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Definition Was ist WDS (Wireless Distribution System)?

Mithilfe eines Wireless Distribution Systems lassen sich WLANs durch die funkbasierte Verbindung von WLAN-Accesspoints erweitern und größere Bereiche abdecken, ohne dass eine Kabelverbindung zwischen den Accesspoints notwendig ist. Es sind verschiedene Betriebsmodi möglich.

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Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
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(Bild: © aga7ta - Fotolia )

Die Abkürzung WDS steht für Wireless Distribution System und bezeichnet Adressierungsverfahren und Methoden, um die Topologie eines Wireless Local Area Networks (WLANs) zu erweitern. Definiert ist das Wireless Distribution System bereits seit dem Jahr 1999 im Basisstandard für funkbasierte lokale Netzwerke IEEE 802.11.

Der Standard lässt viel Interpretationsspielraum, weshalb Hersteller die Technik sehr unterschiedlich in ihren Geräten implementieren. In vielen Fällen arbeitet WDS nur mit Geräten des gleichen Herstellers reibungslos zusammen.

In einem Wireless Distribution System werden die Accesspoints untereinander per Funk verbunden. Die verschiedenen Zugangspunkte für die WLAN-Clients müssen nicht per Kabel miteinander vernetzt sein und benötigen lediglich eine eigene Stromversorgung. Die Accesspoints arbeiten abhängig von der verwendeten Technik als Bridges oder Repeater. Für die Vernetzung untereinander und die Verbindung mit den Clients nutzen sie entweder gleiche oder unterschiedliche Frequenzbänder.

Haupteinsatzbereich eines Wireless Distribution Systems ist die Erweiterung der Reichweite eines WLANs. Ein wichtiges Kernkonzept von WDS ist die Möglichkeit, Datenframes mit bis zu vier verschiedenen Adressen für Ziel, Quelle, Übermittler und Adressat zu versehen. Auf Basis dieser Adressierung sind komplexe Topologien realisierbar.

Die Weiterentwicklung von WDS wurde von der Wi-Fi Alliance bereits vor vielen Jahren eingestellt. Aus diesem Grund sind in den WDS-Spezifikationen die aktuellen Drahtlos-Standards und Sicherheitsvorgaben nicht berücksichtigt. Zur Vernetzung oder Vermaschung von Accesspoints kommen heute andere Techniken wie der Standard IEEE 802.11s Wireless Mesh Network (WMN) zum Einsatz.

Das Wireless Distribution System zur Erweiterung der Funkreichweite eines WLANs

Die wichtigste und am häufigsten genutzte Anwendung des Wireless Distribution Systems ist die Funkvernetzung von WLAN-Basisstationen zur Erweiterung der Reichweite eines WLANs. Dies kann notwendig sein, wenn ein einzelner Accesspoint nicht die gewünschte Funkabdeckung erreicht und mehrere Accesspoints untereinander nicht per Kabel verbunden werden können.

Zur Erweiterung des WLANs sind unterschiedlich viele Accesspoints einsetzbar. Mit steigender Anzahl ergeben sich abhängig von der verwendeten Technik Nachteile, auf die in den weiteren Kapiteln näher eingegangen wird. Per WDS realisierte WLANs verwenden überall die gleiche SSID (Service Set Identifier) und gestatten das Roaming der Clients zwischen den unterschiedlichen Zugangspunkten. Die MAC-Adressen der verbunden Accesspoints müssen gegenseitig bekannt sein.

Die verschiedenen Modi eines Wireless Distribution Systems

Das Wireless Distribution System unterscheidet zwei Betriebsmodi: den Bridging-Modus und den Repeating-Modus. Kommt der Bridging-Modus zur Anwendung, sind zwei Accesspoints direkt miteinander drahtlos gekoppelt. Weitere Clients können sich mit den Accesspoints nicht per Funk verbinden. Beim Repeating-Modus sind die Accesspoints ebenfalls untereinander per Funk gekoppelt, allerdings können sich weitere WLAN-Clients mit dem WDS-Repeater verbinden. Während es sich beim Bridging-Modus um eine reine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Accesspoints handelt, gestattet der Repeating-Modus eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie der Basisstationen.

Single-Radio- und Dual-Radio-WDS

Ein Unterscheidungsmerkmal vieler Wireless Distribution Systeme ist die Verwendung und Anzahl der vorhandenen WLAN-Schnittstellen. So genannte Single-Radio-WDS haben eine Drahtlos-Schnittstelle und nutzen diese sowohl für die Verbindung zu einem anderen Accesspoint als auch für die Anbindung der Clients. Da jedes Datenframe auf der gleichen Schnittstelle zweimal übertragen werden muss (zum Client und zum benachbarten Accesspoint) halbiert sich in dieser Konstellation die bereitgestellte Bandbreite.

Ein Dual-Radio-WDS hat zwei voneinander unabhängige WLAN-Schnittstellen. Eine Schnittstelle verwendet der Accesspoint für die Verbindung mit dem benachbarten Accesspoint, die andere für die Verbindungen mit den Clients. Der Nachteil der halbierten Bandbreite entfällt bei diesen Systemen. Zu empfehlen ist der Einsatz von Dual-Radio-Systemen. Um der Reduzierung der Übertragungsrate beim Einsatz eines Single-Radio-Systems entgegen zu wirken, verwenden einige Produkte fortgeschrittene Technologien wie MIMO (Multiple Input Multiple Output) oder Beamforming.

