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Die Richtige machts -

WLAN Tuning durch Antennentechnik


Funkschau Über WLANs ist heute überall zu lesen, Installationen fast an jeder Ecke zu finden. Aber eben nur an fast jeder, denn physikalische Gesetzmäßigkeiten, räumliche Gegebenheiten und gesetzliche Vorschriften verhindern eine uneingeschränkte Verbreitung.

Letztere lassen sich meist nicht verändern. Die optimale Ausnutzung der technischen Möglichkeiten kann allerdings eine Vielzahl von Problemen beseitigen, teilweise Wireless-Netze sogar erst ermöglichen.

Eine dieser technischen Möglichkeiten ist der gezielte Einsatz von Antennen. Dass durch diese die Reichweite erhöht werden kann ist weitestgehend bekannt, dass damit die Bandbreite und somit die Performance vergrößerst werden kann meist auch. Dass sich Antennen allerdings auch als Security-Mechanismen eignen meist weniger.

Dabei können, je nach Anwendungsgebiet und Anforderung, die unterschiedlichsten Varianten zum Einsatz gelangen. Das entsprechende Know-How dazu, erhalten Sie hier, aber vorweg: Die Allround-Lösung für alle Fälle gibt es nicht.
 
Grundlagen Antennentechnik


Zum besseren Verständnis von WLAN-Systemen sind einige wenige physikalische und hochfrequenztechnische Grundkenntnisse hilfreich.

Die Frequenz f eines Wechselspannungssystems ist die Anzahl der Schwingungen (Perioden) per Sekunde mit der Einheit Hertz (Hz).

Elektromagnetischen Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit c aus. Ohne Dämpfung beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit 300.000 km pro Sekunde. Bei einer Welle mit einer Frequenz von 1 Hertz, wäre der Anfang bereits 300.000 km entfernt, wenn das Ende gerade abgestrahlt wird. Diese Entfernung bezeichnet man als Wellenlänge l (gesprochen: lambda).
l [m] = c / f [Hz] mit c = 3*108 m/s oder l [m] = 300 / f [MHz]
Bei 2,4 GHz = l = 300 / 2400 = 0,125m = 12,5 cm.

Die Leistung eines Systems wird i.d.R. in zweierlei Maßstäben angegeben. Einerseits ist die tatsächliche oder maximale Leistung interessant, z.B. 200 mW. Da sich Werte mit großen Unterschieden aber speziell graphisch nicht gut darstellen lassen, benutzt man in der Physik sehr häufig Umsetzungen auf einen logarithmischen Maßstab. Parallel dazu sind dann auch nur die Gewinne (Verstärkung) oder Verluste (Dämpfung) im Verhältnis zu einer definierten Bezugsgröße von Interesse. Bei Leistungen wird hier meist das Verhältnis im Bezug auf 1 Watt (Bel=B) oder auf 1 mW (Bel-milli=Bm) benutzt. Da diese Werte recht klein sind, werden sie noch mit 10 multipliziert, die Einheit entsprechend erweitert (d=dezi, dB/dBm).
Die Verstärkung vp zwischen Ausgangsleistung P2 und Eingangleistung P1 berechnet sich als:
vp = lg P2 / P1 [B] = 10 lg P2 / P1 [dB]
1 mW (bezogen auf 1 mW) ist entsprechend 0 dBm, doppelte Leistung , also 2 mW entspricht 3 dBm, 10-fache Leistung 10 dBm, 100-fache Leistung entsprechend 20 dBm. Bei Antennensystemen wird zur
Reichweitenverdopplung ungefähr die 4-fache Leistung benötigt, was 6 dB(m) entspricht.


Cirkularantenne mit Strahlungsdiagrammen (Werksphoto Huber + Suhner)

Die Polarisation der Antenne gibt den Verlauf der Funkwelle bezogen auf die Erdoberfläche an. Standard bei WLAN-Systemen sind Linear-Vertikale Antennen. Die Wellen verlaufen gleichbleibend in vertikaler Richtung. Im Gegensatz dazu werden auch Circular-rechts-/ -linksdrehende Antennen angeboten. Die Funkwellen rotieren dabei während einer Wellenlänge um 360° rechts- oder linksdrehend. Diese Antennen werden vor allem in Bereichen mit hoher Reflexionsgefahr eingesetzt, da lineare Reflexionen durch diese Technik reduziert werden. Sende- und Empfangsantenne benötigen zur Kommunikation untereinander immer die gleiche Polarisation. Ansonsten muß mit Verlusten gerechnet werden.

