Planungsgrundlagen für Unternehmens-WLANs

Einführung

Die Planung einer WLAN-Umgebung ist ein komplexer Prozess, der weit über das einfache Platzieren von Access Points (AP) hinausgeht. Eine unzureichende Planung kann zu Verbindungsproblemen, instabiler Leistung und schlechter Benutzererfahrung führen. Um eine hohe Qualität und optimale Netzabdeckung zu gewährleisten, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden – von den individuellen Nutzeranforderungen bis hin zur passiven und aktiven Infrastruktur des Netzwerks. Aber auch gut geplante Netzwerke müssen validiert werden. Dies ist vergleichbar mit einem Bausachverständigen bei der Abnahme des Eigenheims. So braucht es im Anschluss an den Planungsprozess auch eine qualifizierte Abnahme.

Wichtige Grundlagen der Planung umfassen die Analyse der Nutzungsanforderungen, die Durchführung von Simulationen und sogenannten Pre-Deployment Site Surveys, um potenzielle Störquellen und Signalabdeckungen zu identifizieren. Dabei spielt nicht nur die passive Netzwerkinfrastruktur, wie Verkabelung und Montagepunkte, eine Rolle, sondern auch die aktive Netzwerkinfrastruktur, bestehend aus Routern, Switches, WLAN-Controllern, Firewalls und weiteren Netzwerkkomponenten. Eine sorgfältige Planung und Abstimmung dieser Elemente ist essenziell, um ein stabiles, leistungsfähiges und zukunftssicheres WLAN bereitzustellen.

Planungsgrundlagen

Die Planung eines Unternehmens-WLANs beginnt mit der Definition der Nutzeranforderungen. Zunächst bedarf es einer Festlegung der abzudeckenden Bereiche. Das kann beispielsweise ein gesamtes Gebäude oder nur die Abdeckung spezieller Bereiche, wie etwa Besprechungsräume sein. Dazu bedarf es zunächst Gebäudepläne. Im einfachsten Fall, falls keine anderen Pläne bereitstehen, kann man auf Flucht- und Rettungspläne zurückgreifen, die immer zur Verfügung stehen müssen.

Selbst in dieser zunächst trivial anmutenden Phase passieren jedoch häufig schon die ersten Fehler. Nutzer zeichnen häufig bereits Access Points auf Basis Ihrer privaten Erfahrung in Gebäudepläne ein, anstatt einfach den Bereich zu nennen, in dem sie WLAN benötigen. Zielführender sind jedoch Schraffierungen in Gebäudeplänen zur Visualisierung. Diese stellen lediglich den Bereich dar, in dem ein Bedarf an einer WLAN-Versorgung besteht. In vielen Fällen müssen beispielsweise Kellerbereiche und Dachböden nicht oder nur partiell berücksichtigt werden.

Im besten Fall enthalten die Gebäudepläne auch Zusatzinformationen zur Wand- und Deckenstärke und dem verwendeten Material. Selbst größere Bücherregale in Bibliotheken oder Hochregallager sind relevant, da sie die Signale deutlich dämpfen können. Diese sollten daher ebenfalls eingezeichnet werden. Größere Metallflächen und Fenster können Signale reflektieren und sind ebenfalls zu erfassen. Auch die Wandfarbe kann Einfluss nehmen, wenn zum Beispiel magnetische Wandfarbe genutzt wird. Zudem ist relevant, in welchen Bereichen keine Befestigung von Access Points möglich ist. Dies spielt insbesondere in besonderen architektonischen Gebäuden, wie Altbauten mit Denkmalschutzauflagen, als auch in Museen und historischen Gebäuden wie Schlössern eine besondere Rolle.

Nachdem der Nutzer mitgeteilt hat, in welchem Bereich er WLAN wünscht, muss er noch angeben, für welchen Nutzungszweck er es benötigt. Daraus kann man Nutzungsprofile ableiten, die wiederum Auswirkungen auf die nachfolgende Simulation und Site Surveys haben. Dies kann im einfachsten Fall klassisches Web-Browsing und E-Mail sein. Streaming Video oder Webkonferenzen wären andere Nutzungsprofile. Beide benötigen hohe Bandbreiten, Webkonferenzen haben jedoch Echtzeitanforderungen. Gleichzeitig finden Webkonferenzen meist stationär statt und es gibt keine Bewegung des Nutzers während Konferenzen.

Deutlich andere Anforderungen finden sich beim Nutzungsprofil für Voice-over-WLAN, das hohe Quality-of-Service Anforderungen stellt. Dies bedarf zunächst keiner hohen Datenraten: Ein klassischer Telefonanruf benötigt 64 KBit/s für die Nutzdaten bei der Sprachübertragung. Jedoch müssen diese möglichst konstant, im Normalfall alle 20 Millisekunden, übertragen werden und dulden keine hohen Paketverlustraten, Latenzzeiten und Jitter (Varianz der Paketlaufzeiten). Zudem bedarf es einer optimierten Übergabe zwischen den Funkzellen, wenn die Nutzer sich während eines laufenden Telefongesprächs in den örtlichen Bereich einer neuen Zelle bewegen. Dies bedeutet in Folge einen wesentlich größeren Überlappungsbereich der Funkzellen, um ein nahtloses Roaming zu ermöglichen. Unter Roaming versteht man den Wechsel zwischen den Funkzellen.

Eine weitere wichtige Planungsgrundlage sind ist gleichzeitige Anzahl von Nutzern. Dabei sollte man differenzieren zwischen nur mit dem WLAN assoziierten Anwendern und denjenigen, die tatsächlich gleichzeitig Daten gemäß dem zuvor definierten Nutzungsprofil übertragen. Die Hersteller von Access Points machen häufig hohe Angaben für die parallelen WLAN-Verbindungen. Dies beschreibt jedoch meist nur die theoretische Anzahl paralleler Assoziierungen mit dem WLAN und nicht die tatsächliche Nutzung gemäß dem erfassten Nutzungsprofil. Dies kann es erforderlich machen, eine Funkzelle durch Reduzierung der Sendeleistung kleiner zu machen, als es die Antenne im jeweiligen Frequenzband her geben würde. Auch wird gerne mit den Räumlichkeiten gespielt, um die Funkzellen zu verkleinern. So ist zum Beispiel von der Montage auf den Laufwegen in der Regel abzusehen. Meist muss man in diesem Schritt grob schätzen. Denkt man jedoch an Plenarsäle, Hörsäle in Universitäten oder Stadien, dann bemerkt man, dass es dort zwingend erforderlich ist, die Nutzeranzahl einer Funkzelle einzuschränken. In solchen Bereichen geht man in Folge häufig auf Richtantennen, die eine Abstrahlcharakteristik von zirka 30 bis 45 Grad aufweisen.

Zudem sollte in der Bedarfsfeststellung auch bereits die zur Verfügung stehende Bandbreite für die Clients festgelegt werden (beispielsweise 2 oder 5 MBit/s). Aus der Client-Bandbreite und der Anzahl an parallelen Nutzern kann man in Folge weitere Werte ableiten, wie die Uplink-Geschwindigkeit des Access Points, des Switches, des WLAN-Controllers und gegebenenfalls sogar der Internetanbindung. Folglich ist das Zusammenspiel elementar. So bringt eine Planung für 100 Geräte mit 5 MBit/s nichts, wenn die Internetanbindung beispielsweise nur aus einer 16 MBit/s schnlleen xDSL-Variante besteht.