Spezielle Systeme für spezielle Anforderungen Königsdisziplin Schul-WLAN

Die neue Bundesregierung möchte mit dem Digitalpakt 2.0 mehr Tempo in den schleppenden Digitalisierungsprozess an Schulen bringen. Dabei verfügt trotz des Digitalpakts 1.0 jede zweite Schule in Deutschland nach wie vor über kein (zuverlässiges) Schul-WLAN. Einer der Gründe hierfür: Unternehmenslösungen taugen für Schulen meist nicht!

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Stockende Verbindungen und langsame Downloadgeschwindigkeiten sind vielerorts noch Alltag an deutschen Schulen. Während in Unternehmen und sogar auf öffentlichen Plätzen WLAN problemlos zur Verfügung steht, stellt sich die Frage, warum wir dies nicht in Schulen übertragen können, sind diese auf den ersten Blick doch nichts anderes als kleine Unternehmen? Bei genauerer Betrachtung erweist sich dieser Gedanke allerdings als Trugschluss. Doch warum sind Unternehmenslösungen für Schulen nicht zielführend und worauf sollte man bei der schulischen Netzwerktechnik achten?

Die Hardware

Stellen wir uns einen normalen Schultag vor, werden die hohen Anforderungen an ein WLAN-System schnell klar. Eng getaktete Schulstunden sorgen dafür, dass sich in einer Klasse ca. 30 Schüler zur gleichen Zeit mit ihrem Endgerät in das WLAN einloggen. Wird z.B. gemeinsam an einer Rechercheaufgabe gearbeitet oder müssen alle Schüler ihre Aufgabenergebnisse speichern und in eine Cloud hochladen, müssen in kurzer Zeit große Datenmengen parallel verarbeitet werden. Das Schulnetzwerk muss somit sehr große Lastspitzen abfedern können, um einen reibungslosen Unterricht zu gewährleisten. Stockende oder abbrechende Verbindungen führen zu Unmut bei den Schülern und dem Lehrpersonal. Was genau bedeutet das für die Hardware hinter dem Schul-WLAN?

Bandbreite & Frequenzen

WLAN ist ein geteiltes Medium. Dies bedeutet, dass sich alle WLAN-Benutzer die WLAN-Bandbreite des Access-Points (AP) teilen, mit dem Sie verbunden sind. Hier darf man sich nicht von der Brutto-Bandbreite eines APs täuschen lassen. Die tatsächlich nutzbare Nettobandbreite liegt unabhängig vom AP unter Optimalbedingungen (keine dämpfenden Wände) häufig nur bei knapp über der Hälfte der Bruttobandbreite. Gleichzeitig stehen auch nicht beliebig viele Frequenzen in der Luft zur Verfügung, auf welche die unterschiedlichen APs ausweichen können. Hier gilt es aus der begrenzten Ressource “Luft” bzw. Airtime, das Bestmögliche herauszuholen.

Wi-Fi 6 für hohe Leistungsanforderungen

Um dies zu gewährleisten und die hohen Lastspitzen abzufedern, sollte auf Wi-Fi-6-fähige APs zurückgegriffen werden. Dieser Standard kann eine deutlich größere Anzahl von Datenströmen gleichzeitig verarbeiten und ermöglicht damit eine wesentlich höhere Belastung des Netzwerks. Aber Vorsicht: Oftmals wird argumentiert, dass daher ein einziger Wi-Fi-6-AP mehrere Räume gleichzeitig abdecken kann. Dies ist aber nicht der Fall. Es handelt sich hierbei um ein physikalisches Phänomen. Die hohen Datenraten, die gebraucht werden, können nur über das 5-GHz-Band bereitgestellt werden. Doch je höher die Frequenz, desto stärker ist die Dämpfung der Materialien wie bspw. der Wände. Daher lautet die Daumenregel nach wie vor: pro Klassenraum ein AP.

Access-Points mit zwei LAN-Ports

Nicht alle Schulen sind mit einer umfangreichen strukturierten Datenverkabelung der Gebäude gesegnet. Das bedeutet, es existieren in vielen Fällen mehr Endgeräte als LAN-Dosen, denn auch der PC oder die digitale Tafel benötigen den LAN-Anschluss genauso wie der AP. Um dieses Problem zu umgehen, sollte auf APs mit zwei LAN-Ports zurückgegriffen werden, die bei Bedarf noch ein weiteres Gerät LAN-gebunden versorgen können. Eine große Auswahl an Modellen, die alle Anforderungen vereinen, gibt es leider nicht. Beispiele hierfür sind allerdings der spezielle Schul-Access Point der Firma endoo oder der Wand Access-Point Catalyst 9105AXW von Cisco.

Steuerung und Management über die Cloud

Damit aus der leistungsstarken Hardware ein leistungsstarkes Schul-WLAN wird, gilt es, die Geräte optimal zu konfigurieren. Alle Parameter müssen nicht nur von der Hardware unterstützt werden, sondern auch für die konkrete Schule eingestellt werden – und das am besten automatisch.