Die Abstrahlcharakteristik einer Antenne ist für deren Einsatzzweck entscheidend. Sie gibt an, wie sich die Leistung des Signals in Ab-hängigkeit der Ausbreitungsrichtung abschwächt. Diese werden bildlich durch Diagramme dargestellt, sowohl für den vertikalen als auch den horizontalen Bereich.
Ein weiteres Merkmal einer Antenne ist ihr Öffnungswinkel. Er ist ebenfalls aus dem Strahlungsdiagramm ersichtlich und wird gebildet durch die Punkte, bei denen die Strahlungsleistung um die Hälfte abgefallen ist. Man spricht dabei von den 3 dB Punkten. Zieht man eine Gerade vom Zentrum des Strahlungsdiagramms durch den einen 3 dB Punkt, so ergibt sich auf der Winkelachse ein Schnittpunkt, z.B. 30°. Zieht man nun eine zweite Gerade vom Zentrum des Strahldiagramms durch den zweiten 3 dB Punkt, so ergibt sich auf der Winkelachse ein weiterer Schnittpunkt, z.B. -30°. Daraus ergibt sich ein Öffnungswinkel von 60°. Auf diese Art läßt sich der (Haupt-) Öffnungswinkel für die horizontale bzw. vertikale Ebene bestimmen.





Für jeden Zweck die richtige Lösung

Die Antenne hat die Aufgabe, hochfrequente Energie in Form eines elektromagnetischen Feldes abzustrahlen beziehungsweise umgekehrt ein elektromagnetisches Feld aufzufangen und in hochfrequente Energie umzuformen, die über ein Hochfrequenzkabel dem Empfänger zugeführt wird. Die optimale Antenne wäre dabei ein Kugelstrahler, mit dem Durchmesser einer Wellenlänge. Damit könnte, egal aus welchem Winkel das Signal einfällt, immer eine komplette Welle gleichzeitig übertragen werden. Diese, in der Praxis nicht realisierbare Antenne, bezeichnet man als Isotropen Kugelstrahler. Gewinne bezogen auf diese Referenzantenne werden in dBi angegeben. Die einfachste
praktisch realisierbare Antenne ist dagegen ein Stab in Größe der halben Wellenlänge, der sogenannte Halbwellen-Dipol. Gewinne darauf bezogen werden in dBd angegeben. Der Umrechnungsfaktor beträgt dabei dBi = dBd + 2,14 dB.

Antennentechniker haben nun keineswegs ein Perpeduum-Mobile erfunden. Trotzdem sprechen sie auch bei passiven Antennen von Gewinn. Hier wird in Wirklichkeit aber keine Energie gewonnen.
Vielmehr wird, je nach Bedarf, die Feldausbreitung umverteilt. Die Energie einer gerichteten Antenne wird auf bestimmte Winkelsegmente des Raumes konzentriert, wobei die Antennen eine bevorzugte Strahlungsrichtung haben, die sog. Hauptstrahlrichtung.
Man kann den isotropischen Kugelstrahler mit einem Luftballon vergleichen. Drückt man diesen von oben und unten, entsteht die typische Charakteristik der Rundstrahlantenne (Omnidirektionale Antenne).
Wird nun das linke Oval durch Reflektoren in die Hauptstrahlrichtung „geklappt“, entsteht die typische Charakteristik der Richtantenne. Bei gleichbleibender Gesamtleistung lassen sich mit gerichteten Antennen entsprechend höhere Reichweiten erzielen.

