Need Richtantenne?

Hallo allerseits,

Erstmal möchte ich festhalten, dass ich die Idee von Wireless St. Gallen im Grunde genommen absolut genial finde. Wir würden wirklich gerne unseren Teil dazu beitragen, indem auch WIR teilnehmen und einen Router betreiben. Dies, obwohl wir eigentlich Cablecom-Nutzer sind (wir nutzen den Anschluss geschäftlich, ich spiele jedoch auch ab und an World of Warcraft - als Gesellschafter darf ich das :).

Wireless St. Gallen sinvoll zu nutzen scheint jedoch erst mal ein Ding der absoluten Unmöglichkeit zu sein :/

Lasst mich jedoch erst mal kurz ausholen: vor einem Jahr hatten wir unseren Standort an der Zwinglistrasse 21. Direkt gegenüber vom Rathaus. Keine 100m Luftlinie bis zu dem Gebäude, wunderbar freie Wiese vor dem Haus, und die Antenne aufm Rathausdach konnte ich mit blossem Auge deutlich ausmachen. Dieser Umstand gab mir den Anlass, einen Linksys WRT54-GL Router zu kaufen. Aufgrund dieser absolut exzellenten Lage unseres damaligen Balkons hatte ich eigentlich keinerlei Probleme erwartet.

Es gelang jedoch nicht, eine auch nur einigermassen stabile Verbindung aufzubauen, grob gesagt alle 3 Minuten brach der Link für 5 bis 10 Minuten komplett zusammen. Ich habe den Router wasserdicht verpackt auf unserem Balkon aufgestellt. Da ich mir dachte, dass die Position auf dem Balkon (leider hatten wir nicht das Penthouse gemietet) selbst vielleicht ungünstig wäre wegen Stahlbeton oder was auch immer, hab ich den Router schliesslich an der Aussenwand aufgehängt. Dies hat keinerlei Verbesserung gebracht. Nach frustrierenden 2 Wochen hab ich den Router anschliessend entfernt. Technische Details bezüglich LQ/NLQ und SNR kann ich leider nicht mehr geben, da dieser misslungene erste Versuch bereits zu weit zurückliegt.

Nun sind wir an die Konkordiastrasse umgezogen, diesmal eine Dachwohnung. Die Entfernung zum Kantonsspital dürfte zwischen 500m bis 800m betragen. Again, es gibt Sichtkontakt zum Antennenmast, ich kann die Antennen auch mit blossem Auge ausmachen.

Ich habe den Linksys-Router nun erneut aus der Mottenkiste geholt und das Ding auf dem Dach montiert. Glücklicherweise ist unser Dach um einiges höher gelegen, als alle Gebäude zwischen uns und dem Spital. Die Fresnel-Zone dürfte also komplett frei sein. Ebenso habe ich die Standard-Antennen am Gerät so gut ausgerichtet, wie es nur irgend möglich ist. Der Default-Gateway unseres Routers ist normalerweise (OLSR ohne Zutun) die 10.248.251.97, also müsste die Kommunikation mit dem Internet eigentlich ohne Umwege über andere Openwireless-Router laufen.

Trotzdem ist die Verbindung für jegliche auch nur halbwegs ernste Anwendung (zB Google webmail checken) nicht zu gebrauchen :(( Erstens stelle ich fest, dass die Verbindung -genau wie an der Zwinglistrasse- immer wieder komplett zusammenbricht. Zweitens: wenn die Verbindung steht, dann benötigt schon nur die Auflösung eines DNS-Namens gut und gerne 30 Sekunden. Ebensoviel Zeit vergeht dann üblicherweise auch, bis es zu einem TCP-Connect kommt (also wenn ich zB versuche, meinen Browser mit gmail.com zu verbinden). Mal eben "kurz EMail checken" ist absolut unmöglich, man muss schon mit 5 bis 10 Minuten Rechnen, bis die Webapplikation geladen und einsatzbereit ist....). Sogar Chat-Dienste, die sehr wenig Bandbreite benötigen (MSN-Konversation mit einer einzelnen Person, IRC-Chat in einem Channel mit 2 personen und einem eggdrop, etc), sind nicht nutzbar. Dies, da erstens die Verbindung ständig mal wieder zusammenbricht, und dazu zweitens die Nachrichtenübermittlung eine unglaubliche Latenzzeit hat. Ich denke, die NASA könnte schneller zum Mond funken, als ich meinem MSN-Gesprächspartner eine Textzeile übermitteln kann! >=(

Ich hab nun nach einer Erklärung für das Phänomen gesucht, und mir die Statusanzeige des Routers mal genauer angesehen. Dabei habe ich festgestellt: die LQ zu 10.248.251.97 (KSSG Station, die in unsere Himmelsrichtung zeigt) liegt bei 0.9 und höher. Also absolut TOP Empfang. ABER: Die NLQ...fluktuiert im Bereich von 0.00 bis maximal 0.25! Ich schliesse daraus: Wir können den Sender auf dem Kantonsspital wunderbar empfangen. Aber das Gerät dort kann unser Signal kaum wahrnehmen.

