Eine Richtfunkstrecke planen

Oft werde ich gefragt, wie man eine WLAN-Richtfunkstrecke richtig plant. Dafür gibt es zwar keine allgemein anwendbare Vorgehensweise aber einige Anhaltspunkte helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen.

Den Bedarf ermitteln

Benötigte Bandbreite

WLAN-Richtfunk dient zur IP-basierten Datenübertragung. Die Anwendung dafür ist sehr vielfältig. Unternehmen vernetzen Gebäude oder verschiedene Firmengelände kostengünstig mit WLAN-Richtfunk. Hier ist eine sehr hohe Bandbreite gewünscht. Die am häufigsten nachgefragte Anwendung von WLAN-Richtfunk (und Thema von wlan-skynet.de) ist jedoch die Versorgung von Wohngebieten mit Breitband-Internet. Hierbei stellt die eigentliche Internet-Anbindung (meist ein DSL-Anschluss) den Flaschenhals dar. Die Netto-Bandbreite der Funkstrecke muss also lediglich der des DSL-Anschlusses entsprechen.

Meist beginnt die Planung damit, daß eine Person aus verschiedenen Gründen Bedarf an einem Breitband-Internetzugang hat und dieser vom zuständigen Netzbetreiber (meist die Telekom in Form von DSL-Anschlüssen) nicht liefern kann. Meist ist davon nicht nur der Initiator sondern auch Nachbarn in der selben Siedlung bzw. Dorf oder Stadtteil betroffen. Hier ist sicher eine Umfrage unter den Nachbarn empfehlenswert, ob ein Gemeinschaftsprojekt von Nutzen sein kann.

Zur Abschätzung der benötigten Bandbreite in einem Gemeinschaftsprojekt kann man ca. 128 kBit/s pro Teilnehmer veranschlagen. Dies entspricht der Bandbreite eines ISDN-Anschlusses mit Kanalbündelung. Dadurch genügt ein DSL-3000-Anschluß für etwa 20 Teilnehmer. Das erscheint auf den ersten Blick sehr wenig. Doch man sollte sich vor Augen halten, daß selten alle Teilnehmer geichzeitig Daten abrufen. Dadurch entfällt ein größter Anteil der Gesamtbandbreite auf den einzelnen Teilnehmer.

Benötigte Reichweite

Eine Richtfunkstrecke verbindet zwei Standorte miteinander. Dies sind der Punkt, an dem DSL (oder ein ander Breitband-Zugang) verfügbar ist sowie der Ort, an welchem Breitband-Internet benötigt wird.

Man recherchiert, in welchen Nachbarorten bzw. Stadtteilen DSL verfügbar ist. Hier sollte man mehrere Alternativen auflisten. Als nächstes ist zu überprüfen, zu welchem dieser alternativen Standorte eine möglichst optimale Sichtverbindung bei möglichst kurzer Entfernung besteht. In den DSL-fähigen Orten muss ggf. nach Grundstücks- bzw. Hauseigentümern gesucht werden welche die Installation von Richtfunk-Equipment und DSL-Anschluss gestatten.

Die Länge der Luftlinie zwischen den beiden Richtfunk-Antennen stellt letztlich die Anforderung an die Reichweite der Richtfunkstrecke dar und bildet die Basis für die nachfolgenden Berechnungen, z.B. zur Streckendämpfung. Zur Bestimmung der genauen Entfernung hat sich das Programm "Google Earth" als sehr nützlich erwiesen.

Zu verwendendes Frequenzband

Die Entscheidung nach bestimmter Hardware betrifft direkt die zu erwartenden Anschaffungskosten. Die erste Grundsatzentscheidung ist, welches WLAN-Frequenzband für die Richtfunkstrecke zum Einsatz kommen soll. Als Anhaltspunkte für diese Entscheidung dienen folgende Kriterien:

