Ein flächendeckendes Netz ist möglich! Highspeed-Internet über Richtfunk und WLAN

Deutschland kämpft im internationalen Vergleich um den Anschluss in puncto flächendeckender Internetausbau; und das, obwohl laut Regierung bereits 2018 jeder Haushalt in Deutschland über einen Breitbandanschluss verfügen sollte. Inzwischen wurde bestätigt, dass auch das neue Ziel von 2025 nicht eingehalten werden kann. Bis zur lückenlosen Glasfasererschließung können Richtfunk und drahtlose Technologien helfen.

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Nach wie vor und in Zukunft mehr denn je sind hochleistungsfähige Breitbandnetze die Grundlage für den ökonomische Unternehmenserfolg. Woran liegt also diese enorme Verzögerung im Breitbandausbau? Die Gründe sind vielseitig: fehlende Konzepte, Bürokratie und mangelnde Infrastruktur. Dennoch wird weiterhin ein Großteil der Ressourcen in den Ausbau des Glasfasernetzes gesteckt. Um die Zeit bis zur vollständigen Glasfaserabdeckung zu überbrücken, gibt es inzwischen verschiedene Richtfunklösungen, durch die günstig und schnell zuverlässige Netzwerke aufgebaut werden können.

Derzeit werden vermehrt Förderprogramme ins Leben gerufen, um die Netzabdeckung zu beschleunigen. So startete beispielsweise die Europäische Kommission im letzten Jahr die Initiative WiFi4EU. Bis 2020 sollen in europäischen Dörfern und Städten damit die wichtigsten öffentlichen Orte wie Parks, Marktplätze, Bibliotheken, Gesundheitszentren und Museen über Hotspots mit einem kostenlosen WLAN ausgestattet werden. Dazu arbeitet die Kommission mit WLAN-Installationsfirmen zusammen, um Gemeinden die Hotspot-Aufrüstung weiter zu vereinfachen.

Auch verschiedene Telekommunikationsanbieter haben die Chance mittlerweile erkannt und entwickeln Lösungen auf Richtfunkbasis, um ihren Kunden schnell eine Alternative anbieten zu können; so beispielsweise auch die Telekom, die mit Fixed Wireless die letzte Meile zum Kunden über Funk abdecken will. Die Lösung soll bis 2020 vollständig einsatzbereit sein.

Dass es auch anders geht, zeigen aktuelle Erfolgsgeschichten kleiner Gemeinden und regionaler Netzanbieter, die sich aktiv um eine Lösung ihres Internetproblems gekümmert haben – denn sie wollten den Anschluss an die digitale Zukunft nicht verpassen. Sie haben sich beispielsweise für Richtfunklösungen entschieden, mit denen sie schnell und kostengünstig ein flächendeckendes Netz aufbauen konnten. Damit lässt sich in nur kurzer Zeit eine Versorgung sowohl der privaten Haushalte als auch von Geschäftskunden mit einem schnellen Internetzugang sicherstellen. Aktuell kommen verschiedene Lösungsansätze infrage, abhängig von Einsatzzweck, Abdeckungsradius und Umgebungsanforderungen.

Mesh-WLAN nur bedingt geeignet

Seit einiger Zeit ist Mesh-WLAN in Häusern, Wohnkomplexen und Städten eine beliebte Technologie, um auf kleinerem Raum flächendeckendes WLAN bereitstellen zu können. In diesen Systemen kommuniziert ein Router mit mehreren Access Points, die über WLAN miteinander verbunden sind. So entfällt zwar die zuvor benötigte LAN-Verkabelung, es wird aber auch die Durchsatzkapazität jeder Zwischenstation verringert. Da sich die Access Points innerhalb einer Stadt auf mehrere Standorte verteilen, macht gerade diese Art der Kommunikation das Netzwerk anfällig für externe und Eigeninterferenzen.

Der Einsatz einer solchen Lösung ist zumeist von einer zeitintensiven Planungsphase geprägt, damit eine gute Abdeckung und Verfügbarkeit erreicht werden kann. Dazu kommt dann in der Regel eine Vielzahl von entsprechenden Vor-Ort-Begehungen, um sich von der jeweiligen Umgebungssituation ein besseres Bild zu machen. Dort gilt es, unter anderem folgende Fragen zu klären: Welche Installationspunkte eignen sich? Welche Möglichkeiten zur Montage bestehen? Ist eine permanente Stromversorgung sichergestellt? Wo erhält man den Internetzugang für den WLAN-Router?

Optimal ist es, verschiedene Technologien zu kombinieren und über eine zentrale Verwaltungssoftware zu steuern und zu überwachen.