Warum ist das so?

Unser Linksys ist auf eine Ausgangsleistung von 84mW (maximum) konfiguriert. Die Antennen sind beide so gut wie mit Augenmass möglich ausgerichtet (stehen senkrecht zur Erdoberfläche und die Seite des Routers mit den Antennen dran zeigt in Richtung Kantonsspital). Trotzdem funktioniert es leider nur grottenschlecht bis überhauptgarnicht.

Ich habe mir alsdann gedacht, dass ich vielleicht ein besseres Ergebnis erzielen könnte, wenn ich OLSR dazu zwinge, über eine andere Station, die wir besser empfangen können, zu routen. Dies hat jedoch auch nicht geklappt. Sagen wir mal so: "latenzzeiten noch vieeeeel schlimmer" bis "garnichts geht mehr, da routing loop". Interessanterweise "merkt" das OLSR auf anderen Stationen in den meisten Fällen nicht, dass unser Router ebendiese Station als default gateway gewählt hat, so dass dieser andere Router dann fröhlich und munter weiterhin UNSEREN Router als default gateway benutzt... das kann ja irgendwie nicht klappen, ne?

Ich hab mir dann mal die Statusanzeigen der benachbarten, direkt erreichbaren Geräte angesehen, und eine weitere interessante Feststellung gemacht. Das Problem "Top LQ, aber NLQ unter aller Sau"...scheint allgegenwärtig. Es ist bei JEDEM Router den wir von hier aus direkt erreichen können genau diese Situation. LQ teilweise über 0.9, aber NLQ nirgends auch nur annähernd über 0.2.

Es scheint sich also um ein systematisches Problem zu handeln.

Nach einigen Überlegungen denke ich mir, dass die Ursache dafür bei den Antennen der Linksys-Geräte zu vermuten ist. Diese sind für den Einsatzzweck wohl nicht geeignet, ja - schlicht und ergreifend *unbrauchbar*.

Es handelt sich bei diesen Antennen ja um Rundstrahler (omnidirectional nennt man die, soweit ich weiss, auch). Die Sendeenergie wird in alle Richtungen gleichmässig abgestrahlt. Dies ist zwar optimal für den Hausgebrauch, und auch nützlich, um Router die in unmittelbarer Nähe stehen, erreichen zu können. Allerdings führt, meines Erachtens nach, diese Antennencharakteristik eben auch dazu, dass das Signal der aufgestellten Router die Antenne auf dem Kantonsspital (im Falle unseres Quartiers hier) gar nicht bzw. nur äusserst schwach (leider eben VIEL zu schwach) erreicht. Dies scheint mir jedenfalls die einzig logische Erklärung für die krassen Diskrepanzen zwischen LQ/NLQ zu sein. Da ich Softwareentwickler bin, und mich nur am Rande und widerwillig mit Hardware befasse, würde ich mich freuen, wenn sich ein WLAN-Experte dazu mal äussern könnte.

Hier mal die LQ/NLQ und Signal/Noise Werte der benachbarten Router:

Aufgenommen: 27.09.2008 23:24

Router IP      Link IP           LQ    NLQ   Signal    Noise
10.248.61.81   10.248.251.97  0.320  0.000  -79 dBm  -86 dBm
10.248.61.81   10.248.251.1   0.050  0.000  -79 dBm  -86 dBm
10.248.71.17   10.248.251.65  0.540  0.170  -88 dBm  -93 dBm
10.248.71.17   10.248.251.97  0.080  0.070  -88 dBm  -93 dBm
10.248.98.209  10.248.251.65  0.090  0.737  -78 dBm  -85 dBm
10.248.98.209  10.248.251.97  0.510  0.267  -78 dBm  -85 dBm
10.248.15.193  10.248.251.65  0.840  0.000  -84 dBm  -91 dBm
10.248.15.193  10.248.251.97  0.480  0.000  -84 dBm  -91 dBm

Und hier dasselbe für unseren eigenen Router:

Aufgenommen: 27.09.2008 23:26

Router IP      Link IP           LQ    NLQ   Signal    Noise
10.248.84.1    10.248.251.97  1.130  0.200  -80 dBm  -93 dBm
10.248.84.1    10.248.251.65  0.280  0.040  -80 dBm  -93 dBm

