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WLAN: Volles Tempo für Ihr Heimnetz


Chip - epaper ⋅ Ausgabe 11/2019 vom 04.10.2019

Ein lahmes WLAN kann viele Ursachen haben. Mehr Tempo erzielen Sie – kostengünstig und ohne viel Aufwand – durchsystematische Analyse und Fehlerbehebung


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FOTOS: DEKADI (HAUS), VISUALGO (ILLUSTRATIONEN)/GETTY IMAGES; HERSTELLER

Die meisten WLANs sind eher chaotisch gewachsen als strukturiert aufgebaut. Solch ein Heimnetz kapituliert schnell vor steigenden Anforderungen: größere Dateien, Rechner mit schnellen SSD-Laufwerken und höhere Streaming-Bandbreiten. Dabei ist es einfach, die vorhandene Infrastruktur zu analysieren, sie optimal für Ihren Standort aufzustellen und die richtigen Einstellungen zu ...

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... setzen. Notfalls ergänzt durch wenige, gezielte Hardware-Upgrades machen Sie Ihr Heimnetz so fit für die multimediale und drahtlose Zukunft.

Analyse: Wo genau klemmt es?

Um aus einer pauschalen Unzufriedenheit mit dem eigenen WLAN klare Verbesserungsschritte abzuleiten, schließen Sie zuerst aus, dass der Fehler bei Ihrem Internetprovider oder bei der Webseite liegt (siehe rechts). Ist tatsächlich das heimische WLAN schuld, dann ermitteln Sie, wo genau es hakt. Mit einem höchstens fünf Jahre alten Router mit ac-WLAN und Clients, die mindestens n-WLAN unterstützen, müsste im selben Raum und bei Sichtverbindung alles gut funktionieren – dann zeigt eine Speedtest-Webseite (z. B.speedtest.chip.de ) Werte nahe am Maximum Ihres DSL- oder Kabelanschlusses an. Genauere Messungen innerhalb Ihres Heimnetzes (S. 92) sollten im Nahbereich mindestens 100 MBit/s und auf weite Entfernung mindestens mehrere Dutzend MBit/s ergeben. Ist die Verbindung schon auf nahe Distanz zu langsam, dann liegt wahrscheinlich ein Konfigurations- oder ein Hardwarefehler vor. Setzen Sie die WLAN-Einstellungen des Routers und der Clients auf Werkseinstellungen zurück, aktualisieren Sie möglichst deren Firmware. Bleibt das erfolglos, optimieren Sie Ihre WLAN-Einstellungen (S. 91). Schließlich testen Sie mit jeweils anderen Gegenstellen, ob lediglich eines der Geräte lahmt, was auf einen Hardwareschaden desselben hinweist.

Danach dürften lahme oder wackelige Verbindungen nur noch in abgelegenen Ecken auftreten. Dort dämpfen Entfernungen und Hindernisse wie Wände, Decken, Böden oder Möbel das Signal, sodass es sich schwächer vom Hintergrundrauschen abhebt. Je undeutlicher das Signal, desto weniger Daten kann es transportieren, und das WLAN wird langsamer, bis es schließlich ganz abreißt. Bis zu einem gewissen Grad verbessern Sie das durch optimierte Aufstellung des Routers und der Clients (S. 90). Deutliche Fortschritte erzielen Sie meist nur mit Hardware-Lösungen wie einem WLAN-Repateater oder Powerline-Extender, die Sie zwischen dem Router und der problematischen Stelle platzieren (S. 92).

Entfernung und Hindernisse

Aktuelle Router funken auf zwei Frequenzbändern: 2,4 GHz ist langsam, überwindet aber Distanzen und Hindernisse gut – solange diese kein Wasser enthalten (wie Pflanzen oder restfeuchte Neubauwände), das in diesem Frequenzbereich stark absorbiert. Dagegen ermöglicht das 5-GHz-Band höhere Datenraten, wird aber von Hindernissen stärker gedämpft. Je dichter und dicker ein Hindernis, desto stärker blockiert es die Funksignale. Betonwände sind eine harte Nuss – mit eingegossenen Stahl gittern und -trägern sind sie nahezu perfekte WLAN-Killer.