Bisheriger Ansatzpunkt mit WLAN „only“

Kleinere Gemeinden greifen für eine komplette Netzabdeckung meist auf eine Kombination aus Outdoor und Indoor WLAN-Access Points zurück, da aufgrund von Denkmalschutz oder unzureichender Stromversorgung nur kabellose Technologien möglich sind. Leider werden hierbei die Limitierungen von WLAN gerade bei Mesh-Verbindungen meist nicht berücksichtigt. Oft wird aber auch ein schnelles WLAN mit einer stark limitierten LTE-Verbindung in das Internet angeboten.

Auch kleinere Gemeinden, Dörfer oder Weiler könnten daher von einer schnellen Anbindung an das Internet über Richtfunk und der Verteilung über Punkt-zu-Mehrpunkt-Systeme (PMP) profitieren. Diese sind heutzutage preiswert und schnell einsetzbar.

Größere Gemeinden bauen auf Punkt-zu-Mehrpunkt (PMP) und WLAN

Für größere Gemeinden eignet sich eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Lösung in Carrier-Class-Qualität, kombiniert mit WLAN-Access Points. Mit diesen lassen sich problemlos Ortschaften vernetzen, die eine Abdeckung für einen Durchmesser von 1 bis 5 km bereitstellen. Diese Technologie sollte auf einem Turm (z.B. Feuerwehr), einem Hochhaus oder einem Hügel installiert werden. Von diesem Standpunkt aus lässt sich dann ein Cluster von Punkt-zu-Mehrpunkt-Sektorantennen aufbauen. Dieser Cluster baut eine drahtlose Verbindung zu verschiedenen Teilnehmermodulen (SM) innerhalb der Gemeinde auf. Direkt neben dem SM kann einen WLAN-Access Point montiert und eine WLAN-Hotspot-Lösung zur Verfügung gestellt werden.

Damit solche Lösungen problemlos betrieben werden können, ist es ratsam, eine zentrale Managementplattform für die Verwaltung sowohl des PMP-Systems als auch der WLAN-APs einzusetzen. Die PMP-Lösung sollte zudem das Zeitmultiplexverfahren TDMA unterstützen, um ein zuverlässiges Backhaul-Netzwerk zu gewährleisten. Auch ein hoher Durchsatz ist eine Grundvoraussetzung für ein solches System. Er ermöglicht, die Effizienz und Kapazität des Systems zu steigern, wie beispielsweise mit Massive Multi-User-MIMO, wenn der Einsatz von mehr als dreißig WLAN-Hotspots geplant ist. Abschließend ist zu empfehlen, den WLAN-Access Point und das Teilnehmermodul an eine Stromquelle anzuschließen, um die Installation zu vereinfachen.

Lange Strecken mit Punkt-zu-Punkt (PTP) verbinden

Nicht nur geschlossene Dörfer oder Gemeinden benötigen eine zuverlässige Internetanbindung. Inzwischen unterstützen drahtlose Technologien auch den Aufbau von stabilen Netzen entlang von Straßen, Bahnstrecken oder an Stränden. Am besten eignen sich dazu Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, bei denen eine direkte Verbindung zwischen zwei Netzwerkknoten oder Stationen hergestellt wird. Wie auch bei der PMP-Lösung ist eine TDMA-Unterstützung notwendig sowie die Möglichkeit, das PTP-System und die Zugangspunkte über ein Managementsystem zu verwalten. Um Störungen zu reduzieren, die Reichweite zu erhöhen und Eigeninterferenzen zu vermeiden, sollten die PTP-Antennen schmale Strahlenbündel formen sowie in ausreichendem Abstand zueinander aufgebaut werden.

Fazit

Es muss nicht immer Glasfaser sein. Egal ob Privatpersonen, Firmen oder Unternehmen – viele können es sich nicht leisten, mehrere Monate oder sogar Jahre auf den Ausbau eines Glasfasernetzes zu warten. Gemeinden und Städte möchten sich als attraktiver Firmensitz und Wohnort präsentieren, und dabei spielt der Zugang zum Internet heute eine bedeutende Rolle. Inzwischen stehen auf dem Markt unterschiedliche Technologien zur Verfügung, mit denen schnell und kostengünstig flächendeckende Netze auf Basis von drahtlosen Technologien aufgebaut werden können. Eine konkurrenzfähige Alternative ist beispielsweise die Richtfunktechnologie.

Harald Röder.

Über Outdoor Access Points, PMP- oder PTP-Lösungen kann in Dörfern, Gemeinden oder auch über weitere Entfernungen in kurzer Zeit eine flächendeckende und zuverlässige Konnektivität bereitgestellt werden. Die Installation an Punkten, die über den Gelände- und Gebäudestrukturen der Umgebung liegen, sowie regelmäßige Abstände der Access Points verhindern Interferenzen und garantieren eine zuverlässige Abdeckung.

Über den Autor

Harald Röder ist Regional Technical Manager D-A-CH, Netherlands and Israel bei Cambium Networks.

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