Mobile boomt und fordert die Unternehmens-IT heraus Mit Beamforming und intelligenten Antennen zum stabilen WLAN

Autor / Redakteur: Christian von Hoesslin / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Die Zahl mobiler Endgeräte wächst – privat wie in Unternehmen. Letztere kämpfen dabei damit, dass immer mehr Mitarbeiter eigene Geräte ins Firmennetz bringen und mehr und mehr andere WLAN-fähige Geräte wie Drucker Einzug halten. Unternehmen brauchen deshalb mehr denn je ein zuverlässiges und effizientes Wi-Fi-Netz.

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Konzepte von Multi-Antennen wie dieses sorgen für eine gesteigerte Signalstärke
Konzepte von Multi-Antennen wie dieses sorgen für eine gesteigerte Signalstärke
(Bild: Ruckus Wireless)

Heutzutage werden Unternehmen vor immer größere Probleme im Hinblick auf moderne Mobilgeräte gestellt. Trends wie Bring Your Own Device, BYOD, und die Nutzung von mehreren mobilen Endgeräten wie Laptops und Tablets generieren in Wi-Fi-Netzwerken viel Datenverkehr. Das hat nicht nur mit der bloßen Zunahme der Anzahl der Geräte zu tun, sondern auch mit der Tatsache, dass moderne Mobilgeräte ständig ihre Verfügbarkeit melden und so das Netz zusätzlich belasten. Um mit diesen Entwicklungen mithalten zu können, muss flächendeckendes und zuverlässiges Wi-Fi bereitgestellt werden, sodass Mitarbeiter sämtliche mobilen Endgeräte in vollem Umfang nutzen können.

Wenn Datenverkehr ständig zwischen mobilen Endgeräten übertragen wird, kann leicht das WLAN überflutet und damit Performance und Kapazität beeinträchtigt werden. Zusätzlich verursachen Tablets und Smartphones neuartige Konnektivitätsprobleme, weil die räumliche Ausrichtung der Geräte ständig wechselt. Der Nutzer hält sein Mobilgerät selten perfekt waagerecht oder senkrecht, so dass bei der Kommunikation zwischen den Zugangspunkten (APs) und den Geräten ein Ungleichgewicht bei der Übertragung entsteht, das zu verminderter Wi-Fi-Performance führt. Effiziente WLAN-Technologien müssen deshalb heute die Verwaltung von mobilen Geräten vereinfachen, die Performance verbessern und den Datenverkehr optimieren – das alles funktioniert beispielsweise mit intelligenter Antennentechnologie.

Anforderungen an aktuelle Technologien?

Intelligente Antennensysteme sorgen für eine größere Wi-Fi-Reichweite und Abdeckung, denn damit sind stabile Verbindungen und eine höhere Leistung möglich – und das wiederum führt zu einer bestmöglichen Wi-Fi Nutzung vor Ort.

Ein intelligentes Antennensystem, wie die so genannte BeamFlex-Technologie, ist beweglich und verfügt über mehrere hochverstärkte Richtantennen-Elementen, die in Echtzeit miteinander kombiniert werden und so eine außergewöhnliche Leistungssteigerung bieten. Die intelligente Antenne bietet eine maximale Reichweite und Abdeckung durch N hochverstärkender Richtantennen-Elemente, die 2n-1 einzigartige Strahlenmuster liefern. Somit ist eine Antennen-Array mit 19 Antennen beispielsweise in der Lage, mehr als 4.200 individuelle Antennenmuster für einen einzigen Client bereitzustellen. Im Gegensatz zu Rundstrahlenantennen, die Signale in alle Richtungen senden, leitet BeamFlex die Sendeenergie immer über den besten Pfad zum Empfangsgerät.

Anders als fest positionierte Antennen, konfiguriert ein solches Antennensystem die Signale jedes Mal neu, um so eine omni-direktionale Abdeckung in bestimmten Umgebungen zu erreichen. Software kann dann das Antennen-Array paketweise automatisch neu konfigurierten, um so für jedes mobile Endgerät den Signalpfad mit der besten Leistung, Qualität und der optimalen Datenrate zu wählen. Außerdem sollten aus allen empfangenen 802.11-Paketen wichtige Informationen wie Sendeleistung, optimale Datenrate, RSSI, Fehlerquote und ungefährer Standort extrahiert werden.

Eine Rangliste, in der für jedes Kommunikationsgerät im Unternehmen aufgelistet wird, was das beste Antennenmuster ist, hilft zusätzlich dabei, dass stets der Signalpfad mit der für den jeweiligen Client besten Leistung gewählt wird.

Vorteile eines intelligenten Antennensystems

Es gibt viele Vorteile für Unternehmen, die sich für ein solches intelligentes Antennensystem entscheiden. Zum einen wird eine konstante Leistung gewährleistet, da kontinuierlich die zu übertragenden Daten über den Signalpfad mit der höchsten Qualität geleitet werden und so die Wi-Fi Übertragungsgeschwindigkeit maximiert und gehalten wird. Gleichzeitig werden Übertragungsfehler minimiert, wie etwa ein plötzliches Abbrechen der Wi-Fi-Verbindung. Außerdem können diejenigen Antennenmuster ausgewählt werden, die die Funkenergie von der Interferenz weg in eine andere Richtung leiten. Dadurch wird das Rauschen an der Empfangsstation gedämpft und eine signifikante Signalverstärkung ermöglicht.