Indoor-Antennen

Die Bedürfnisse im Indoor-Bereich sind relativ einfach zu definieren:
Um optimale Abstrahlung zu erhalten, muß von der Antenne aus gesehen der abzudeckende Bereich möglichst ungehinderte Ausbreitung erlauben. Ausgehend vom Accesspoint oder Gateway ist meist die Montage der Antenne an der Decke die optimale Position, zumal hier auch die Verlegung der Antennenkabel am problemlosesten ist. Von der Decke ausgehend muß die horizontale Abstrahlung 360 ° rundum erfolgen, vertikal hingegen sollte die Charakteristik eine Ausbreitung von 180° nur nach unten ermöglichen. Die Größe der Antenne spielt nur eine untergeordnete Rolle, sofern sie nicht störend in den Raum ragt. Nach der Faustformel „Durch eine Wand geht’s durch“ ist meist der Flur die optimale Position, sofern sich rechts und links nur je ein Raum anschließen. Marktüblich sind hier Omni-Antennen mit bis zu 7 dBi und entsprechendem Montagematerial.

Auf der Clientseite, dem PC, Laptop oder PDA, sollte die Antenne nahezu gleiche Charakteristik aufweisen, nur vertikal gespiegelt. Einziger Unterschied ist die Größe. Dazu sind in den WLAN-Karten Standard-Antennen integriert. Reichen diese nicht mehr aus, weil z.B. durch massive Wände die Übertragungsraten sinken, oder der Fest-PC die Einbauslots genau entgegen der Antenne weisend plaziert hat, kommen Extender-Antennen zum Einsatz. Mobile User müssen dabei auf die Größe bedacht sein, die Antennen sollen auch ohne zusätzliche Montage einen festen Stand besitzen und zwischenzeitlich auch optisch ansprechend wirken. Zum Einsatz kommen hier ebenfalls Onmi-Antennen, meist mit Gewinnen von 2-5 dBi. Kleinste Vertreter dieser Gattung sind Mini-Antennen, die direkt auf die PC-Karte aufgesteckt werden.

Beispiele für typische Reichweiten mit integrierten Standard Omni-Antennen

Reichweite 11 MBit/s 5,5 MBit/s 2 MBit/s 1 MBit/s 
offen     160 m     270 m  400 m  550 m
halb offen   50 m   70 m   90 m  155 m
geschlossen   25 m   35 m   40 m   50 m










Sicherheit durch gerichtete Antennen

Durch die Forderung nach Empfang an jeder beliebigen Stelle innerhalb eines Gebäudes lassen sich, unter Verwendung von Omni-Antennen, Abstrahlungen außerhalb der Räume nicht oder kaum verhindern.
Entsprechend ist auch ein Hack-Angriff auf das WLAN möglich. Für dieses Problem kann man allerdings einen komplett anderen Ansatz wählen. Anstatt global alles in allen Richtungen auszuleuchten, auch Bereiche die praktisch nicht benötigt werden, wird ein individuelles Design, unter Verwendung von gerichteten Antennen, erstellt. Antennen mit Öffnungswinkeln von 60°-75° horizontal und vertikal, im Eckbereich montiert, erlauben auch eine weitestgehende Abdeckung des Raumes. Befindet sich dieser noch in einem höhergelegenem Stockwerk, kann von der Straße aus, im Vorübergehen, auf dieses Netz kaum mehr zugegriffen werden. In Kombination mit Zellgrößenoptimierung, die bei guten Accesspoints zum Featureset gehören sollte, oder leistungsreduzierten Karten, optimiert auf die Gegebenheiten, kann ein Fremdzugriff in vielen Fällen komplett unterbunden werden. Hier ist manchmal weniger (Leistung) mehr, zumal damit eine erhöhte Störfestigkeit gegenüber Reflexionen einhergeht.

Outdoor-WLANs


Im Outdoor-Bereich gelten generell natürlich die gleichen physikalischen Gesetze. Hier kommen jedoch einige zusätzliche Parameter zum Tragen. Eine Outdoor-Verbindung kann, auf Grund der höheren Entfernungen, nicht mit dem üblichen LAN-Verfahren arbeiten, da durch die höhere Laufzeit des Signals alle Verbindungen durch timeouts abgebrochen würden. Entsprechend setzen die Hersteller von WWAN-Produkten auf eigene Protokolle, die i.d.R. nicht herstellerübergreifend benutzbar sind. Dies stellt in der Praxis aber kein Problem dar, da solche Netze nicht fortlaufend geändert oder erweitert werden. Im Gegenteil, durch nicht standardisierte Verfahren wird das Eindringen solcher Netze erschwert.

