifft keine Weiterleitungsentscheidungen auf Basis von MAC- oder IP-Adressen.

Wie funktioniert ein Repeater?

Ein Repeater verstärkt Signale nicht im analogen Sinn, sondern regeneriert sie digital.

Die zentralen Funktionen sind:

• Re-Timing: Wiederherstellung der Taktsynchronität.
• Re-Shaping: Rekonstruktion der Signalform, um Jitter und Rauscheinflüsse zu minimieren.
• Bit-Transparenz: Es finden keine Änderungen der Nutzdaten oder Protokoll-Header statt.

Diese Arbeitsweise verhindert, dass Störungen kumulativ zunehmen, wenn ein Medium über seine spezifizierte Länge hinaus betrieben wird.

Varianten von Repeatern

Gängige Varianten in Praxis und Technik:

• Ethernet-Repeater/Hubs: Ein klassischer Mehrport-Hub ist technisch gesehen ein Multiport-Repeater. Er wiederholt Bits an allen Ports zugleich. In modernen LANs sind Hubs praktisch abgelöst und Switches (Schicht 2) dominieren.
• Optische Repeater/Regeneratoren: In Glasfasernetzen kommen 2R/3R-Regeneratoren (Re-Amplify/Re-Shape/Re-Time) zum Einsatz, wenn passive optische Verstärker nicht ausreichen oder das Signal vollständig neu getaktet werden muss.
• WLAN-Repeater (Range Extender): Funk-Repeater empfangen 802.11-Frames und senden sie auf demselben oder einem zweiten Funkkanal erneut. Technisch agieren sie auf Funk- und Bit-Ebene. Viele Implementierungen nutzen Bridging-Funktionen (WDS/Mesh), sind aber keine vollwertigen Access Points mit kabelgebundenem Backhaul. WDS (Wireless Distribution System) ist eine 802.11-Funktion, mit der Access Points drahtlos Brücken untereinander aufbauen

Typische Einsatzszenarien von Repeatern

Hier kommen Repeater typischerweise zum Einsatz:

• Überbrücken von Distanzen: Wenn Kupfer- oder Glasfaser-Strecken die spezifizierte Segmentlänge überschreiten.
• Funkabdeckung erweitern: WLAN-Repeater sind eine schnelle Lösung bei Funklöchern in kleinen Büros oder temporären Installationen.
• Legacy-Umgebungen: In älteren Koax- oder 10/100-LAN-Topologien, in denen keine Switch-Infrastruktur nachgerüstet wird.
• WAN/Carrier: Regeneration auf langen Glasfaserstrecken zwischen Amplifier-Spans.

Grenzen und Nebenwirkungen von Repeatern

Diese Punkte begrenzen Reichweite und Nutzen der Repeater:

• Keine Segmentierung: Repeater erweitern eine Kollisions- beziehungsweise Broadcast-Domäne nicht sinnvoll, sondern vergrößern sie. Kollisionen (bei Halbduplex-Altumgebungen) werden wahrscheinlicher.
• Bandbreiten-Effekte im WLAN: Repeater mit nur einem Funkmodul (Single-Radio) halbieren häufig den nutzbaren Datendurchsatz, weil sie jedes Frame zunächst empfangen und anschließend auf demselben Kanal erneut senden. Modelle mit getrenntem Uplink-/Downlink-Funk (Dual-Radio) mindern diesen Effekt.
• Latenz: Die Latenz ist gering, aber messbar, bei Kaskaden kann sie jedoch relevant werden.
• Störungsweitergabe: Während digitale Regeneration Rauschen reduziert, werden Protokollfehler und Fehlkonfigurationen unverändert weitergetragen, da keine Protokollintelligenz vorhanden ist.
• Management/Sicherheit: Typischerweise bieten Repeater keine Access-Control-, QoS-, Monitoring- oder Sicherheitsfunktionen.

Abgrenzung zu verwandten Geräten

Die wichtigsten Unterschiede auf einen Blick:

• Verstärker (Amplifier): Verstärken das gesamte analoge Signal inklusive Rauschen. Repeater regenerieren das Signal digital und verbessern damit das Signal-Rausch-Verhältnis.
• Hub: Dies Mehrport-Repeater sind heute obsolet, da Switches effizienter arbeiten.
• Switch (Layer 2): Liest MAC-Adressen, segmentiert Kollisionsdomänen und trifft Weiterleitungsentscheidungen pro Frame.
• Bridge (Schicht 2)/Router (Schicht 3): Isolieren Broadcast-Domänen beziehungsweise leiten IP-Pakete zwischen Netzen, was Repeater nicht tun.
• Access Point: Ein Access Point terminiert 802.11-Funk und bindet Clients ins LAN ein. Ein Repeater erweitert dagegen nur die Funkreichweite, oft ohne kabelgebundenes Backhaul.

Best Practices und Alternativen

So setzen Sie Repeater sinnvoll ein und lernen Alternativen kennen:

• Switches und Access Points (APs) mit kabelgebundenem Backhaul bevorzugen: Für LAN-Erweiterungen Switch-Ports einsetzen, im WLAN zusätzliche Access Points mit Ethernet-Anbindung oder Controller-/Cloud-verwaltete Mesh-Access Points nutzen.
• Dual-Radio-WLAN-Repeater: Wenn Repeater nötig sind, wählen Sie Varianten mit getrenntem Uplink-/Downlink-Funk (zum Beispiel 5 GHz Uplink, 2,4 GHz Downlink), um Durchsatzverluste zu reduzieren.
• Planung beachten: Kanalplanung, Sendeleistung und Platzierung sind entscheidend, um Hidden-Node-Probleme und Roaming-Brüche zu vermeiden.
• Optische Netze: Auf langen Glasfaserstrecken prüfen, ob EDFA-Verstärker (passiv) genügen oder eine 3R-Regeneration (aktiv) erforderlich ist.
• Längen-/Topologieregeln beachten: Kupfer-Ethernet-Strecken (etwa 100BASE-TX mit 100 m) sollten nicht auf gut Glück überschritten werden; besser ist eine strukturierte Verkabelung, aktive Komponenten oder Glasfaser.

Vor- und Nachteile von Repeatern auf einen Blick

Das spricht für Repeater:

• Einfache Reichweitenverlängerung,
• Geringe Anschaffungskosten (insbesondere bei WLAN-Repeatern),
• Keine Protokollkonfiguration notwendig.

Das spricht gegen Repeater:

• Keine Segmentierung, keine Sicherheits- oder QoS-Funktionen,
• Durchsatzverluste im WLAN,
• Erhöhte Störanfälligkeit bei Fehlplanung,
• In modernen LANs werden Repeater meist durch Switches/Access Points verdrängt.

Fazit

Ein Netzwerk-Repeater ist ein Layer-1-Werkzeug zur Reichweitenverlängerung durch digitale Signalregeneration. Ein solches Gerät ist sinnvoll, wenn Distanzen kurzzeitig überbrückt werden müssen oder optische Strecken eine aktive Regeneration erfordern. Für nachhaltig leistungsfähige Unternehmensnetze sind Switches, strukturierte Verkabelung sowie Access Points mit kabelgebundenem Backhaul jedoch die robusteren und skalierbareren Optionen.