Von der ersten Ausleuchtungsmessung zur WLAN-Planung

Was zunächst nach „einmal mit dem Laptop durch das Gebäude laufen“ aussieht, ist bei genauerem Hinsehen deutlich komplexer. Denn bevor ein Access Point an die Decke geschraubt werden kann, müssen zunächst Fragen gestellt werden wie:

Wo wird eigentlich WLAN benötigt? Wie stark muss das Signal sein? Welche Datenraten werden benötigt? Wo darf ein Access Point überhaupt montiert werden? Wie verhält sich das Funksignal tatsächlich im Gebäude?

Genau dieser Umfang einer WLAN-Planung soll in diesem Blog beleuchtet werden.

Was gehört zu einer WLAN-Planung?

Eine WLAN-Planung beginnt nicht mit der Frage, wo ein Access Point aufgehängt werden soll. Es müssen zunächst die Anforderungen an das WLAN erörtert und dokumentiert werden, denn ein WLAN für eine gelegentliche Internetnutzung stellt andere Anforderungen als ein WLAN-only Office mit Großraumbüros, Telefonie und Videokonferenzen. Hier spielt vor allem die Anzahl der Endgeräte eine Rolle, da eine gute WLAN-Versorgung nicht automatisch bedeutet, dass auch genügend Kapazitäten vorhanden sind.

Daher werden vor einer WLAN-Ausleuchtungsmessung folgende Punkte mit Kunden diskutiert:

• Welche Bereiche sollen versorgt werden? Gibt es Ausschlussbereiche wie Sanitärräume und Treppenhäuser oder Lagerräume, oder ist eine flächendeckende Versorgung erwünscht?
• Welche Anforderungen werden dort benötigt?
• Welche Datenraten werden benötigt?
• Wie viele Endgeräte werden gleichzeitig erwartet?
• Welche Frequenzbereiche sollen genutzt werden?
• Welche Anforderungen bestehen an Redundanz?
• Welche baulichen Gegebenheiten beeinflussen die Funkausbreitung?

Mein Kollege Dr. Johannes Dams hat in seinem Artikel „WLAN-only-Office – der neue Standard-Fall?“ solche Anforderungen und deren Einfluss auf die WLAN-Zellplanung bereits ausführlicher erläutert.

Möchte ich WLAN simulieren oder messen?

Bei einer WLAN-Planung gibt es zwei Möglichkeiten: Wir können eine Funkversorgung simulieren oder sie vor Ort messen. Ist eine neue WLAN-Planung erwünscht, aber keine Begehung vor Ort möglich, oder müssen zu Bestands-APs zusätzliche APs geplant werden, wird eine Simulation durchgeführt.

Bei dieser wird zunächst der Gebäudegrundriss in eine Planungssoftware übernommen, in unserem Fall nutzen wir zurzeit Ekahau AI Pro Version 11.9.3.1. Anschließend werden beispielsweise Wände, Türen, Fenster und andere relevante Bauelemente berücksichtigt und auf dem Grundriss entsprechend der Realität eingezeichnet. Für diese Bauelemente müssen Dämpfungswerte festgelegt werden, damit eine realitätsnahe Simulation stattfinden kann. Denn eine Funkwelle wird je nach Bauelementen oder Hindernissen in Räumen unterschiedlich stark beeinflusst. Eine massive Betonwand kann das Signal deutlich stärker dämpfen als eine leichte Trockenbauwand. Auch Glas, Metall, Aktenschränke und Regale oder andere bauliche Elemente können Einfluss auf die Signalausbreitung haben.

Genau hier liegt die Herausforderung einer Simulation. Je besser das Gebäudemodell gezeichnet und die verwendeten Materialeigenschaften realitätsgetreu nachgebaut werden, desto aussagekräftiger wird das Simulationsergebnis. Dennoch wird immer eine Abnahmemessung oder punktuelle Messung vor Ort empfohlen, sobald das Gebäude betretbar ist, um so früh wie möglich aufgrund anderer Baumaterialien oder Dämpfungen als zuvor geplant Korrekturen vorzunehmen.

Soll das WLAN ganz neu geplant werden und eine Vor-Ort-Begehung möglich sein, so wird eine Messung, die sogenannte Ausleuchtungsmessung, durchgeführt.

Bei einer klassischen Ausleuchtungsmessung wird ein Access Point an einer geplanten Position aufgestellt. Er wird häufig „AP on a stick“ genannt, da der AP an einer Montageplatte auf einem mobilen Stativ befestigt und bis hoch unter die Decke gefahren wird. Anschließend wird die Funkzelle rund um den Access Point ausgemessen. Hier wird nicht nur mit dem Messgerät eine Begehung des Raumes durchgeführt, in dem sich der AP befindet, sondern auch die umliegenden Räume werden abgelaufen, um zu überprüfen, wie weit das Signal reicht. Dadurch wird gemessen, wie sich das Funksignal in der tatsächlichen Umgebung verhält.