Weiterhin sind die Verluste durch längere Kabel und Zubehör, wie Blitzschutz, leistungsmindernd. Ein Standard HF-Kabel mit einem Dämpfungswert von 0,8 dB/m würde bei der üblichen Sendeleistung der WLAN-Karte von 15 dBm bei 19 m Länge nur noch 1mW Leistung an Ende zur Verfügung stellen. Bei Verwendung einer 14 dBi Richtantenne und einem Low-Loss Kabel mit 0,2 dB/m würde andererseits die maximal zulässige EiRP von 100 mW oder 20 dBm überschritten (+15 dBm – 0,2 dB*19m = 3,8 dB + 14 dBi = 25,2 dBm. Hier ist ein leistungsoptimiertes Design des Gesamtsystems erforderlich, damit einerseits die gesetzlichen Bestimmungen eingehalten werden, andererseits die maximal erforderliche Übertragungsbandbreite noch zur Verfügung steht.

Ebenfalls leistungsbeeinflussend wirken sich Reflexionen aus. Im Indoor-Bereich lassen sich diese in der Praxis weder berechnen noch kalkulieren. Outdoor sieht es hier völlig anders aus, die theoretischen Gesetzmäßigkeiten stimmen mit der Praxis weitestgehend überein. Funksignale breiten sich, bedingt durch Streuung, nicht nur auf direktem Wege zwischen Sender und Empfänger aus. Nimmt das Signal einen längeren Weg und wird es wieder in Richtung Empfänger abgelenkt (deflektiert), so kommt es zeitlich später, phasenverschoben, beim Empfänger an. Liegt diese Phasenverschiebung innerhalb einer halben Wellenlänge, so addieren sich beim Empfänger beide Signale.
Ist die Phasenverschiebung größer als eine halbe Wellenlänge, so mindern sich beide Signale gegenseitig, im Extremfall kann sogar eine Totalaufhebung (Reflexion) möglich sein. Die Differenz bei 2400 MHz beträgt dabei nur 6 cm.


Bild: Fresnel-Zone (Quelle Proxim/Orinoco)

Dieser Kurve, an der durch Deflexion und Reflexionen bedingt, die Signale phasenverschoben beim Empfänger ankommen, wird als Fresnel-Zone (´Frenel-Zone`) bezeichnet. Die Hüllkurven die dabei eine Verstärkung bewirken werden als Fresnel-Zone ungerader Ordnung bezeichnet (1. Fresnel-Zone, 3., 5....), die, die eine Schwächung bedeuten als Zonen gerader Ordnung (2. Fresnel-Zone, 4., 6....).

In der Praxis gilt es nun, das Gesamtsystem so zu konzipieren, dass eine maximale Verstärkung erfolgt, Störungen aber nach Möglichkeit komplett reflektiert werden. Dies erreicht man vor allem durch Höhenverschiebung der Antenne, soweit, dass der Bereich der ersten Fresnel-Zone frei von Hindernissen ist, der Bereich der 2.ten Fresnel-Zone aber durch Hindernisse möglichst die Wellen komplett reflektiert.
Im Freien Gelände sind Wälder und Wiesen gute Reflektoren. Straßen hingegen reflektieren bei trockenem Wetter weitestgehend. Bei Regen wandelt sich dies komplett, durch die feuchte Oberfläche gleichen diese dann Seen mit fast optimaler Deflexion. Die Antennen- und Systemhersteller bieten meist entsprechende Berechnungstools, auf die jeweiligen Produkte angepasst, an. Die Anwendung dieser Kalkulationsschematas sollte allerdings, bedingt durch eine Vielzahl beeinflussender Faktoren, dem Fachmann überlassen werden.