So und hier noch eine Ping-Statistik (Target war ein DNS-Server von bluewin):

Ping-Statistik für 195.186.1.110:
    Pakete: Gesendet = 780, Empfangen = 404, Verloren = 376 (48% Verlust),
Ca. Zeitangaben in Millisek.:
    Minimum = 10ms, Maximum = 994ms, Mittelwert = 224ms

Ich stelle nun zwei kritische Fragen:

1) Wieso wird nirgends erwähnt, dass man, um auch nur eine entfernt akzeptable Leistung erreichen zu können, eigentlich unbedingt eine zusätzliche Richtantenne (und Kabel natürlich) benötigt?

2) Warum verkauft kein einziger Shop, der die Openwireless Router verkauft, für die Geräte passende Richtantennen und vorallem auch Kabel?

Ich kenne eine Familie die im Bereich Riethüsli wohnt, sich auch einen solchen Router für 99.- gegönnt hat - nur um das Ding anschliessend im Keller einzumotten, da halt unbrauchbar. Das ist doch absolut schade! Das Netz ist als offenes System ja *unbedingt* darauf angewiesen, dass möglichst viele Leute teilnehmen, und so möglichst viele Router aufgestellt werden. Aber kann man es den Leuten verübeln, wenn sie den Router wieder in die Kiste packen, da es mit der "Grundausstattung" halt einfach NICHT funktioniert? Unglaublich schade! Wenn man die Leute nämlich darauf hinweisen würde, dass sie höchstwahrscheinlich noch eine gute Antenne und etwas Verkabelung dafür benötigen, dann würde es, vermute ich mal, auch wesentlich besser mit der Verbindung klappen. Und somit einen Anreiz geben, den Router nicht wieder abzuhängen und im Keller in irgend einer staubigen Kiste verschwinden zu lassen! Doch ein solcher Hinweis bekommt man weder aus dem Handbuch (vielleicht hab ich den aber ja auch einfach nur übersehen?), noch beim Händler (der Laden aus dem unser Router stammt, hat noch nicht einmal vorkonfigurierte Geräte angeboten für 99.-). Und jemand der kein Techniker ist und von WLAN soviel Ahnung hat, wie ich von Gebäudestatik, kommt doch wohl kaum selbst auf die Idee, eine andere Antenne auszuprobieren... Entsprechende Hinweise wären daher DRINGENDST notwendig, und dem Gesamtsystem wohl auch äusserst zuträglich!

Da ich selbst halt auch nur wenig Ahnung von WLAN und Co hab (zum Glück auch, Hardware soll halt nämlich einfach nur FUNKTIONIEREN und gut is!), würde ich ausserdem gerne noch wissen:

A) wo bekomme ich entsprechende Antennen hier in St. Gallen? Deutschland-Import ist ausgeschlossen. Lieber werde ich das Ding wieder vom Dach entfernen... *grummel*

B) welche Stecker (Linksys hat -glaube ich- TNC Stecker an den Geräten? Oder warens jetzt R-TNC?) benötige ich am Router?

C) Welchen Kabeltyp (Impedanz etc) muss ich verwenden, um eine externe Antenne anzuschliessen (die dann vermutlich wohl mit einem N-Stecker kommt, scheint ja sehr verbreitet zu sein)?

D) Habe auch mit dem Gedanken gespielt, eine Waveguide-Antenne selber zu bauen (Tincan-Design). Gibts in St. Gallen *irgendeinen Laden*, der die Benötigten Stecker, Buchsen und Kabel (Im just assuming ...TNC/R-TNC oder was auch immer, 50Ohm low loss Kabel und verschraubbare N-Buchse sowie passenden N-Stecker) im Angebot hat? Evt. Scandola? Oder hätte vllt jemand sowas aus Privatbeständen abzugeben?

D) WO gibts die kommerziellen Produkte? Ausm Ausland importieren lassen? Kann ja wohl nicht ernsthaft die Meinung sein, oder? Nein, ich meine hier in St. Gallen. Ich möchte das Netz *hier* nutzen. Ich kann den Router *hier* kaufen. Und wenn ich schon eine zusätzliche Antenne haben MUSS damit es überhaupt brauchbar funktioniert... dann sollte so ein Ding definitiv auch *hier* aufzutreiben sein, meint ihr nicht?

Ich widerhol mich nochmal: Ich würde gerne an dem Netz teilnehmen und die Sache unterstützen. Aber mit dem Standart-Equipment ist dies trotz hervorragendem Standort halt leider einfach nicht möglich! Wer kann also helfen?

Grüsse
Chris Burri