Lösung: Aufstellung optimieren

Das Erste, was sich gratis und einfach optimieren lässt, ist die Aufstellung von Router und Client. Access Points professioneller WLAN-Systeme hängen an der Decke und zentral im Raum, damit sich das Signal ungestört ausbreiten kann. Analog dazu sollte der Router in Privatwohnungen zentral zwischen allen Clients sowie unverdeckt und möglichst hoch positioniert sein. Auf einem Schrank oder Regal ist er nicht im Weg und stört optisch nicht. Das DSL- oder TV-Kabel verstecken Sie an der Rückseite des Schranks oder eines Regalpfostens. Anstelle der Router-LAN-Ports verwenden Sie einen 5- oder 8-Port-Desktop-LAN-Switch. Diesen können Sie mit allen zuführenden Ethernetkabeln hinter Möbeln verstecken und ihn mit einem Kabel am Router anschließen.

Ist das WLAN der Flaschenhals?

Bevor Sie Einstellungen Ihres WLANs verändern, prüfen Sie, ob der Fehler nicht schon bei Ihrem Provider oder der Webseite liegt

Eine Webseite wie speedtest.chip.dezeigt, ob die DSL-Bandbreite auf Ihrem Rechner ankommt. Das WLAN kann, muss aber nicht der Flaschenhals sein – mit dem Tool jPerf finden Sie es heraus


jPerf misst das Tempo im WLAN. Auf einem LAN-PC wählen Sie den Server-, auf dem WLAN-Rechner den Clientmodus 1 und geben dort die IP des Servers ein 2. Starten Sie beide mit »Run jPerf« 3


Das Kommando „tracert“ 1 zeigt das Reaktionstempo aller Stationen bis zum Webserver an. In der ersten Zeile 2 reagierte der zu weit entfernte WLAN-Router zuerst nicht (*), beim zweiten Versuch extrem langsam (227 ms) und dann langsam (9 ms). Die Verzögerung wirkt sich auf folgende Stationen aus. Ein schnelles WLAN schafft es bis zum Internetprovider (hier Zeile 3) immer unter 5 ms


WLAN-Dämpfung

Das WLAN-Signal wird von Materialien unterschiedlich stark gedämpft. Eine Dämpfung von 3 dB halbiert die Signalstärke – ab 12 dB und mehr kommen nur noch wenige Prozent des Signals an

Um Hindernisse herumfunken

Die Wand zwischen den Zimmern 1 und 2 blockiert das WLAN-Signal. Nutzen Sie den Umstand, dass das Signal wie Licht reflektiert wird und positionieren Sie Router und Client entsprechend

Störungen erkennen und umgehen

Die Funkkanalübersicht der Router-Weboberfläche 1 zeigt die hohe Auslastung im benutzten 2,4-GHz-Band.

Auf dem PC wählen Sie in den Eigenschaften Ihres WLAN-Adapters 2 5 GHz als bevorzugtes Band aus

Ist das Hindernis deulich identifizierbar – etwa eine bestimmte Mauer, hinter der sich alle WLAN-Clients schwertun – machen Sie sich eine Eigenschaft der Funksignale zunutze: Sie werden reflektiert, sodass man um undurchdringliche Hindernisse herumfunken kann – etwa durch eine Zimmertür auf den Flur hinaus, wo das Signal reflektiert wird und durch die Tür ins Nachbarzimmer gelangt. Verändern Sie die Position von Router und Client im Rahmen des Möglichen so, als wären es zwei Lampen, die den Weg zwischeneinander möglichst gut ausleuchten müssen (siehe Skizze links). Ähnlich funktioniert es in vertikaler Richtung über mehrere Stockwerke hinweg. Dann positionieren Sie den Router möglichst im Treppenhaus oder in dessen Nähe, damit sich das Signal über die Stockwerke verbreiten kann.

