WLAN als Alternative zum Kabelnetzwerk

Keine Gefahr durch Potenzialunterschiede

von - 31.03.2015
Im Gegensatz zu elektrischen Leitern wie zum Beispiel Kupfer (LAN-Kabel, Koaxkabel und so weiter) stellen Lichtwellenleiter keine Gefahr beim Ausgleich von Potenzialunterschieden dar. Solche Potenzialunterschiede treten beispielsweise bei Gewittern in der näheren Umgebung auf, wobei alle Gebäude kurzfristig jeweils unterschiedliche elektrische Potenziale erhalten.
Linksys WRT1900 AC ac-WLAN-Router
Router für ac-WLAN: Der Linksys WRT1900 AC arbeitet nach dem Standard 802.11ac und funkt mit vier Antennen.
Durch einen elektrischen Leiter zwischen zwei Gebäuden kann dieser Potenzialunterschied ausgeglichen werden. Was auf den ersten Blick wie ein Vorteil aussieht, stellt jedoch eine ernst zu nehmende Gefahr dar. Denn der Ausgleich der Potenzialunterschiede über die dünne Metallverbindung erfolgt meist so heftig, dass es zu einer starken Überhitzung des elektrischen Leiters kommt und die daran angeschlossenen Geräte durch die hohe Spannung überlastet und sogar zerstört werden.
Da ein Lichtwellenleiter keinen elektrischen Strom transportiert, gleicht eine Glasfaser die elektrischen Potenziale in zwei unterschiedlich geladenen Gebäuden auch nicht aus. Wenn derartige Risiken grundsätzlich ausgeschlossen werden müssen, dann sollte zur Verbindung von Gebäuden also ein Lichtwellenleiter eingesetzt werden.

WLAN oder Glasfaser

Trotz der beachtlichen Bandbreite von ac-WLAN kann das Funkmedium definitiv nicht als Ersatz einer Glasfaserverbindung dienen.
Zur Überbrückung größerer Strecken mit dennoch hoher Übertragungsrate ist WLAN schon allein durch die Dämpfungsverluste in der Luft (Freiraumdämpfung) nicht geeignet. Allerdings hat WLAN ebenso wie die Glasfaser die Eigenschaft, dass auch eine Funkverbindung keine elektrischen Potenziale zwischen verschiedenen Gebäuden ausgleicht. Deshalb kann WLAN in Ausnahmefällen als Bridge-Verbindung zwischen zwei Gebäuden eingesetzt werden, die sich nicht per Kabel miteinander verbinden lassen. Hierzu bietet sich der Einsatz von Richtantennen an, allerdings ist dann auf die Einhaltung der äquivalenten isotropen Strahlungsleistung (Equivalent Isotropically Radiated Power, EIRP) zu achten. EIRP bezeichnet die Strahlungsleistung, die man in eine in alle Richtungen gleich abstrahlende Antenne stecken müsste, um in dem von der Richtantenne abgedeckten Raumsegment dieselbe Feldstärke zu erzeugen.

Übertragungsraten verschiedener WLAN-Standards

Standard

802.11g

802.11n

802.11ac

Genutztes Frequenzband

2,4 GHz

2,4 GHz + 5 GHz

5 GHz

Frequenzbandbreiten inklusive
Kanalbündelung (Channel Bonding)

20 MHz

20 MHz, 40 MHz

20 MHz, 40 MHz,
80 MHz, 160 MHz

Modulation max. (per OFDM)*

64-QAM

64-QAM

256-QAM

Maximale Anzahl MIMO-Streams**

1

4

8

Maximal mögliche Linkrate
laut Standard

54 MBit/s
(20 MHz, 1 Sende-
Empfangs-Modul)

600 MBit/s
(40 MHz, 4 Sende-
Empfangs-Module)

6930 MBit/s
(160 MHz, 8 Sende-
Empfangs-Module)

Maximale Linkrate
über einen MIMO-Stream

54 MBit/s (20 MHz)

150 MBit/s (40 MHz)

433 MBit/s (80 MHz)

Maximale Linkrate
über drei MIMO-Streams

***

450 MBit/s (40 MHz)

1300 MBit/s (80 MHz)

Schnellste im Handel verfügbare
Dualband-Router (2,4 und 5 GHz)

(veraltet)

N900-Router
(450 und 450 MBit/s)

AC1900-Router
(600 und 1300 MBit/s)****

Nutzbarer Frequenzbereich
bei 2,4 GHz

Kanal 1 bis 13
(2,4 bis 2,485 GHz)

Kanal 1 bis 13
(2,4 bis 2,485 GHz)

Kanal 1 bis 13
(2,4 bis 2,485 GHz)

Nutzbarer Frequenzbereich
bei 5 GHz

Kanal 36 bis 64
(5,150 bis 5,350 GHz),
Kanal 100 bis 140
(5,470 bis 5,725 GHz)

Kanal 36 bis 64
(5,150 bis 5,350 GHz),
Kanal 100 bis 140
(5,470 bis 5,725 GHz)

* Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (spezielles Modulationsverfahren)

** Entspricht Anzahl der Sende-Empfangs-Einheiten oder Antennen

*** 802.11g-Access-Points mit zwei Antennen haben trotzdem nur ein Sende-Empfangs-Modul

**** Die 600 MBit/s im 2,4-GHz-Funkmodul werden mittels 256-QAM-Modulation erreicht

Während 802.11g bereits als veraltet gilt, ist 802.11n aktuell am häufigsten anzutreffen. Der neue 802.11ac-Funkstandard.bietet Unternehmen eine deutliche Steigerung der Übertragungsraten.
Zur Überbrückung größerer Strecken sind hier eventuell auch die höheren Übertragungskanäle im 5-GHz-Bereich des 802.11ac-Standards interessant, die eine deutlich höhere Strahlungsleistung von bis zu 1000 mW erlauben.
Allerdings muss in diesem Frequenzbereich auch auf den Einfluss des Wetterradars geachtet werden. Der daraus resultierende Kanalwechsel kann eine bestehende WLAN-Brücke für mehrere Minuten komplett einbrechen lassen.
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