Funk im Unternehmen

WLAN-Ratgeber: Antennen richtig wählen und positionieren

05.05.2014
Von 
Dr. Harald Karcher ist freier Autor in München. Er testet mobile Geräte vom Handy bis zum Laptop und mobile Netze von WLAN bis zu LTE.

Richt-Antennen für Gurken-förmige WLAN-Zellen

Direktionale WLAN-Richt-Antennen bündeln die Funkstrahlung stärker als WLAN-Sektor-Antennen, so ähnlich wie das Fernlicht eines Autos viel weiter strahlt als dessen Abblendlicht. Die resultierenden WLAN-Zellen gleichen der Form einer Gurke, mit einem eher spitzen Öffnungswinkel ab zirka 6 Grad.

Strahler: Stark fokussierende WLAN-Richt-Antennen dienen oft der LAN-to-LAN-Vernetzung von zwei Firmen-Standorten, die bis zu 20 km voneinander entfernt sein können.
Strahler: Stark fokussierende WLAN-Richt-Antennen dienen oft der LAN-to-LAN-Vernetzung von zwei Firmen-Standorten, die bis zu 20 km voneinander entfernt sein können.
Foto: Lancom

Stark fokussierende WLAN-Richt-Antennen erreichen einen hohen Antennengewinn bis über 20 dBi. Die meisten sind nur für 2,4 oder für 5 GHz geeignet.

Richt-Antennen werden oft zur Installation von Point-to-Point-Strecken auf Dächern oder Masten eingesetzt. So lassen sich per WLAN bis zu 20 km entfernte Firmen-Standorte miteinander vernetzen.

Diversity-Antennen

Gedoppelt: Dieser WLAN Access Point von Symbol Technologies alias Motorola Mobility nutzt zwei externe Antennen zur Interferenz-Reduzierung durch Diversity. Funktechnisch hängt der Kasten hier zwar ziemlich effizient, ästhetisch aber nicht ganz optimal, weil der Gast ihn sieht, wenn er in diese Ecke schaut.
Gedoppelt: Dieser WLAN Access Point von Symbol Technologies alias Motorola Mobility nutzt zwei externe Antennen zur Interferenz-Reduzierung durch Diversity. Funktechnisch hängt der Kasten hier zwar ziemlich effizient, ästhetisch aber nicht ganz optimal, weil der Gast ihn sieht, wenn er in diese Ecke schaut.

In der Praxis kommen heute bei fast allen WLAN-Access-Points, aber auch bei vielen externen Antennen-Konstruktionen, mindestens zwei identische Antennen zum Einsatz. Der Grund: Durch Diversity-Verfahren will man unerwünschte Interferenzen minimieren. Und das geht so:

Da die identischen Antennen räumlich etwas voneinander entfernt sitzen, werden ihre ausgestrahlten Wellen unterschiedlich stark an Decken, Wänden, Böden und Metall-Flächen reflektiert. Damit haben sie unterschiedlich lange Wege zum WLAN-Empfänger und kommen dementsprechend auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten und mit unterschiedlich guter Qualität am Ziel an.

Das WLAN-System schaltet nun immer blitzschnell auf diejenigen Antennen um, die gerade das bessere Signal mit dem höheren Signalpegel oder mit dem besseren Signal-Rausch-Abstand alias SNR liefern können. So können Diversity-Antennen helfen, unerwünschte Interferenz-Effekte zu reduzieren.

MIMO-Antennen

Access Points nach IEEE 802.11n und erst recht nach 11ac nutzen das MIMO-Multi-Connection-Multi-Antennen-Verfahren. MIMO steht für: Multiple Input Multiple Output. Dabei werden mehrere Antennen parallel zum Senden und Empfangen der Daten verwendet.

Verspricht ein WLAN-11n-AP einen Speed von brutto 450 MBit/s, dann braucht er dazu mindestens 3x3 MIMO; das bedeutet in der Praxis: drei gesonderte Antennen! Verspricht er 600 MBit/s, dann braucht er sogar 4x4 MIMO mit vier Antennen.

Das modernere WLAN-11ac bis 1300 Mbit/s mit stärkeren Kodierungs-Algorithmen benötigt in der momentanen Ausbaustufe ebenfalls 3x3 MIMO, sprich drei Antennen. Künftige Speed-Steigerungen von 11ac-Access-Points sind bis 8x8 MIMO angedacht: Die brauchen dann acht WLAN-Antennen.

Dualband-Antennen

Bisher haben wir aus Gründen der didaktischen Vereinfachung nur Access Points und Antennen betrachtet, die entweder nur bei 2,4 oder nur bei 5 GHz arbeiten. In der Praxis, ganz besonders im Consumer-Umfeld, gibt es aber immer mehr Dual-Band-Router mit komplett versteckten WLAN-Diversity-MIMO-Dualband-Antennen, die beide Frequenzbänder bei 2,4 und 5 GHz bedienen können. Die meisten Privat-Anwender wären genervt oder überfordert, wenn sie die jeweils perfekt passenden Antennen selber auswählen und positionieren müssten. Da schrumpft man lieber alles unter eine schicke Haube, in der Hoffnung, dass das günstig produzierte WLAN-Router-Massenprodukt schon einigermaßen zum Bedarf des Users passen wird.

Der professionelle Funkplaner muss dagegen selber darauf achten, dass seine externen Wireless-Antennen unter anderem auch alle Diversity- und MIMO- und Dualband-Fähigkeiten der eingesetzten WLAN-Access-Points unterstützen.