Problem: Störfrequenzen

Störfrequenzen können das durch Distanz oder Hindernisse bereits geschwächte Signal leicht endgültig überlagern. Das betrifft überwiegend das 2,4-GHz-Band. Mögliche Störquellen sind benachbarte WLANs oder auch ganz andere Geräte, die in dem ungefähren Frequenzbereich funken: Babyfones oder, besonders schlimm, drahtlose Video-Bridges. Der Verdacht auf Störeinflüsse drängt sich besonders auf, wenn Ihr WLAN nur zeitweise hakt oder aussetzt.

Lösung: Anderes Frequenzband nutzen

Die saubere Lösung ist ein Wechsel zum 5-GHz-Band. Denn dieses ist weitgehend frei von solchen Störungen, da die 5-GHz-Wellen benachbarter WLANs von Zwischenwänden meist geschluckt werden. Zudem gibt es wegen der höheren Bandbreite mehr Kanäle, auf denen die verschiedenen WLANs ausweichen können. Testen Sie also, ob Sie mit dem betroffenen Gerät im 5-GHz-Band besseren Empfang haben. Handelt es sich dabei um einen Windows-PC, dann ändern Sie am besten in dessen WLAN-Einstellungen das bevorzugte Frequenzband (siehe links). Bei Android- und anderen Clients ist das nicht möglich, weshalb Sie dann im Router separate SSIDs für 2,4 und für 5 GHz vergeben müssen, um dann das Gerät manuell mit dem gewünschten WLAN zu verbinden (siehe S. 91). Falls nur das zeitweilig gestörte 2,4-GHz-Band das betreffende Gerät erreicht, aber nicht das 5-GHz-Band, probieren Sie die Tipps zur Reichweitenverbesserung (S. 91).

Achtung: Nachdem der Router oder auch nur das 5-GHz-Funkband abgeschaltet bzw. deaktiviert waren, kann es bis zu zehn Minuten dauern, bis die in dem Frequenzbereich gesetzlich vorgeschriebene Radarerkennung abgeschlossen und das 5-GHz-Netz erreichbar ist.

Von dem Versuch, den Störungen durch einen manuell festgelegten 2,4-GHz-Kanal auszuweichen, raten wir inzwischen ab: Zu hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Nachbarn ihre störenden Geräte aus- oder einschalten oder die Konfiguration ändern, und Ihr Router kann dann nicht mehr reagieren.

Mehr Reichweite & Tempo

Wenn die WLAN-Geräte trotz Werkseinstellungen und der beschriebenen Positionierung keine Verbindung bekommen, muss wohl eine Hardwarelösung her. Einfach zu handhaben und günstig sind WLAN-Repeater. Sie eignen sich am besten in Situationen, wenn wenigstens noch eine schwache Verbindung zwischen Router und Endgerät möglich ist. Sie positionieren den Repeater ungefähr auf halber Strecke (gemessen an der Signalstärke) zwischen dem Router und dem am schlechtesten versorgten Client, sodass er in beide Richtungen guten Empfang hat. Der Repeater ist prinzipiell ein Access Point, der seinerseits per WLAN mit dem Router verbunden ist. Gute Modelle schaffen das dank geschickter Nutzung verschiedener Funkbänder mit hohem Tempo. Zudem integrieren sie sich nahtlos in das bestehende WLAN und bilden ein sogenanntes Mesh – ein Netz verbundener Access Points, die die Clients automatisch mit dem schnellsten Zugangspunkt verbinden. Solche Systeme gibt es auch fertig zu kaufen – einen Vergleich verschiedener Hardwarelösungen finden Sie auf den nächsten beiden Seiten.

Wenn die Verbindung schon lange vor dem erwünschten Client-Standort abreißt oder sich undurchdringliche Mauern partout nicht umgehen lassen, dann kann ein Powerline-Extender (siehe S. 93) die Lösung sein. Er überwindet die kritische Distanz oder die WLAN-Killerwand, indem er Daten über die Stromverkabelung des Hauses schickt und am Bestimmungsort einen WLAN-Access-Point anbietet – optimalerweise mit denselben Zugangsdaten wie das Router-Wi-Fi.

Einstellungen für mehr Tempo

Die Werkseinstellungen von Routern sind auf die beste Performance in typischen Situationen abgestimmt – optimieren lässt sich hier nur etwas in Spezialfällen und wenn man weiß, was man tut. Trotzdem kann man auf der Weboberfläche mögliche Schwachstellen finden und beheben.