Letztendlich ist bei der Betrachtung zu Outdoor-Systemen noch die sog. Verfügbarkeit des Systems von Bedeutung. Je höher das Empfangssignal gegenüber der Empfindlichkeit des Empfängers ist, desto störunanfälliger ist das System, z.B. gegenüber Witterungsschwankungen. Eine Fade Margin (oder SOM = System Operatin Margin) von 1 dB kann eine Signalreduzierung, z.B. durch dichten Nebel von ca. 0,02 dB/km auf einer Entfernung von bis zu 50 km auffangen. Allerdings ist in Mitteleuropa dem Wetterfaktor längst nicht die Beachtung zu schenken, wie in Bereichen der USA, da die Schwankungen der Luftfeuchtigkeit hierzulande meist nur zwischen 60% und 85% liegen. Allerdings ist eine hohe Fade Margin auch bei Störsignalen, z.B. durch andere ISM-Anwendungen vorteilhaft.

Um die generelle Verfügbarkeit des Systems zu gewährleisten, sollte unbedingt auf eine mechanisch ausreichende Montage geachtet werden. Hierzu geben die Hersteller die maximal zulässigen Windlasten an. Je größer die Antenne, desto höher die Angriffsfläche, desto geringer die maximal zulässigen Windgeschwindigkeiten. In ungünstigen Fällen müssen die Antennen in speziellen Winschutzgehäusen integriert werden, die allerdings immer einen zusätzlichen Verlust an Signalstärke bedeuten. Bei direkter Außenmontage sollte zusätzlich auf eine wasserfeste Verlegung geachtet werden. Damit die Antenne oder das Anschlusskabel nicht „absäuft“ gibt es im Handel spezielles witterungsbeständiges Klebeband, mit dem die Verbindungsstellen abgedichtet werden können. Dies gilt auch für Blitz- und Überspannungschutzeinrichtungen. Erstere sind teilweise sogar bauseitig verbindlich vorgeschrieben. Der Blitzschutz sorgt dabei für eine Ableitung bei direktem Einschlag. Überspannungen durch in der Nähe einschlagende Blitze sind allerdings wesentlich häufiger. Durch das nur geringe zusätzliche Investment ist ein Überspannungschutz immer empfehlenswert.

Outdoor Punkt-zu-Punkt oder Punkt-zu-Multipunkt

Antennen für den Outdoor -Bereich werden als Richtstrahler mit hoher Verstärkung (20 dBi) und geringem Öffnungswinkel (10° - 20°) angeboten. Für die Vernetzung zweier LANs, z.B. zwischen zwei Gebäuden sind diese Antennen optimiert. Die hohe Verstärkung ermöglich die Überbrückung von großen Entfernungen von mehreren Kilometern, der geringe Öffnungswinkel sorgt für einen fast punktgenauen Übertragungbereich, Störungen durch Fremdsignale müssten im gleichen Winkel einfallen.
Gleiches gilt für mehrfach hintereinander geschaltene P-2-P-Verbindungen, wenn durch Relaisstationen Hindernisse umgangen oder noch größere Entfernungen überbrückt werden sollen.

Durch die geringen Investitionskosten von WLAN-Systemen z.B. gegenüber Standleitungen, und die entfallenden Verbindungsentgelte setzen zwischenzeitlich auch immer mehr ISPs auf Outdoor-Lösungen. Dabei werden von ein oder mehreren Zentralstationen aus eine räumlich verteilte Anzahl von Kunden ans Internet angebunden. Vorallem in Gebieten mit fehlender DSL-Anbindung sind WLAN-Anbindungen stark im kommen. Hierfür bietet der Markt ebenfalls entsprechende Antennen an. Bei größerem Öffnungswinkel, von meist 60° bis 120° lassen sich von einem Punkt aus ganze Industriegebiete abdecken. Die verringerte Verstärkung und somit eine geringere Bandbreite bei gleicher Entfernung ist meist unproblematisch. Entspricht doch eine 11 MBit-Anbindung ca. 15 DSL-Verbindungen oder fünf 2-MBit-Standleitungen.

