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Notebooks mit integriertem WWAN nutzen Independence Day


LinuxUser - epaper ⋅ Ausgabe 11/2019 vom 17.10.2019

Wer mit seinem Notebook via Mobilfunk im Internet surfen möchte, benötigt eine WWAN-Karte. Die unter Linux einzurichten, ist oft leichter gesagt als getan.


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Jederzeit mobil im Internet unterwegs – das ist für viele Anwender nicht nur angenehm, sondern beruflich häufig notwendig. Wie Sie trotz gelegentlich zahlreicher Stolpersteine ein WWAN-Modem unter Linux an den Start bringen, klärt dieser Artikel.

Artikelbild für den Artikel "Notebooks mit integriertem WWAN nutzen Independence Day" aus der Ausgabe 11/2019 von LinuxUser. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: LinuxUser, Ausgabe 11/2019

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... viele Hersteller von Business- Notebooks und Subnotebooks Rechnung, indem sie in ihre Geräte WWAN-Hardware integrieren.

Dabei handelt es sich meist um als kleine Steckkarten ausgeführte UMTS-, HSPA- und LTE-Modems, die in einem PCIe-Slot im Gerät unterkommen. Die erforderlichen Antennen integrieren die Hersteller meist im Gehäuse. Ein von außen zugänglicher Einschub für handelsübliche SIM-Karten erlaubt den Kontakt zur Außenwelt 1.

Ärgernis Whitelists

Im Markt der internen PCIe-Modems haben sich zwei Standards etabliert: Neben HSPA-Modems, die meist maximale Übertragungsraten von 7,2 Mbit/ s, 14,4 Mbit/ s oder 22 Mbit/ s erreichen, verfügen aktuelle Geräte auch über LTEModems, die, je nach Leistungsklasse, weit mehr als 100 Mbit/ s erreichen.

Doch trotz häufig übereinstimmender äußerer Abmessungen passen längst nicht alle Modems in jedes Notebook. Häufiger Grund für Probleme beim Tausch eines Modems gegen ein anderes Modell sind sogenannte Whitelists, die alle bedeutenden Notebook-Hersteller in die Firmware ihrer Geräte implementieren. Diese „weißen Listen“ enthalten anhand verschiedener Hardware- Spezifikationen nur solche WWAN-Modems, mit denen der jeweilige Hersteller seine Mobilcomputer getestet hat.

Nach einer beim Start des Rechners ausgeführten Hardware-Identifikation anhand der Firmware-Liste blockiert der Computer alle anderen WWAN-Modems, selbst dann, wenn sie dieselben Chipsätze wie die zugelassenen Modelle verwenden. Dem Anwender zeigt der Rechner dann lediglich eine entsprechende Fehlermeldung und verweigert den Start. Für Abhilfe sorgt nur der Ausbau des WWAN-Modems.

1 Nicht viel größer als ein USB-Speicherstick: eine Gobi-3000-Karte.


Findige Programmierer entwickelten aber inzwischen modifizierte WWANFirmware- Versionen für einige Computermodelle, vornehmlich der Hersteller Lenovo und Hewlett-Packard. Sie ersetzen die herstellereigenen Hardware-Prüflisten und heben die dadurch bedingten funktionalen Einschränkungen auf.

Doch das Updaten der Firmware ist in aller Regel nicht ganz ungefährlich: Klappt das Implementieren der neuen Firmware nicht komplett und korrekt, etwa durch Fehlbedienung oder eine Unterbrechung der Aktualisierung, bedeutet das häufig den Tod der Hauptplatine.

Zudem reagierten einige Hersteller inzwischen auf die immer beliebteren freien Firmware-Updates und verschlüsseln ihre Routinen, womit nur noch sie selbst Aktualisierungen einspielen können. Da der Hersteller die Listen meist nach dem Auslaufen einer Modellreihe nicht mehr aktualisiert, bleibt dem Anwender anschließend der Umstieg auf eine schnellere WWAN-Technologie verwehrt.

Ärgernis Treiber

Die Marktführer Ericsson, Qualcomm und Sierra Wireless bieten ihre kleinen Modems im Steckkartenformat in unterschiedlichen Formfaktoren an. Seit der Marktreife des LTE-Standards gesellte sich zu dieser Gruppe noch der chinesische Technologiekonzern Huawei.