Die weit verbreiteten AVM FritzBoxen zeigen unter »WLAN | Funknetz« eine Liste der WLAN-Geräte an – und bei aktiven Verbindungen deren genaue Eigenschaften. Neben der IP-Adresse sehen Sie das benutzte Band und die nominelle Datenrate. Unter der Liste können Sie die 2,4- und 5-GHz-Funknetze unterschiedlich benennen bzw. diese separat ein- und ausschalten. Beides ist allerdings selten nützlich: Um etwa in einem räumlich begrenzten WLAN mit wenigen, modernen Endgeräten alle Clients ins schnelle 5-GHz-Netz zu zwingen, schalten Sie das 2,4-GHz-Band komplett ab, indem Sie den Haken bei »2,4-GH7-Frequenzband aktiv« entfernen. Meistens ist es aber sinnvoller, beide Bänder mit derselben SSID aktiv zu lassen, damit der Router per Band Steering jeden Client mit dem besten Band versorgen und insgesamt die beste Performance erzielen kann. Wenn einige Geräte im 5-GHz-Band gerade viel Traffic verursachen, kann der Router währenddessen die Clients mit wenig Datenverkehr im 2,4-GHz-Band „parken“.

Mehr Tempo auf Kosten der Kompatibilität

Die FritzBox-Oberfläche zeigt unter »WLAN | Funkkanal« aufschlussreiche Statistiken zur Auslastung und Belegung des WLAN-Bands und der WLAN-Kanäle. Ab Werk ist die Option »Funk kanal-Einstellungen automatisch setzen« aktiv – diese sollten Sie auch dann wieder aktivieren, wenn es nach Experimenten Probleme gibt. Unter »Funkkanal-Einstellungen anpassen | Weitere Einstellungen« lassen Sie die drei Auswahlfelder zu WLAN-Standards und Sendeleistung in der Voreinstellung.

Diese beiden WLAN Optionen der FritzBox ermöglichen mehr Performance, schränken aber die universelle Kompatibilität ein


Die Übersicht »WLAN | Funknetz« bietet einen guten Überblick über die Clients und deren Verbindungseigenschaften


Die Optionen »WLAN-Autokanal …« und »WLAN-Kanäle mit 160 MHz …« sind werksseitig deaktiviert. Sie ermöglichen mehr Performance, eventuell auf Kosten der Kompatibilität


Messpunkte im CHIP-Keller

Im Keller der Redaktion haben wir verschiedene WLAN-Lösungen verglichen. Dabei haben wir von einem festen Routerstandort zu zwei verschieden weit entfernten PCs gemessen

1 Router im Regal
2 Messpunkt selber Raum
3 Türöffnung: Repeater bzw. Mesh-Satellit
4 Powerline-Extender (bei geschlossener Tür Auf dem WLAN-PC geben Sie ein: „iperf -c 192.168.188.24 -i 1 -r“ (IP-Adresse Ihres Servers). Es startet eine Down- und Uploadmessung und zeigt deren Durchschnittsergebnis hinter »0.0-10.0 sec« an
5 Messpunkt entfernter Raum

Genauen Datendurchsatz messen mit iPerf

Wiederholte Netzwerktests funktionieren am einfachsten auf der Kommandozeile. Den einmal gestarteten Befehl mit Parametern rufen Sie über die [Pfeil oben]-Taste immer wieder aus

Beim LAN-PC geben Sie „ipconfig“ ein, was er hier als IPv4-Adresse 192.168.188.24 ausgibt. Starten Sie den iPerf-Server mit „iperf -s“


Auf dem WLAN-PC geben Sie ein: „iperf -c 192.168.188.24 -i 1 -r“ (IP-Adresse Ihres Servers). Es startet eine Down- und Uploadmessung und zeigt deren Durchschnittsergebnis hinter »0.0-10.0 sec« an