Weitere Entwicklungen

Wie bereits Eingangs erwähnt, befindet sich High-Speed WLAN-Bereich in Europa noch in der Entwicklung. Für Produkte nach 802.11g (54 Mbit bei 2,4 GHz) gelten generell die gleichen Bedingungen wie für den erprobten Standard 802.11b.
Etwas anders sieht es im 5 GHz Bereich nach 802.11a aus. Zwar sind die physikalischen Gesetze auch für diese Frequenzen anwendbar, allerdings verändern sich viele Parameter. Als Beispiel sei hier nur die Dämpfung bei starkem Regen (ca. 0,02 dB/km bei 2,4 GHz, ca. 0,4 dB/km bei 5 GHz) im Verhältnis zu der bei dichtem Nebel (ca. 0,02 dB/km bei 2,4 GHz, ca. 0,08 dB/km bei 5 GHz) zu nennen. Ebenfalls enttäuscht wird derjenige sein, der der Meinung ist, dass durch die höhere zulässige Abstrahlleistung im 5 GHz Bereich höhere Reichweiten und gleichzeitig höhere Übertragungsraten ermöglicht werden. Bei doppelter Frequenz steigt auch die Dämpfung in Luft und im Kabel linear an. Um die gleiche Reichweite bei maximaler Übertragungsgeschwindigkeit zu erreichen ist bereits eine vierfach höhere Leistung erforderlich. Trotzdem werden, sobald verfügbar, auch 5 GHz-Produkte zum Einsatz gelangen. Nicht zuletzt, da ein größeres Frequenzband mit mehr Kanälen eine höhere Flexibilität und geringere Überlagerungen und Störungen ermöglichen wird. Mögen die ersten Produkte baldmöglichst zur Verfügung stehen.

Rechtliche Rahmenbedingungen

WLANs nach IEEE 802.11 arbeiten durch Übertragung von Funkwellen innerhalb des ISM-Bandes von 2,4 GHz (2400-2500 MHz, 802.11b/g) oder im 5 GHz-Bereich (802.11a). Da für Nutzung der einzelnen Frequenzbereiche die nationalen Gesetzgeber zuständig sind, ist weltweit derzeit keine einheitliche Freigabe dieser Bereiche erfolgt. Im 2,4 GHz-Band ist dies noch recht übersehbar, Japan hat den Bereich von 2401-2495 MHz (Kanäle 1-14) zugelassen, im Bereich der ETSI (u.a. D/A/CH) sind die Kanäle 1-13 erlaubt (2401-2483 MHz), in USA und Kanada (FCC) dürfen die Kanäle 1-11 benutzt werden (2401-2473 MHz). Für Frankreich gilt der eingeschränkte Bereich von 2401-2473 MHz (Kanäle 10-13). Somit läßt sich weltweit einheitliche Hardware verwenden, die Einschränkung der Kanäle erfolgt i.d.R. per Firmwareprogrammierung und Treiber.

Im 5 GHz Band unterscheiden sich die nationalen Vorschriften dagegen wesentlich. Die USA haben diesen Bereich bereits seit längerem zugelassen. Hier sind im Bereich 5250-5350 MHz 1 Watt Abstrahlleistung (EiRP) zulässig, im Bereich von 5725-5825 MHz 4 Watt. Europa hat diesen Bereich erst aktuell in Zulassung. Entsprechend sind die nationalen Regularien noch uneinheitlich. Die ETSI hält in Erweiterung des IEEE-Standards 802.11a noch zwei weitere Funktionalitäten für erforderlich: TPC (Transmission Power Control), eine automatische Anpassung der Sendeleistung von mindestens 6 dB in Abhängigkeit der Signalstärke und DFS (Dynamic Frequency Selection), ein automatischer Frequenzwechsel im Falle von Überlagerungen. Die entsprechende Norm dazu (802.11h) ist in Vorbereitung. Die deutsche RegTP hat diese beiden Funktionen verbindlich in ihre Allgemeinzulassung bereits übernommen. Ebenfalls abweichend vom 802.11a Standard wurden andere Frequenzbereiche erlaubt: 5150-5350 MHz für Indoor-Produkte mit 200 mW EiRP und 5470-5725 MHz mit 1W für Indoor- und Outdoor-Anwendungen. Ohne DFS darf im unteren Frequenzbereich nur mit 60 mW gesendet werden, ist auch TPC nicht integriert nur noch mit 30 mW.