Abgrenzung zwischen WDS und Universal Repeater Mode

Zur Vernetzung von Accesspoints kommen verschiedene technische Lösungen zum Einsatz. Neben dem Wireless Distribution System existiert der Universal Repeater Mode, der sich deutlich von WDS unterscheidet und nicht dem Wireless Distribution System verwechselt werden darf.

Beiden Methoden gemeinsam ist, dass bei Single-Radio-Systemen gleiche Funkkanäle verwendet werden und sich die maximal möglichen Übertragungsraten halbieren. Während beim WDS beide Accesspoints gegenseitig konfiguriert sein müssen und sich als WDS-Repeater oder WDS-Bridge verhalten, agiert der Repeater beim Universal Repeater Mode als WLAN-Client. Für den anderen Accesspoint ist nicht ersichtlich, dass es sich um ein System zur Erweiterung der Reichweite handelt. Die Gegenstelle ist beim Accesspoint wie jeder andere Client angemeldet. Nur der Universal Repeater benötigt eine eigene Konfiguration.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, dass ein Wireless Distribution System zwingend die gleiche SSID benötigt. Beim Universal Repeater Mode kommen in der Regel für die Verbindung zwischen Repeater und Accesspoint sowie zwischen Repeater und Client unterschiedliche SSIDs zum Einsatz. Das ist der Grund dafür, weshalb Roaming mit gleicher SSID in einem WDS möglich ist und sich in einem Universal-Repeater-Netzwerk beim Wechsel der Funkbereiche die SSID ändert. Der Universal Repeater Mode gestattet die herstellerübergreifende Vernetzung von Repeater und Accesspoint. Da sich der Repeater wie ein Client verhält, muss der Accesspoint keine zusätzlichen technischen Spezifikationen unterstützen.

Abgrenzung zwischen Wireless Distribution System und Wireless Mesh Network (WMN)

Aufgrund des schon recht alten WDS-Standards, der nicht mehr zeitgemäßen Technik und der vielen Inkompatibilitäten zwischen WDS-Geräten unterschiedlicher Hersteller, hat das Wireless Distribution System für die Vernetzung von Accesspoints stark an Bedeutung verloren. Heute kommen andere Technologien zum Einsatz. Um große Flächen mit WLAN zu versorgen und die Infrastruktur drahtlos zu vernetzen, lässt sich beispielsweise das Wireless Mesh Network (WMN) nach dem Standard IEEE 802.11s einsetzen.

Mit dieser Technik sind WLAN-fähige Geräte miteinander fast beliebig vermaschbar. Sie agieren für andere WLAN-Devices als Relaisstationen bis zum nächsten Accesspoint. Im Standard IEEE 802.11s ist definiert, wie die verschiedenen Stationen im Funknetzwerk untereinander ein drahtlos arbeitendes Backbone-Netzwerk aufspannen und wie die Frames der Stationen und Clients weiterzuleiten sind.

Das Wireless Mesh Network optimiert die Netzabdeckung und Bandbreite eines WLANs und erfordert lediglich einen einzigen Accesspoint mit Anbindung an das kabelbasierte Netzwerk. Da in einem vermaschten WLAN die Hierarchie für die Authentifizierung der Stationen fehlt, authentifizieren sich die Mesh-Stationen gegenseitig. Auch zentrale Radius-Server können für diesen Zweck eingesetzt werden. Sämtliche Authentifizierungsanfragen sind in diesem Fall an den Radius zu übertragen.

Problematische Aspekte eines Wireless Distribution Systems

Die Vorgaben in IEEE 802.11 für das Wireless Distribution System lassen großen Interpretationsspielraum. Hersteller haben bei der Umsetzung viele Freiheiten. Es entsteht der Nachteil, dass WDS-Geräte verschiedener Hersteller aufgrund proprietärer Implementierungen nicht zusammenarbeiten. In der Regel setzt man daher Repeater des gleichen Herstellers ein.

Single-Radio-Geräte sind in großen WLAN-Umgebungen problematisch. Schon der Einsatz eines einzigen Repeaters halbiert die zur Verfügung stehende Bandbreite. Weitere Repeater verschlechtern die Performance des Netzwerks zusätzlich. Bei der Platzierung der Repeater ist unbedingt darauf zu achten, dass eine gute Funkverbindung zwischen den Geräten besteht. Denn eine schlechte Repeater-Strecke führt zu gravierenden zusätzlichen Leistungseinbußen des drahtlosen Netzwerks.

Hinsichtlich der Umsetzung der Verschlüsselung macht das Wireless Distribution System keine konkreten Vorgaben. Die heute übliche WPA2-Verschlüsselung ist bei jedem Hersteller etwas anders implementiert oder wird gar nicht unterstützt. Ist WPA2 nicht einsetzbar, bleibt nur noch die als unsicher geltende Verschlüsselungsmethode WEP zu verwenden. Dies ist auf keinen Fall zu empfehlen. Der Universal Repeater Mode hat dieses Problem nicht, da sich die Repeater gegenüber der Basisstation wie normale Clients verhalten.

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