Seit einiger Zeit geht der Trend hierfür zur Cloud-Steuerung. Dies hat mehrere Gründe: Controller-basierte Steuerungssysteme müssen auf die Größe des Netzwerks ausgelegt sein. Entscheidend sind dabei auch die Lastspitzen, die ein Netzwerk aushalten muss. Cloud-Management Systeme bieten hier den entscheidenden Vorteil, dass sie sich stets anpassen und keine zusätzliche Hardware installiert werden muss.

Der vielleicht wichtigste Vorteil des zentralen Cloud-Managements liegt aber in der Möglichkeit, auf ein solches Management-System von überall aus zugreifen zu können. So können Systeme auch remote konfiguriert und gemanagt werden und es muss kein mühsamer Zugang ins lokale Netz geschaffen werden.

Managementapplikation – einfach und intuitiv

Dass es an vielen Schulen an qualifizierter Unterstützung rund um IT-Themen mangelt, ist schon häufig diskutiert worden. Wie geht man also damit um, wenn das Thema Schul-IT auf erster Ebene auch von engagierten Lehrern übernommen werden muss, gleichzeitig aber derart spezielle Technikanforderungen herrschen?

Ein WLAN-System für Schulen muss deshalb intuitiv zu bedienen sein und dabei höchste Sicherheitsanforderungen erfüllen. Jugendschutzfilter und DSGVO-Konformität sind ein absolutes Muss. Speziell auf Schulen ausgerichtete Management-Applikationen optimieren die Einstellungen der APs für den Schulbedarf und bedeuten damit weniger Aufwand in der Umsetzung. Im besten Falle sollte es unterschiedliche Applikationen geben, insbesondere eine spezielle Lehrer-Anwendung, in der lediglich die Funktionen zur Verfügung stehen, die Lehrkräfte für ihre Arbeit brauchen, wie z.B. einfaches An- und Ausschalten des WLANs per Klick oder die Erstellung kurzfristiger Kennungen.

Weiterhin sind bereits viele Schulen den Schritt gegangen, einen Schul-Server zu nutzen, der die Kommunikation und Organisation des gesamten Schulalltags digitalisiert. Bei einer reibungslosen und einfachen Integration solcher Server in das Schulnetzwerk stoßen die meisten WLAN-Systeme allerdings an ihre Grenzen. Auch hier kommt die einfache Steuerung der Hardware ins Spiel, die eine reibungslose Nutzung von Drittsystemen sowie den einfachen Aufbau verschiedener Netze (z.B. BYOD-Netzwerk oder Mediennetzwerk) ermöglicht.

Exkurs: Netzwerktrennung

Im Schulbereich ist die „physikalische Trennung“ der lokalen Netze eine übliche Vorgehensweise. Es muss ausgeschlossen werden, dass Nutzer des pädagogischen Netzes auf sensible Daten, wie private Adressen oder Noten, im Verwaltungsnetzwerk zugreifen können. Hier ist die strikte Trennung beider Netze eine einfache und dauerhaft sichere Lösung. Gleichzeitig gilt es, die Geräte im pädagogischen Bereich weiter zu segmentieren (schuleigene Geräte, private Geräte). Schul-WLAN-Lösungen können hier häufig unkomplizierte Out-of-the-box-Lösungen anbieten.

Der Support

Egal wie technisch herausragend ein Netzwerksystem ist – es kommt der Punkt, an dem Schulen Unterstützung brauchen. Ein spezieller Support-Service, der mit den Anforderungen und Bedürfnissen von Schulen vertraut ist, sollte hier zum Einsatz kommen und sollte im Paket „Schul-WLAN“ integriert sein. Auf Schul-WLAN spezialisierte Anbieter bieten neben der Management-Lösung meist auch zentrale Support-Dienstleistungen für Schulen an, sodass die Verwaltung kein spezielles Know-how im WLAN-Bereich aufbauen muss. Häufig wird dieser Punkt kostenseitig erst einmal außer Acht gelassen. Bei einer Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung (TCO) wird hier aber schnell klar, dass die Kosten für tagelanges Suchen nach Lösungen, einen auf den Schulkontext spezialisierten Support schnell übersteigen.

Wo fange ich am besten an?

Der erste Schritt bei all den verschiedenen Anforderungen für ein Schul-WLAN ist oftmals schwer. Mein Tipp: Probieren Sie den endoo Netzwerkassistenten aus, der Sie Schritt für Schritt zum individuellen Schul-WLAN-Konzept führt – unverbindlich und kostenfrei.

Christian Hanster.

Über den Autor

Aus der Schule für die Schule – Gestartet als Schulprojekt hat es sich der Gründer und Geschäftsführer der endoo GmbH Christian Hanster zur Aufgabe gemacht, ein speziell auf den Schulalltag ausgelegtes WLAN-System zu entwickeln und Schulen auf dem gesamten Weg der Planung, Umsetzung und Support ganzheitlich zu unterstützen. Seit mehr als 7 Jahren versorgt endoo Schulen und ihre Träger mit den passenden und individuell auf die einzelnen Bedürfnisse abgestimmten WLAN-Systemen, die aus der Schule kommen und für die Schule gedacht sind.

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