Referenzmessungen können hier also immer helfen, die Annahmen einer Simulation zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen.

Mit welchen Werkzeugen messen wir?

In unseren WLAN-Planungen arbeiten wir, wie bereits erwähnt, mit der Software Ekahau. Ekahau AI Pro verbindet dabei die zwei wichtigen Bereiche, die Simulation einer WLAN-Ausleuchtung und die Durchführung von Site Surveys. Für die Messung vor Ort kommt ebenfalls der Ekahau Sidekick 2 zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Messhardware, die mehrere WLAN-Empfänger und Messfunktionen integriert.

Durch den Einsatz dieser Technologien werden die erfassten Werte nicht nur einzeln aufgezeichnet, sondern auch mit ihrer jeweiligen Position im Grundriss verknüpft. So lassen sich die Ergebnisse ortsabhängig darstellen und anschaulich visualisieren.

Was sind meine Messwerte?

Eine der ersten Größen, mit denen man bei WLAN-Messungen konfrontiert wird, ist die Signalstärke in der Einheit dBm. Die Signalstärke wird negativ, also als ein Wert kleiner als 0 angegeben, und es heißt:

Je näher der Messwert an 0 dBm liegt, desto stärker ist das Signal.

Welche Signalstärke benötigt wird, hängt unter anderem vom verwendeten WLAN-Standard, der Kanalbandbreite, dem Access Point, dem Client und vor allem der Anwendung ab. Als Faustregel gilt bei uns, dass unterhalb von -80 dBm kein Signal mehr angezeigt wird. Ab einer Signalstärke von -67dBm und besser liegt ausreichend guter WLAN-Empfang vor, mit dem sich gut arbeiten lässt.
Dies sind allerdings nur erste Richtwerte. Die genauen Werte müssen dem Anwendungsfall entsprechend festgelegt werden. Wer sich hier für eine genauere Erläuterung von „Zukunftssichere WLAN-Zellplanung für Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E“ interessiert, findet nähere Informationen in der Blogreihe, die meine Kollegen Felix Gillessen und Michael Schneiders verfasst haben.

Was passiert mit den Messdaten?

Am Ende der Messung steht nicht nur eine Sammlung bunter Heatmaps. Die Messergebnisse müssen ausgewertet und in einen Zusammenhang mit den Anforderungen gebracht werden. Je nach Projekt können beispielsweise folgende Informationen betrachtet werden:

• Primäre und sekundäre Signalstärke
• SNR (Signal to Noise Ration, Signal-Rausch-Verhältnis)
• Kanalbelegung
• Gleichkanalstörungen
• Paketlaufzeit und -verluste
• Datendurchsatz
• Signale in der Umgebung wie APs umliegender Etagen oder Gebäude
• Erkannte Störquellen

Aus diesen Ergebnissen lässt sich anschließend ableiten, wo die vorhandene WLAN-Infrastruktur ausreichend ist und wo Handlungsbedarf besteht oder – bei noch nicht vorhandener Infrastruktur –wie sie am besten aufgebaut werden sollte.

Fazit

Für mich war die WLAN-Ausleuchtungsmessung einer der Punkte, an denen Funktechniken plötzlich greifbar wurden und mein Interesse daran geweckt haben.

Eine Simulation kann dabei helfen, die WLAN-Infrastruktur bereits vor der Umsetzung zu planen, während eine anschließende Messung zeigt, wie sich Funkwellen unter realen Bedingungen tatsächlich verhalten. Die Kombination aus beiden Verfahren ermöglicht eine fundierte und zuverlässige Planung der WLAN-Infrastruktur.

Genau das ist das Faszinierende an einer WLAN-Planung. Was zunächst wie ein buntes Farbenspiel in Form von Heatmaps auf einem Gebäudeplan aussieht, bildet bei genauerem Hinsehen die Grundlage für ein zuverlässiges Funknetz im gesamten Gebäude.

Weiterführende Beiträge meiner Kollegen bei der ComConsult

Wer tiefer in die technischen Seiten der WLAN-Planung einsteigen möchte, dem empfehle ich folgende Blog-Beiträge meiner Kollegen:

• WLAN-Planungstools im Vergleich – Ekahau Pro versus iBwave Design
• Zukunftssichere WLAN-Zellplanung für Wi-Fi 6 und Wi-Fi 6E – Teil 2
• WLAN-only-Office – der neue Standard-Fall?
• Neues im 6-GHz-WLAN