1. Wie lang ist die Luftlinie zwischen den geplanten Antennenstandorten?
   Bis ca. 2500 Meter empfiehlt sich WLAN nach IEEE 802.11b oder 802.11g (2,4 GHz), darüber hinaus sollte man 802.11h (5 GHz) verwenden.
2. Verläuft die Sichtlinie über besiedeltes Gebiet?
   Falls nein, 2,4 GHz verwenden wenn Entfernung kurz genug. Falls ja ist damit zu rechnen, daß innerhalb des bewohnten Gebietes weitere Funknetze im 2,4-GHz-Frequenzbereich installiert sind. Diese können eine Fichtfunkstrecke auf der selben Frequenz erheblich stören. Darum sollte in dem Fall 5 GHz-Technik verwendet werden.
3. Wird die Sichtlinie durch Hügel und/oder Bäume eingeengt?
   Die Sichtlinie darf nicht durch Hügel oder Bäume unterbrochen werden. Verläuft sie jedoch sehr nah über den Erdboden oder an Bäumen vorbei, so ist es zu empfehlen, 5 GHz WLAN zu verwenden. Dadurch wird die Fresnellzone kleiner und solche Hindernisse stören weniger. Bäume in der Sichtlinie sind dabei ein besonders beachtenswertes Problem.
4. Müssen die Richtantennen an hohen Masten montiert werden?
   Die Ausbreitung der Funkwellen in der sogenannten Fresnellzone erfordert vorallem in der Mitte der Strecke zwischen beiden Richtantennenstandorten einen bestimmten Abstand zum Boden. Ist das Gelände flach, so müssen die Antennen entsprechend erhöht plaziert werden. Führt die Richtstrecke jedoch durch ein Tal, so können die Antennen entsprechend in geringerer Höhe plaziert werden.
   
   Je größer die Entfernung zwischen Antenne und dem daran angeschlossenen Accesspoint ist, umso höherwertigere Koaxialkabel sollte man verwenden. Als Richtwert sollte bei 2,4 GHz das Kabel nicht länger als 20 Meter sein, bei 5 GHz nicht länger als 10 Meter. Die Qualität des Koaxialkabels wird maßgeblich durch den Dämpfungswert bestimmt. Typischerweise wird die Kabeldämpfung in Dezibel pro 100 Meter angegeben. Gute Koaxialkabel sollten bei 2,4 GHz deutlich unter 30 dB / 100 m dämpfen, bei 5 GHz deutlich unter 40 dB / 100 m. Dies trifft auf die meisten Kabel der 400er Klasse zu (CFD400, LMR-400 usw.). Das Koaxialkabel sollte bzgl. der Länge nicht großzügig überdimensioniert werden. Stecker sollten von einem Fachmann montiert werden.
5. Befindet sich ein Flughafen oder durch Großschiffe befahrenes Gewässer in der Nähe?
   Flughäfen und größere Schiffe verwenden teilweise Rotationsradare, welche im 5-GHz-Bereich arbeiten. Dies kann zu Störungen in Verbindung mit 5-GHz-WLAN führen. Darum sollte hier nach Möglichkeit 2,4-GHz-Technik eingesetzt werden. Permanent arbeitende Flughafenradare sind dabei ein größerer Störfaktor als gelegentlich vorbeifahrende Schiffe.

Ein Blick auf die zu erwartenden Anschaffungskosten

Hat man sich auf bestimmte Antennenstandorte und ein Frequenzband festgelegt, so kann man beginnen eine entsprechende Auswahl an Material und Lieferanten zu treffen. Folgende Punkte sollten in diese Kalkulation einfließen:

1. Material und Arbeitsaufwand für die Montage der Antennen
2. Accesspoints und deren Montage
3. Koaxialkabel entsprechender Länge und Stecker
4. Installation von Telefon- und DSL-Anschluß durch den Netzbetreiber
5. Ggf. Mieten für die Antennenstandorte

Ablauf des Aufbaus

1. Nachdem man sich auf bestimmte Richtfunk-Hardware festgelegt hat, kann man entsprechende Lieferanten auswählen. Dabei sollte man neben dem Preis auch Support, technische Kompetenz und Reputation des Händlers berücksichtigen.
2. Vor der Anschaffung der Richtfunk-Hardware sollte man auf jeden Fall den für die Internetanbindung notwendigen Telefon- und DSL-Anschluß beim zuständigen Netzbetreiber zu bestellen. Oft genug hat sich gerade dies als der größte Stolperstein erwiesen. Vorsicht sollte man insbesondere bei der Auftragserteilung walten lassen. Oft zerlegt der Netzbetreiber den Auftrag in mehrere Teilaufträge. In der Folge erhält man einen einwandfrei funktionierenden Analoganschluß mit der lapidaren Auskunft daß darauf kein DSL verfügbar wäre. Die Installation des Analoganschlusses darf man dann natürlich trotzdem bezahlen. Als nützlich hat es sich erwiesen, den Auftrag ausdrücklich auf Herstellung eines DSL-Anschlusses zu erteilen und den evtl. dazu auch notwendigen Analoganschluß nur als "notwendiges Übel" zu akzeptieren. Sollte der Netzbetreiber den DSL-Anschluß nicht liefern können muss man vom gesamten Auftrag zurücktreten können.
3. Sollte der Netzbetreiber den DSL-Anschluß hergestellt haben, kann man die Richtfunk-Hardware bestellen und installieren.