WaveLAN in Schloß-Chemnitz

von Manuel Möller - 2002

Gliederung

• Idee & Kontakt
• Funkstrecke
• Reichweite
• Komponenten
• Software
• Praxis
• Dienste

Idee & Kontakt

Die Idee kam Anfang Oktober, als Sebastian und Manuel feststellten, daß sie nur ein paar hunder Meter auseinanderwohnen.

In Manuels Wohnung steht ein Server, der für ihn und ein paar Mitbewohner im Haus seit etwa einem Jahr brav diverse Dienste anbietet. Diese Dienste wollte Sebastian ebenfalls in Anspruch nehmen.

Eine Website des Projekts findet sich hier, und mehr Bilder vom Aufbau gibt es hier.

Funkstrecke

Als Verbindungsmedium kam nur Wireless Ethernet nach IEEE 802.11b in Frage. Die Komponenten kosten nicht mehr die Welt und bringen für derzeitige Verhältnisse (Stand 12/2002) gute Bandbreiten. Da beide Endpunkte der Funkstrecke keine Sichtverbindung haben, mußten wir Außenantennen und lange Kabel kaufen. Für die Dimensionierung der Antennen (Preisrahmen etwa 30 Euro bis >300 Euro) haben wir keine nützlichen Anhaltspunkte im Netz gefunden. U. a. auch deshalb diese Seite.

Reichweite

Genaue Reichweitentests haben wir noch nicht gemacht, aber im Umkreis von mindestens 700 Metern um das Haus in der Fritz-Matschke-Straße 22 sollte es jetzt Netzwerk aus der Luft geben.
Das sind also folgende Straßen:

• Fritz-Matsche-Straße
• Pleißbachstraße
• Kanalstraße
• Richterstraße
• Matthesstraße

Komponenten

Kabel


50m Aircell 7
Bei den bei Wireless LAN verwendeten Frequenzen enstehen auch in mäßig langen Kabeln bereits erhebliche Dämpfungen. Auf Sebastians Seite reichten 13 Meter Kabel, auf Manuels Seite mußten 30 Meter verlegt werden. Wir haben uns für Aircell 7 Kabel entschieden. Eine 50m-Rolle kostet etwa 60 Euro und stellt damit einen gerade noch vertretbaren Kompromiß zwischen Preis und Dämpfung dar.


Verbindung von Sebastians Netzwerkkarte zur Außenantenne
Kaufen kann man das Kabel bspw. bei WiMo.


Antennen
Die Dimensionierung der Antennen war für uns das größte Problem. Einerseits wollten wir nicht zuviel Geld dafür ausgeben, auf der anderen Seite wußten wir aber, daß wir durch die Kabel und Stecker ziemlich hohe Dämpfungen auf dem Weg zur Antenne haben würden.

Selbstbau kam für uns nicht in Frage, weil wir die Linkstrecke einmal aufbauen und dann nach Möglichkeit nie wieder daran basteln wollten. "Auspacken Einschalten Geht" war die Devise. Kann sein, daß wir noch ein paar Euro hätten sparen können, aber zuletzt ist diese Variante die weniger nervige.

Grob gerichtet haben wir uns nach dem Linkstrecken-HOWTO auf der Seite des Hannoverschen WaveHan-Projekts. Das HOWTO empfahl für unsere Enfternung (etwa 350 m) rel. grob Antennen mit 9 dBi Gewinn. Rein rechnerisch bringen die 30 m Antennenkabel von der WLAN-Karte bis zur Antenne bei Manuel schon etwa 7 dB Verlust. Jede Stecker-Verbindung haben wir mit weiteren 2 dB veranschlagt. Das macht also für zwei Steckverbindungen und Kabel 11 dB. Kritisch sind ebefalls die Lötstellen bei 2,4 GHz.

Aus diesen Gründen haben wir uns für Antennen mit mehr Gewinn entschieden. Als Antenne kommt auf Manuels Seite eine 2,4-GHz-Yagi mit etwa 11 dBi Gewinn zum Einsatz:


12 dBi Yagi auf Manuels Dach
Rein rechnerisch kommt von diesen 11 dBi an der WLAN-Karte nichts mehr an, weil die Kabeldämpfungen den Gewinn direkt wieder auffressen. Sebastian nutzt eine Innenantenne in Unterdachmontage mit 7 dBi Gewinn:


Sebastians Antenne
Auf Sebastians Seite sieht es auf Grund der etwas eigenwilligen Verbindung zwischen Netzwerkkarte und Antenne bestimmt nicht besser aus.