Die Computerhersteller lassen die entsprechenden Karten für ihre Systeme anpassen und stellen häufig eigene Treibermodule dafür bereit. Auch die Chipsatzhersteller bieten gelegentlich zusätzliche universelle Treiber an. Zudem erfordert der Einsatz der Modems häufig, je nach Chipsatz, eine gesonderte Firmware, die ebenfalls die Computer-Hersteller in den Treibern integriert ausliefern.

Das freie Betriebsystem behandeln zahlreiche Anbieter von internen WWAN-Komponenten aber nach wie vor stiefmütterlich. So kommen Sie als der Nutzer um freie Entwicklungen nicht herum, und müssen vor allem bei älteren Komponenten häufig die Firmware manuell in das Betriebssystem integrieren. Deshalb erkennen und konfigurieren Notebooks primär ältere WWAN-Karten äußerst selten auf Anhieb korrekt.

2 Der Grundzustand der WWAN-Karte lässt sich mit Linux-Bordmitteln feststellen.


3 Die Konfigurationsdaten zum Einrichten der WWAN-Karte bringen die distributionsspezifischen Netzwerkmanager in der Regel selbst mit.


Ärgernis Support

Benötigen Sie Hilfe bei der Konfiguration Ihrer WWAN-Komponenten, stoßen Sie bei vielen Herstellern und Anbietern auf taube Ohren: Die Computer-Hersteller verweisen Linux-Nutzer mit Support- Bedarf gern an den Chipsatzhersteller, der schickt den Anwender zurück zum Computer-Hersteller.

Glücklicherweise nahmen sich im Laufe der Jahre jedoch zahlreiche Internet- Foren der Problematik an und geben hier speziell für die großen Distributionen und deren Derivate Hilfestellungen. Es empfiehlt sich daher, in den entsprechenden Foren nach Lösungen zu suchen. Wenn sich speziell für aktuelle Komponenten noch keine Hilfe findet, stellen Sie dort auch Anfragen.

Ärgernis Netlock

Einen weiteren Stolperstein stellen bei manchen WWAN-Karten sogenannte Netlocks dar, die den Nutzer zwingen, die SIM-Karte eines bestimmten Anbieters zu verwenden. Mit anderen SIM-Karten funktionieren diese WWAN-Karten nicht, unabhängig vom genutzten Netz. Daher empfiehlt es sich, beim Kauf eines Notebooks mit WWAN-Slot zu überprüfen, ob das entsprechende Modell einen Netlock aufweist. Üblicherweise geben die Hersteller das aber in ihren technischen Spezifikationen an.

In den meisten Fällen handelt es sich bei den in Notebooks verbauten WWANDevices um sogenannte Gobi-Karten. Die Bezeichnung Gobi für WWAN-Karten mit einem Chipsatz des Herstellers Qualcomm hat sich seit rund zehn Jahren fest im Markt etabliert. Auch andere Hersteller wie Sierra Wireless und Huawei lizenzieren die Technologie von Qualcomm und bauen unter eigener Bezeichnung Gobi-WWAN-Karten.

Standards

Die Gobi-Karten erfüllen die weltweit gängigen Standards und lassen sich daher, von wenigen Ausnahmen abgesehen, rund um die Welt in den jeweiligen Netzen einsetzen. Dank ihrer Abwärtskompatibilität unterstützen sie ebenso die älteren Standards und versehen so auch in Gebieten ihren Dienst, wo nur eine ältere Spezifikation mit niedrigerer Datenrate bereitsteht.

Unter Linux prüfen Sie zunächst, ob Ihr System die WWAN-Karte erkennt. Dazu geben Sie im Terminal mit Administratorrechten den Befehl rfkill list ein. Sie sehen nun in der Auflistung aller Kommunikationsadapter deren Status.

In der Rubrik Wireless WAN müssen die Werte zu Hard blocked und Soft blocked auf no stehen, da sich ansonsten der Adapter nicht in Betrieb nehmen lässt. Ein Yes in der Rubrik Hard blocked steht für eine ausgeschaltete WWANKarte. In diesem Fall müssen Sie diese im BIOS Ihres Rechners erst einschalten 2.