Des Weiteren wird die Funkenergie nur dorthin geleitet, wo sie benötigt wird. Somit treten weniger Interferenzen mit anderen Wi-Fi Access Points und Clients im Unternehmen auf. Im Optimalfall werden mehrere hundert Mal pro Sekunde Funkstrahlen konfiguriert, sodass in Echtzeit auf Umgebungsveränderungen reagiert werden kann. Zudem kann der Signalempfang von energiesparenden Geräten mit schwachen Wi-Fi-Signalen verbessert werden, wenn die MRC-Technologie (Maximal Ratio Combining) mit der adaptiven Polarisationsdiversität kombiniert wird.

Beispiele aus der Praxis

Für solche intelligenten Systeme gibt es in der Praxis zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten. So arbeiten Großhändler beispielsweise heute zunehmend mit einem vollkommen IT-gestützten Lagermanagement, um Arbeitsabläufe zu straffen und Kosten zu senken. Um diese Ziele zu erreichen ist es notwendig, dass mobile Dateneingabegeräte immer mit dem WLAN verbunden sind – und das in einer gleichbleibend guten Qualität und mit bestmöglicher Verfügbarkeit. Eine zusätzliche Herausforderung entsteht, wenn das Lager sich auf Außen- und Innenbereiche erstreckte, denn dann müssen die APs für alle Wetterverhältnisse gerüstet sein. Es ist besonders wichtig, dass die IT und Kommunikationssysteme reibungslos arbeiten, besonders bei der Bearbeitung und Abwicklung von Aufträgen.

Eine Lösungsidee

In diesem skizzierten Fall gilt es, sich mehreren Herausforderungen auf einmal zu stellen. Die Wetterproblematik lässt sich etwa durch den Einsatz von speziell für den Außenbereich konzipierten APs lösen. Die Platzierung der Access Points und die Zahl der WLAN-Zugangspunkte sollten durch eine ausführliche Messung bestimmt werden.

Für alle APs, egal ob drinnen oder draußen, ist es zudem wichtig, dass sie auch von Nichtfachleuten schnell eingerichtet und konfiguriert werden können. Darüber hinaus könnte ein doppelt polarisiertes Richtantennensystem weiterhelfen, um eine stabile Verbindung zu den mobilen Dateneingabediensten zu ermöglichen und so einen möglichst reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Auch Redundanz ist ein Thema: Sollte es etwa einmal zu einem Ausfall eines APs kommen, muss ein anderer in der Lage sein, sofort dessen Aufgabe zu übernehmen.

Noch ein Beispiele aus der Praxis – Krankenhaus

Ein weiteres Praxisbeispiel für verbesserte Wi-Fi Nutzung stammt aus dem Gesundheitsbereich. Immer häufiger werden heute mobile Visiten durchgeführt, also Visiten, bei denen Ärzte und Pflegepersonal mobil auf Patientenakten zugreifen. Um von dieser Technologie zu profitieren muss allerdings das Funknetzwerk entsprechend ausgerüstet und nicht nur immer verfügbar sondern auch entsprechend schnell und überall zugänglich sein.

Selbstverständlich gibt es auch in Krankenhäusern ein ständig steigendes Bedürfnis nach mobilen Datendiensten – nicht nur im Rahmen dieser mobilen Visite sondern auch durch Personal, das eigene Geräte mitbringt und Patienten, die online sein möchten. Zudem muss gerade in einem Krankenhaus darauf geachtet werden, dass empfindliches anderes Equipment nicht gestört wird.

Eine Lösung

Performance und Kosteneffektivität sind die Hauptkriterien, um die dargestellte Problematik zu lösen. Dazu kommen die problemlose Installation und eine einfache Konfiguration. Um zudem störenden Einfluss auf die Krankenhaustechnik zu verhindern, bietet sich hier eine Technik an, die auf große Reichweite ausgerichtet ist. So können APs mit gerichteten Antennen den besten Pfad zum Ziel ermitteln und gleichzeitig das Risiko von Störbeeinflussungen wichtiger medizinischer Systeme vermeiden.

Fazit

Die dargestellten Probleme aus der Praxis zeigen, wie wichtig heutzutage zuverlässiges und schnelles Wi-Fi in Unternehmen ist. Wird bestmögliches und flächendeckendes Wi-Fi bereitgestellt, profitieren Firmen sowohl durch die Zufriedenheit ihrer Mitarbeiter als auch der Kunden.

Christian von Hoesslin
Christian von Hoesslin
(Bild: Ruckus Wireless)

Kein Unternehmen kann es sich heutzutage leisten, sich nicht mit der Problematik von schlechten Wi-Fi-Verbindungen auseinanderzusetzen, besonders in Zeiten, in denen die tägliche Nutzung von mobilen Endgeräten zum Alltag gehört. Moderne Technologien wie Beam-Forming bieten Unternehmen dabei die besten Chancen, zuverlässiges und schnelles Wi-Fi zu ermöglichen.

Über den Autor

Christian von Hoesslin ist, Regional Sales Manager DACH bei Ruckus Wireless.

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