Definition Was ist ein WLAN-Repeater?

Ein WLAN-Repeater kommt zur Reichweitenerhöhung des WLAN-Signals zum Einsatz. Je nach Art des WLAN-Repeaters und der unterstützten Funkbänder kann es bei der Verwendung zu Einschränkungen der Datenübertragungsrate kommen. Moderne Repeater lassen sich zu einem Mesh-Netzwerk kombinieren.

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Soll die Reichweite eines drahtlosen Funknetzes (WLANs) erweitert werden, lassen sich WLAN-Repeater als Range-Extender einsetzen. Sie verbinden sich mit dem Accesspoint eines zentralen Routers und stellen selbst ein weiteres WLAN zur Verfügung bzw. erweitern das ursprüngliche WLAN mit selber SSID auf einem anderen Kanal. Clients können sich mit dem WLAN des Repeaters oder des Routers verbinden.

Befinden sie sich im Funkbereich des Repeaters, sendet dieser die Daten über die WLAN-Verbindung zum Router. Er wiederholt das Signal (englisch "to repeat"). Es handelt sich daher nicht um eine Signalverstärkung. Je nach Typ des Repeaters, ob Single-Radio, Dual-Radio oder Triple-Radio, kann sich die nutzbare Bandbreite im WLAN durch den Einsatz von Repeatern verringern. So halbiert beispielsweise ein Single-Radio-Repeater die Datenübertragungsrate.

Durch die Verwendung von WLAN-Repeatern lassen sich große, flächendeckende Funknetze realisieren, die eine komplette Wohnung oder ein ganzes Haus über mehrere Stockwerke mit WLAN versorgen. Bewegt sich ein Client zwischen den Funknetzen bzw. Zellen der Repeater oder des zentralen Routers, wechselt er in der Regel automatisch in das Funknetz bzw. in die Zelle mit dem jeweils stärksten Signal. Das Wechseln der WLANs nennt man Roaming.

In vielen Fällen erzeugen Repeater und Router Funknetze mit der gleichen SSID (Service Set Identifier). Einige Repeater besitzen zusätzliche LAN-Ports, die den Anschluss von Endgeräten per LAN-Kabel erlauben.

Roaming in WiFi-Netzwerken mit Repeatern

Kommen im WiFi-Netz Repeater zum Einsatz, überschneiden sich die Funknetze bzw. Zellen der einzelnen Geräte. Per Roaming kann ein Endgerät automatisch in das Funknetz bzw. die Zelle mit der besten Signalversorgung wechseln. Den Wechsel des Funknetzes bzw. der Zelle bestimmt das Endgerät in der Regel selbst.

Wird eine vom Betriebssystem vorgegebene Signalstärke unterschritten und steht ein stärkeres Funksignal zu Verfügung, führt das Endgerät den Wechsel des Funknetzes selbständig durch. Beim Wechsel kann es zu kurzen Unterbrechungen der Datenverbindung kommen. Protokolle höherer Ebenen können diese Unterbrechungen abfangen, so dass eine VoIP-Verbindung oder ein Videostream nicht abbricht.

Positionierung von WLAN-Repeatern und Verwendung mehrerer Geräte

Der erste verwendete Repeater muss sich in der Reichweite des WLANs des zentralen Router-Accesspoints befinden. Soll er für eine optimale Funkversorgung der Clients sorgen, ist er so zu positionieren, dass er das WLAN-Signal des Routers in guter Qualität empfängt und gleichzeitig mit dem eigenen WLAN den Client erreicht. Hindernisse wie Wände, Möbel, metallische Objekte, andere elektrische Geräte oder Stahlbetondecken können zu starken Dämpfungen des Signals führen und sind bei der Positionierung des Repeaters zu beachten.

Kommen mehrere Repeater zum Einsatz, können diese sternförmig mit dem zentralen Router oder in Reihe mit anderen Repeatern geschaltet werden. Die Verbindung in Reihe ermöglicht die Erweiterung des WLANs in eine bestimmte Richtung. Allerdings kann die Reihenschaltung zu massiven Einbußen der Geschwindigkeit des Funknetzes führen.

Single-Radio Repeater

Single-Radio Repeater besitzen nur eine einzige Sende- und Empfangseinheit. Kommt ein solcher Repeater im WLAN zum Einsatz, halbiert er die zur Verfügung stehende Datenübertragungsrate bei mit ihm verbundenen Clients.