Wenn alle Ihre Clients das unterstützen, können Sie unter Umständen mehr Tempo erreichen, indem Sie die beiden Optionen »WLAN-Autokanal inklusive Kanal 12/13 …« und »WLAN-Kanäle mit 160 MHz …« aktivieren. Erstere sorgt dafür, dass die FritzBox bei der automatischen Kanalwahl mehr Auswahlmöglichkeiten hat und daher möglichen Störungen besser ausweichen kann. Clients, die für den US- oder asiatischen Markt gebaut bzw. konfiguriert sind, werden auf diesen Kanälen allerdings kein WLAN sehen. Die 160 MHz breiten Kanäle im 5-GHz-Band werden nur genutzt, wenn die Kanalbelegung das zulässt und die Clients es unterstützen – dann ist allerdings ein deutlicher Geschwindigkeitsvorteil zu erwarten.

Repeater vs. Powerline vs. Mesh

Um zu ermitteln, was die besten Hardwarelösungen zur WLAN-Erweiterung sind, haben wir einige Testgeräte aus der Redaktion zusammengesucht und uns damit im Keller verbarrikadiert, wohin wenig störende Fremd-WLANs oder auch Tageslicht vordringen. Die beiden wichtigsten Erkenntnisse: Trotz fehlender Störeinflüsse wirkt der Bürogebäudekeller mit seinen tragenden Betonwänden und vielen verlegten Kabeln und Rohren wie ein schwarzes Loch für WLAN-Signale. Unsere langsamen Ergebnisse sind zwar untereinander vergleichbar, in gewöhnlichen Wohnungen läuft das normalerweise deutlich schneller. Zweitens muss man bei Hardware-Upgrades genau messen, ob diese auch an allen Standorten tatsächlich mehr Tempo bringen.

Testumgebung mit einem Problemfall

Ausgangspunkt unserer Messungen war eine FritzBox 7590 mit aktuellem FritzOS 7.12 in Werkseinstellungen. Als Clients nutzten wir zwei PCs, von denen einer im selben Zimmer mit Sichtkontakt etwa sechs Meter entfernt vom Router steht. Der zweite PC befindet sich etwa 15 Meter weit weg im Nachbarzimmer ohne Sichtkontakt. Beide Clients sind mit je zwei WLAN-Karten und entsprechenden Antennen ausgerüstet: eine Intel ac-7260, die auch in vielen Notebooks zu finden ist, und eine Asus PCE-AC68 mit Broadcom-Chipsatz. Beim Testen ist immer nur eine aktiv. Die FritzBox allein versorgte angesichts der schwierigen Umgebung beide Clients ganz gut – mit Ausnahme der Asus-Karte im entfernten Zimmer, die generell am meisten Probleme machte.

Wir haben auf der Windows-Kommandozeile mit iPerf2 gemessen, das auch im jPerf-Paket von der CHIP-DVD enthalten ist. Dabei nutzten wir zwei Parameter: „-r“, damit iperf zuerst eine Messung in Downloadrichtung vom Router zum Client und dann eine Uploadmessung vom Client zum Router ausführt. Der Parameter „-i 1“ zeigt sekündlich das Tempo an; damit erkennt man Messungen mit Nullwerten, die direkt nach einer Umrüstung/Konfigurationsänderung vorkommen können.

Automatik oder manuelle Einstellung?

Probehalber haben wir das Band Steering der FritzBox deaktiviert, ihre 2,4- und 5-GHz-Netze unterschiedlich benannt und die Clients manuell damit verbunden. Das erzielte in keinem Fall schnelleren Ergebnisse als die Automatik – aber die Asus-Karte im entfernten Zimmer konnte sich mit dem 2,4-GHz-WLAN gar nicht verbinden. Die Lehre daraus: Wenn man die Konfiguration manuell ändert und nachher etwas nicht funktioniert, sollte man zuerst wieder die Werkseinstellung testen.