Ältere WWAN-Karten

Gobi-1000- und -2000-Karten erfordern einige Handarbeit, um sie ins System zu integrieren. Bereits seit Kernel 3.x lädt für diese WWAN-Karten ein Kernel-Modul namens qcserial, falls die Komponente im System verbaut ist.

Das überprüfen Sie mit dem Befehl lsmod | grep qcserial. Finden Sie hier die Karte gelistet, rufen Sie anschließend den Befehl lsusb auf, da das System die WWAN-Karten als USB-Device initialisiert und anspricht. Hier sollte die Komponente mit dem Hinweis (QDL mode) er- scheinen. Der QDL-Modus erkennt die Karte zwar, mangels Firmware lässt sie sich aber nicht nutzen.

4 Mit einer Software wie dem Modem-Manager-GUI behalten Sie den Datenverbrauch der WWAN-Verbindung stets im Blick.


5 Ohne Smartphone versenden und empfangen Sie per WWAN SMS-Nachrichten.


Um eine Gobi-1000-Karte unter Linux zu verwenden, müssen Sie die beiden Dateien amss.mbn und apps.mbn in das System integrieren, für eine Gobi- 2000-WWAN-Karte zusätzlich auch noch die Datei UQCN.mbn. Diese drei Dateien stehen unter einer proprietären Lizenz und wurden ursprünglich in die Windows- Software integriert. Lediglich für einige ältere Elitebook-Notebooks des Herstellers Hewlett-Packard finden Sie diese Firmware-Dateien bereits extrahiert im Internet zum Herunterladen . Daher benötigen Sie für andere Notebooks temporär ein Windows-System, um die Dateien aus der Treiber-Software zu extrahieren.

Zunächst laden Sie das Treiberarchiv von der Webseite des Rechnerherstellers herunter und installieren es ins Windows- System. Anschließend durchsuchen Sie das Verzeichnis C:\Program Files (x86)\QUALCOMM\Images\Hersteller \ und dessen Unterverzeichnisse nach den oben genannten Dateien. Die kopieren Sie dann in das Unterverzeichnis /lib/ firmware/gobi/ des Linux-Systems, das Sie zu diesem Zweck aber zunächst neu anlegen müssen.

Damit die Firmware-Dateien anschließend bei jedem Neustart des Geräts automatisch mitladen, müssen Sie nun noch den Gobi-Loader in das System integrieren. Unter Ubuntu und Debian findet sich die Software in den Paketquellen, von wo Sie sie bequem per Synaptic oder Apt installieren. Nutzer anderer Distributionen laden die Software von der Projektseite herunter .

Anschließend entpacken Sie den Tarball und wechseln in das neu angelegte Unterverzeichnis. Darin kompilieren Sie das Paket mithilfe der Befehlssequenz make && make install. Der Loader lädt bei jedem Neustart die Firmware, initialisiert die WWAN-Karte und versetzt sie somit in einen betriebsbereiten Zustand. Wenn Sie nach dem nächsten Warmstart am Prompt erneut den Befehl lsusb eingeben, fehlt hinter dem Eintrag der WWAN-Karte der Hinweis (QDL mode).

Anschließend richten Sie mithilfe des distributionsspezifischen Netzwerk-Managers die WWAN-Verbindung ein, was eine funktionierende SIM-Karte im entsprechenden Einschub voraussetzt. In den meisten Fällen offerieren die Werkzeuge ein bequem zu bedienendes grafisches Frontend, mit dessen Hilfe Sie ohne umständliche manuelle Eingabe von Anwahl- und APN-Daten oder auch Passwörtern der einzelnen Provider den Internet-Zugang einrichten. Die Tools greifen dazu auf eigene, länderspezifisch unterschiedliche Daten zurück.

6 Technische Daten zum WWAN entnehmen Sie der Modem-Manager-GUI.


7 Bei neueren WWAN-Karten ermitteln Sie deren Treiber im Terminal.


Nach Abschluss des Setups aktivieren Sie die WWAN-Verbindung. Dazu bieten die gängigen Desktops im System-Tray ein kleines Applet an, das die verschiedenen Netzwerkschnittstellen bündelt. So verwalten Sie darüber meist die kabelgebundene, die WLAN- und WWANSchnittstelle gemeinsam 3.

