WLAN Roaming mit Enduser Accesspoints

WLAN Roaming

In diesem Artikel beschreibe ich, wie mit wenig Aufwand und zu Hause verfügbarer Hardware
WLAN Roaming eingerichtet werden kann.

Die Ausgangslage

Hat WLAN theoretisch eine sehr hohe Reichweite von bis zu 100 Metern, so nimmt die Reichweite in Gebäuden massiv ab.
Insbesondere in Häusern, die in Massivbauweise errichtet sind, kann die WLAN-Reichweite schon hinter der nächsten Wand massiv abnehmen.
insbesondere in mehrstöckigen Gebäuden mit Betonfußböden und Stahleinlage ist die Versorgung mit einem einzelnen WLAN-Accesspoint kaum umsetzbar.

Vor einiger Zeit habe ich begonnen, ein dreistöckiges Haus mit WLAN zu versorgen. Ursprünglich gab es genau einen Accesspoint, der sich im obersten
Stockwerk befand und mehr schlecht als Recht das oberste Stockwerk versorgt hat. Der Accesspoint trug die SSID „xeen“,
eine Hommage an die Spielwelt X.E.E.N. (Xylonite Experimental Environment Nacelle) aus der Spieleserie „Might and Magic“.

WLAN Setup 1
Ursprungssetup: Nur ein WLAN Zugangspunkt

 

Mehrere SSIDs in einem Gebäude

Der erste Versuch, die WLAN-Reichweite zu erhöhen, hat sich als nicht praxistauglich erwiesen:

Im Erdgeschoss habe ich einen zweiten Accesspoint mit eigener SSID „maaguma“ installiert. In der Praxis bedeutete das allerdings folgendes:

Wenn man sich mit einem Handy durch die Stockwerke bewegte und dieses z.B. mit xeen verbunden ist, dann versuchte das Handy solange wie möglich Kontakt mit xeen aufrecht zu erhalten. In einem anderen Stockwerk angekommen hat es theoretisch noch Verbindung, diese ist aber so instabil, dass sie nicht brauchbar ist.
Wenn dem Nutzer auffällt, dass die Verbindung schlecht ist, muss er die alte Verbindung manuell unterbrechen und mit dem stärkeren Netz verbinden.

Weiterhin bot die Lösung zwar WLAN im unteren und im oberen Stockwerk, aber nicht zuverlässig im mittleren Stockwerk welches keinen Accesspoint besaß.

setup2

WLAN Roaming

Nachdem das Konzept: „Mehrere SSIDs“ gescheitert ist, boten Internetforen die Lösung: WLAN Roaming.

Das Konzept von WLAN Roaming ist, das mehrere WLAN-APs mit leicht überlappender Reichweite aufgesetzt werden. Wechselt ein Endgerät
den Standort, baut es automatisch eine Verbindung zu dem jeweils nächsten WLAN-Endpunkt auf. Die Netzwerkverbindung wird im Idealfall nicht unterbrochen. WLAN Roaming gibt es in der professionellen Variante „Aktives Roaming“, bei der ein Server die Funkzellen verwaltet und als „Clientseitiges Roaming“, bei dem die Endgeräte selbsttätig die Funkzellen wechseln.

Poor Man’s WLAN Roaming

Ich habe clientseitiges WLAN Roaming mit einfachen Enduser-Accesspoints implementiert, mit bereits vorhandener und teilweise ausgemusterter Hardware. Als Accesspoints habe ich folgende Hardware verwendet:

  • Einen Telekom Speedport DSL-Router W724V
  • Einen Access Point Zyxel WAP 3205 V2
  • Einen älteren TP-Link RL-WR841N mit der alternativen Firmeware OpenWRT

Zu den bereits vorhanden Accesspoints kam ein weiterer im mittleren Stockwerk hinzu. Alle Access Points sind über einen Switch mit dem DSL-Router verbunden.

Wie man WLAN Roaming konfiguriert

Alle 3 Accesspoints bekamen:

  • dieselbe SSID „xeen“
  • dieselbe Verschlüsselungsmethode WPA2 mit demselben Passwort.
  • den selbe Verschlüsselungsalgorithmus CCMP, soweit wählbar.
  • unterschiedliche Funkkanäle (1, 6, 11)
  • statische IP-Addressen, außerhalb der Vergaberange des DHCP-Servers.

Ich habe alle Accesspoints über einen Switch mit dem Speedport verbunden, welcher gleichzeitig als DSL-Router funktioniert.

Setup 3 - WLAN Roaming
3 Access Points, konfiguriert für WLAN Roaming

Besondere Beachtung fand der mit OpenWRT geflashte TP-Link Router. Da dieser ein Router mit eigenem DHCP-Server, DNS-Server und WAN-Port ist, musste ich ihn zum reinen Accesspoint umkonfigurieren. Ich habe alle Dienste abgeschaltet und den Router über den eingebauten Switch mit dem Netz verbunden. Den WAN Port habe ich freigelassen.

TP-Link mit OpenWRT
Screenshot der WLAN-Konfiguration vom TP-Link RL-WR841N mit OpenWRT Firmware

 

Optimierungen und offene Probleme

Nachdem das WLAN lief, habe ich noch die benachbarten Funkzellen auf die Frequenzen überprüft. Dazu ist die Android App Wifi Analyzer sehr gut geeignet.

Das Ergebnis war überraschend:
Nahezu alle Nachbar-WLANs benutzen entweder die Frequenzen 1,6 oder 11!
Um Kollissionen zu vermeiden, habe ich die Frequenzen der Router auf 2,5 und 10 geändert, hier ist bisher alles frei.

Ein offenes Problem gibt es noch: Bei WLAN-Geräten weigert sich der im Speedport eingebaute DHCP-Server sporadisch, IP-Addressen zu verteilen. Ich vermute allerdings den Speedport als Ursache des Problems.

Fazit

In einem Haus mit mehreren Stockwerken ist die Leistungsfähigkeit eines einzelnen WLAN-Accesspoints schnell erreicht. Mehrere Accesspoints mit unterschiedlichen SSIDs sind in meinem Anwendungsfall nicht praktikabel.

Meine Erfahrungen mit dem selbstbau WLAN-Roaming-Netz aus teilweise Althardware sind bisher gut. Man kann mit dem Handy durch das Haus gehen, ohne daß die Verbindung abbricht. Wenn ein Endgerät über die WPS-Taste hinzugefügt wird, funktioniert es mit allen Accesspoints.

Das System hat allerdings auch Grenzen:

  • Die Lösung ist natürlich keine professionelle Lösung. Es handelt sich um Consumer-Accesspoints mit allen Einschränkungen.
  • Die WLAN-Passwörter müssen in allen Geräten identisch eingegeben werden.
  • WLAN-Zeitschaltungen lassen sich systembedingt nur gerätespezifisch schalten.
  • Die Performanz ist mäßig, da ausschließlich der Speedport das schnelle WLAN nach AC-Standard unterstützt. Sowohl der Zyxel, als auch der TP-Link unterstützen nur die WLAN-Standards B/G/N.

 

 

 

 

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Lars Mense

IT - Begeistert seit 1987
Webbegeistert seit 1995

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