Netzwerkkarten
Auf Manuels Seite der Funkstrecke steckt eine Compaq WL100 Karte in einer PCI2PCMCIA-Bridge im Server. Diese Karten kosten bei ebay nur noch etwa 50 € und haben den Vorteil, daß man sie um einen Antennenanschluß bereichern kann:


Compaq WL100 mit externem Antennenanschluss
Der Umbau der einen Karte hat uns aber bestimmt mehr als zwei Stunden gekostet. Eine genaue Anleitung dazu findet sich bei FRARS. Bei Sebastian kommt eine kommt eine Karte von Nortel Networks zum Einsatz. Sie steckt in einem PLX-PCI2PCMCIA-Adapter.


Stecker
N-Stecker scheinen bei diesen Frequenzen angemessen zu sein.
Die N-Stecker bei WiMo für Aircell-7-Kabel kosten zwar etwa 4 Euro pro Stück, lassen sich dafür aber kinderleich montieren und scheinen sogar wasserdicht zu sein. An der Stelle sollte man nicht sparen.


fertig modifizierte WL100

Software

Nicht ganz einfach war es, die PCI2PCMCIA-Bridges in Betrieb zu nehmen. Unter Linux scheint das ein Problem zu sein und zu bleiben. Bei Manuel war es zum Glück ein "echter" PCMCIA-Controller, den der Postbote brachte. Hier ließ sich das Modul für den PCMCIA-Controller von Intel benutzen (i82365). Wichtig ist auf alle Fälle zu erwähnen, daß dieses Modul NICHT mit SMP-Kerneln funktionieren wollte.

Bei Sebastian haben wir zwei verschiedene Bridges ausprobiert. Die zweite (wie sollte es anders sein) war dann eine sog. PLX-Bridge. Bei dieser Variante muß der Treiber für die WLAN-Karte auch noch die Verbindung mit der Rest des Rechners durch den Adapter managen.

Was bei pcmcia_cs fehlt ist ein Modul für Orinoco/Hermes-Karten in einer PLX-PCI2PCMCIA-Bridge. Das Modul gibt es aber im Packet orinoco_cs. Offenbar hat der Entwickler das noch nicht in pcmcia_cs eingebaut.

Auf Manuels Seite wird ein Accesspoint in Software emuliert.

Aufbau

Der Aufbau hat sich als mühselig herausgestellt. Bei vereistem Dach und einigen Minusgraden machte das nicht ganz soviel Spaß:


Sebastian auf dem Dach
Einen Tag später haben wir die Antenne engültig montiert:


finale Antennenmontage

Praxis

Da wir nicht wußten, wie gut die Verbindung sein muß, um noch brauchbare Datenraten über das WaveLAN zu erreichen, sind wir auf Nummer Sicher gegangen und haben wahrscheinlich die Funkstrecke etwas überdimensioniert. Dafür ist der Link aber auch äußerst stabil. Ein paar genauere Messungen mit "bing" haben folgende Ergebnisse gebracht:

• Packetgröße 1kByte:
  packet loss: small 0%, big 0%, total 0%
  average throughput 2927464bps (~ 3 MBit)
  
• Packetgröße 10kByte:
  packet loss: small 0%, big 0%, total 0%
  average throughput 5551544bps (~ 5,5 MBit)
  
Packetgröße 32kByte:
packet loss: small 0%, big 1%, total 0%
average throughput 6145015bps (~ 6 MBit)

In der Praxis erreichen wir kontinuierliche Datenraten über 6 MBit. Das liegt nahe an der Nettoperformanz der Komponenten. Wenn man sich direkt neben die Antenne setzt, wird es auch nicht schneller. Die Pings liegen bei etwa 2 msec. Der Link ist so schnell, daß man sogar Netscape via Remote-X ohne nennenswerte Verzögerungen nutzen kann.

Dienste

Der Server ist ein alter Pentium 2 mit 256 MB RAM und derzeit etwa 100 GB Festplatten. Unter anderem stellt er folgende Dienste bereit:

• Windows-Freigaben
• FTP-Server
• Webserver mit eigenen Home-Verzeichnissen für alle Nutzer
• SSH-Account für die Nutzer
• Datenbank-Server
• Mailinglisten-Server
• Proxy-Server
• Steuereinheit für meine Kaffeemaschine
• Mailserver für alle Nutzer
• WaveLAN-Zugang
• etc.

Die Hardware ist so dimensioniert, daß sie mühelos mehr als 10 Nutzer mit den genannten Resourcen versorgen kann.


Server mit Notlicht