Repeater: Alt gegen neu gegen Mesh-System

Als älteren Repeater haben wir einen AVM FritzRepeater DVB-C in der Türöffnung zwischen den beiden Räumen positioniert. Seine Wi-Fi-Technik entspricht jener des weitverbreiteten 1750E. Die Firmware des DVB-C (FritzOS 7.01) bindet ihn immerhin schon in das Fritz-Mesh (einheitliches WLAN mit gleichen Zugangsdaten, zentral von der FritzBox verwaltet) ein – trotzdem ist sie nicht auf dem neuesten Stand. Im automatischen Modus (AVM-Werkseinstellung) ergab sich durch den Repeater DVB-C keine Verbesserung, im Schnitt gingen die Datendurchsatzraten sogar etwas zurück. Einziger Vorteil: Im manuellen Betrieb mit separat benannten Funkbändern konnte sich die Asus-Karte im entfernten Raum über den Repeater DVB-C (quälend langsam) mit dem 2,4-GHz-Netz verbinden, während ohne Repeater gar keine Verbindung möglich war.

Ein besseres, aber auch kein perfektes Bild gab der neue AVM FritzRepeater 3000 ab. Er ermöglichte mit der problematischen Asus-Karte im entfernten Zimmer die schnellste WLAN-Verbindung im Test. Allerdings verbanden sich beide Clients stets mit dem Repeater, selbst wenn die FritzBox im selben Raum stand. Trotz der aufwendigen WLAN-Technik des Repeaters (2 x 5-GHz- und 1 x 2,4-GHz-Band) kostete das insgesamt etwas Tempo. In der Praxis sollte man also darauf achten, den Repeater 3000 so aufzustellen, dass er von den FritzBox-nahen Clients deutlich weiter entfernt ist als die FritzBox selbst.

Zum Vergleich haben wir die beiden WLAN-Mesh-Systeme Google Wifi und Netgear Orbi getestet, jeweils als Set aus zwei Geräten. Eines davon stand am Router-Standort, das andere in der Türöffnung zwischen den Räumen. Auch diese Systeme hatten in unserem WLAN-killenden Keller ihre liebe Not. Seltsamerweise schafften Sie gerade im Nahbereich etwas mehr Tempo als die FritzBox, während die Performance im entfernten Zimmer im Schnitt etwas schlechter war – allerdings verloren die Mesh-Systeme mit der dortigen Asus-Karte weniger Tempo.

Powerline & Mesh-Systeme

Bei geschlossener Feuerschutzstahltür zwischen den beiden Räumen war im entfernten Zimmer mit allen WLAN-Lösungen keine Verbindung mehr möglich. In dem Szenario haben wir das AVM FritzPowerline 1260E Set getestet, das sofort brauchbare Geschwindigkeiten zustande brachte – in einem Privathaushalt schafft die Powerline-Strecke eventuell noch mehr Tempo.

Unser Fazit für unseren zugegebenermaßen schwierigen Keller: Im Durchschnitt für verschiedene Clients hat hier die FritzBox zusammen mit dem modernen und softwareseitig gut abgestimmten FritzRepeater 3000 am besten funktioniert – wobei die Aufstellung des Repeaters noch optimierbar wäre (weiter vom Router weg und näher zum entfernten Client). Zudem lässt sich das System durch das Powerline-Set leicht und nahtlos in Räume oder Stockwerke erweitern, wo WLAN definitiv nicht hinreicht. Die Mesh-Systeme Google Wifi und Netgear Orbi sind simpel einzurichten und versprechen in offenen, weitläufigen Räumen/Wohnungen eine gute WLAN-Abdeckung.
redaktion@chip.de

Unter http://fritz.box/support.lua aktivieren Sie den iPerf-Server Ihrer FritzBox. Achtung: Dieser erfordert auf dem Client den zusätzlichen Parameter „-p 4711“. Bidirektionale Messungen mit „-r“ funktionieren nicht und er erreicht kein volles 1-GBit-Tempo


Die Mesh-Übersicht zeigt, dass sich der PC mit dem 2,4-GHz-Netz des Repeaters statt mit der (schnelleren) FritzBox verbunden hat. Der Repeater müsste also weiter vom PC entfernt stehen


Eine einfach einzurichtende Alternative zum Router mit Repeater sind Mesh-Systeme wie Google Wifi


So schnell waren die WLAN-Systeme im Test

Der moderne FritzRepeater 3000 lieferte im entfernten Zimmer die konsistentesten Ergebnisse. Das Powerline-Set haben wir bei geschlossener Tür gemessen, wenn WLAN keine Chance hatte