Nach dem Einrichten und Aktivieren des Netzzugangs empfiehlt sich noch die zusätzliche Installation des Programms Modem-Manager-GUI . Es zeigt Ihnen wichtige Statusdaten zur WWAN-Verbindung an, wie beispielsweise das verbrauchte Datenvolumen, sichert jedoch auch vom Provider gesendete SMSNachrichten, die Sie sonst mit Linux- Bordmitteln nicht ansehen könnten.

Überwachung

Die Software finden Sie in den Repositories nahezu aller gängigen Distributionen. Die Installationsroutine legt auch einen entsprechenden Starter in der Menüstruktur des Desktops an, über den Sie die Anwendung bequem aktivieren, um beispielsweise das Transfervolumen auszulesen 4.

Diese Funktion erweist sich besonders für Anwender als nützlich, die monatlich nur ein bestimmtes Transferkontingent zur Verfügung haben. Beim Überschreiten berechnen viele Provider horrende Preise; mithilfe des Modem-Managers vermeiden Sie diese Kostenfalle. Über die beiden ButtonsSMS undKontakte lassen sich außerdem aus dem Modem-Manager heraus Textnachrichten versenden und empfangen. Die eingehenden Nachrichten speichert die Software, womit sie auch nach dem Entfernen der SIM-Karte erhalten bleiben 5.

Im ReiterInfo sehen Sie diverse technische Daten zur WWAN-Karte, beispielsweise die Signalstärke, mit der die WWAN-Komponente aktuell arbeitet. Sofern Ihre Hardware entsprechende Standards unterstützt, zeigt die Software in diesem Reiter auch die Positionsdaten des GPS-Systems an 6.

Neuere WWAN-Karten

Bei neueren WWAN-Karten als der Gobi 2000 entfällt meist das Extrahieren von Firmware-Blobs aus Windows-Treibern. Lediglich Arch Linux und dessen Derivate machen es eventuell erforderlich, ein Paket mit Gobi-Firmware manuell zu installieren.

Dateien zum Artikel herunterladen unter www.linux-user.de/dl/43419

Die meisten gängigen Distributionen bringen für diese WWAN-Komponenten jedoch bereits die Firmware mit, sodass keine umständliche Zusatzinstallation anfällt. Sie müssen lediglich dieLibmbim - Bibliotheken installieren, die sich in den Software-Archiven der meisten Distributionen finden. Diese Libraries implementieren ein Kernel-Modul für das MBIM-Interface, das das System für das Nutzen mobiler Breitbandnetze benötigt.

Um festzustellen, ob das System die WWAN-Karte erkennt und ob sie arbeitet, geben Sie nach einem Warmstart am Prompt das Kommando lsusb -t ein. Die folgende Anzeige enthält mehrere Zeilen mit einem Hinweis auf die cdc_ acm-, cdc_ncm- und cdc_wdm-Treiber. Diese bestätigen die korrekte Installation der Karte 7. Danach richten Sie die WWAN-Karte mithilfe des distributionseigenen Netzwerk-Managers ein und aktivieren die Hardware auf diese Weise.

Fazit

Beim Zugriff auf das mobile Breitbandnetz stellen vor allem ältere WWAN-Komponenten den Anwender wegen der fehlenden Firmware-Dateien auf eine harte Geduldsprobe. Aber bereits eine Gobi- 3000-Karte erlaubt es, in wenigen Schritten einen zuverlässigen WWAN-Zugang aufzubauen und zu nutzen, da Linux mit dem Programm Modem-Manager-GUI eine auch grafisch ansprechende Werkzeugsammlung dafür besitzt.

Da erfreulicherweise nur sehr wenige Hersteller interne WWAN-Komponenten für Notebooks und Subnotebooks verbauen und diese zudem meist auf den Chipsätzen des Herstellers Qualcomm basieren, lassen sich die wenigen notwendigen Treibermodule nahezu universell einsetzen. (tle) n

Weitere Infos und interessante Links www.linux-user.de/qr/43419


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