Während er ein Datenpaket von einem WLAN-Client empfängt, kann er es nicht gleichzeitig an den Router weitergeben. Das Empfangen und Senden von Daten muss nacheinander erfolgen. Der Repeater kommuniziert mit Endgeräten und dem WLAN-Accesspoint des Routers im gleichen Funkband. Dieses Verhalten lässt sich nur vermeiden, wenn WLAN-Repeater für die Kommunikation mit den Clients und dem Router-Accesspoint unterschiedliche Sende- und Empfangseinheiten verwenden. Werden Single-Radio Repeater hintereinander verbunden, also kaskadiert, kommt es schnell zu massiven Einbrüchen der zur Verfügung stehenden Bandbreite.

Dual-Radio Repeater

Dual-Radio Repeater besitzen zwei Sende- und Empfangseinheiten und beherrschen meist das so genannte Crossband Repeating. Durch den Einsatz eines solchen Repeaters wird die Halbierung der Bandbreite im WLAN, wie sie der Single-Radio Repeater verursacht, verhindert. Crossband Repeating unterstützt die Nutzung des 2,4- und 5-GHz-Bandes.

Durch die parallele Verwendung beider Frequenzbänder wird die Übertragung von Daten zwischen Client und zentralem Accesspoint erheblich beschleunigt. Während der Repeater mit den Clients im 2,4-GHz-Band kommuniziert, ist er mit dem Router über das 5-GHz-Band (oder umgekehrt) verbunden. Durch diesen Bandwechsel bei der Übertragung von Datenpaketen können Sende- und Empfangsvorgänge gleichzeitig stattfinden.

Single-Radio Repeater können diese nur nacheinander erledigen. Je nach Intelligenz des verwendeten Repeaters erfolgt die Verwendung des 2,4- oder 5-GHz-Bandes entweder statisch konfiguriert oder automatisch. Intelligentes Crossband Repeating wählt für jedes angemeldete Endgerät das jeweils am besten für die Übertragung geeignete Frequenzband.

Triple-Radio Repeater

Besonders leistungsfähige, moderne WLAN-Repeater sind mit Triple-Radio-Funktion ausgestattet und für den Einsatz in einem WLAN-Mesh geeignet. Triple-Radio Repeater sind in der Lage, auf drei Funkfrequenzen gleichzeitig zu arbeiten. Für die Verbindung mit den Endgeräten stellen sie WLANs in den Frequenzbereichen 2,4 und 5 GHz bereit. Für die Datenübertragung zum Accesspoint eines Routers oder zu anderen Accesspoints und WLAN-Repeatern verwenden sie ein eigenes dediziertes Frequenzband. In diesem befinden sich keine Endgeräte. Die komplette Bandbreite steht für die Kommunikation zwischen Repeater und Router zur Verfügung. Durch diese Konstellation lassen sich große vermaschte WLANs (Mesh-WLANs) erzeugen, bei denen durch den Einsatz der Repeater die Übertragungsrate nicht verringert wird. Grundsätzlich steht die komplette Bandbreite im gesamten Netzwerk zur Verfügung.

WLAN-Repeater und das WLAN-Mesh

Beim WLAN-Mesh handelt es sich um ein WiFi-Netzwerk, das aus untereinander vermaschten Komponenten wie Repeater, Accesspoints oder Router besteht. Es stellt eine gute Flächendeckung zur Verfügung und sorgt für gleich große Übertragungsraten im kompletten WiFi-Bereich. Aufgrund der Vermaschung der Komponenten arbeitet das Mesh wesentlich zuverlässiger und ist leistungsfähiger als nicht vermaschte Funknetze.

Für die Verbindungen der Netzkomponenten stehen durch die Implementierung von Triple-Radio-Funktionen eigene dedizierte Verbindungen zur Verfügung. Die Vermaschung der Komponenten ist zusätzlich über weitere Verbindungsmedien wie LAN-Kabel oder Powerline-Verbindungen möglich.

Mesh-Netzwerke kommen sowohl im professionellen als auch im privaten Umfeld zum Einsatz. Für das WLAN-Mesh existiert ein eigener Standard. Es handelt sich um IEEE 802.11s. Unterstützen Geräte diesen Standard, lassen sich Mesh-Netzwerke mit Komponenten unterschiedlicher Hersteller realisieren. Mit IEEE 802.11s vermaschte Netzwerke arbeiten auf dem MAC-Layer (Layer 2) des ISO/OSI-Referenzmodells und verwenden im Vergleich zu Mesh-Verfahren, die auf 802.11a/b/g-Standard-Hardware basieren, kein Layer-3-Routing.

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