Weiterhin Gesetze, die in diesem Bereich zu berücksichtigen sind: Das FTEG (Gesetz über Funkanlagen und Telekommunikationsendeinrichtigen) und das EMVG (Gesetz über die Elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten. Bei Verwendung von WiFi-kompatiblen Geräten stellen diese beiden Gesetze in der Praxis keine Probleme dar.

Anders sieht es, gerade bei Outdoor-Systemen, unter Umständen mit erforderlichen Genehmigungsverfahren bau- oder umweltrechtlicher Art aus. Das Aufstellen von Masten oder das Anbringen von, vor allem komplexeren, Antennenanlagen auf oder an bestehenden Gebäuden ist nicht uneingeschränkt erlaubt. Hier sind Kommunen und Land zuständig.

Last but not least gilt, unabhängig ob (W)LAN oder (W)WAN, ist das Telekommunikationsgesetz (TKG) zu berücksichtigen. In § 4 heißt es dort: "Jeder, der Telekommunikationsdienstleistungen [Anm.: für Dritte] erbringt, muss die Aufnahme, Änderung und Beendigung des Betriebes innerhalb eines Monats bei der Regulierungsbehörde schriftlich anzeigen. Die Regulierungsbehörde veröffentlicht regelmäßig den wesentlichen Inhalt der Anzeigen." Speziell bei ISPs und HotSpot-Betreibern trifft dies regelmäßig zu und ist damit anmelde- und z.T. auch gebührenpflichtig.

Letztendlich und ausschließlich ist für die Einhaltung dieser Vorschriften immer der Benutzer der Frequenzen zuständig, also der Betreiber.

Erläuterungen

Umrechnungstabelle Leistung / dBm

Sendeleistung Logarithmischer Maßstab
 1 mW  0 dBm 
 1,25 mW  1 dBm
 1,6 mW  2 dBm
 2 mW  3 dBm
 4 mW  6 dBm
 10 mW  10 dBm
 20 mW  13 dBm
 50 mW  17 dBm
 100 mW  20 dBm 
 200 mW  23 dBm
 400 mW  26 dBm
 800 mW  29 dBm
 1 W  30 dBm

 

  • dBi - Gewinn einer Antenne bezogen auf den isotropischen Kugelstrahler
  • dBd - Gewinn einer Antenne bezogen auf den Halbwellen-Dipol
  • dBm - Leistung bezogen auf 1mWatt
  • dB - Logharithmische Einheit
  • +/- 3 dB - entspricht Leistungsverdoppelung bzw. -halbierung
  • 6 dB - entspricht ~ Reichweitenverdoppelung
  • EiRP - Equivalent isotropic Radiated Power, Abstrahlleistung eines Systems an der Antenne in Bezug zu einer isotropen Antenne. Diese Leistung setzt sich zusammen aus der abgegebenen Leistung des Gerätes/der WLAN-Karte abzüglich aller Dämpfungsverluste, z.B. durch Kabel, Adapter, Blitzschutz zuzüglich aller Gewinne z.B. durch Antenne oder Verstärker.
  • ISM-Band - Industrial Scientific and Medical, Abkürzung für Hochfrequenzgeräte in Industrie, Wissenschaft und Medizin. ISM-Frequenzen sind international zugewiesene Frequenzen, die von Hochfrequenzgeräten und Hochfrequenzanlagen genutzt werden dürfen. Beispiele hierfür sind: Funkenerosionsmaschinen, Mikrowellenherde, Kurzwellenbestrahlung in der Medizin. Der Betrieb von Geräten innerhalb dieser Frequenzbänder ist zulassungfrei, unterliegt aber nationalen Vorschriften.
    Outdoor-Systeme außerhalb der Grenzen des eigenen Grundstückes sind ebenfalls zulassungsfrei aber anmeldepflichtig.



ISM-Frequenzen:

 kHz   MHz   GHz 
 6765 - 6795 kHz  40,66 - 40,7 MHz  24 - 24,25 GHz
 13553 – 13567 kHz  433,05 - 434,79 MHz  61 - 61,5 GHz
 26957 – 27283 kHz  2400 - 2500 MHz  122 - 123 GHz
   5725 - 5875 MHz  244 - 246 GHz

Dieser Artikel ist in gekürzter Form in der Funkschau, Ausgabe 07/2003 erschienen.


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