Entropias Drahtloses Event Netzwerk (EDEN)

Vorwort

Auf der letzen GPN, der GPN10, hatten wir nur ein stark improvisiertes drahtloses Netzwerk. Die Bereitstellung von brauchbaren Access Points über die Uni hat nicht wirklich funktioniert. Behelfsweise wurde diverse SoHo-Router mit offenen WLANs konfiguriert und aufgestellt. Dem entsprechend gab es keine einheitliche Konfiguration und Überwachung. Auch der Datendurchsatz und die Stabilität ließen zu wünschen überig. - Jetzt wollen wir es besser machen!

Ziele

• gute, stabilite Netzwerkabdeckung im Verantstaltungsbereich
• zentrale Überwachung und Konfiguration
• einfache Aufbau / Aufstellen der Zugangspunkte
• kosteneffizient

Nice to have

• temporäres Aufstellen im Außenbereich möglich

Funktechnik

Zum Einsatz soll Funkausrüstung nach IEEE802.11 kommen, auch als WLAN bezeichnet. Primär wird EDEN im 2,4 GHz Band betrieben, da diese Ausrüstung am weitesten verbreitet und am günstigsten zu beziehen ist. Als Option soll EDEN durch Zugangspunkte im 5 GHz Band ergänzt werden können.

2,4 GHz

Auf Grund der starken Verbreitung von 2,4 GHz WLAN und weiteren Funktechniken ist dieses Frequenzband bereits gut genutzt. Im Bereich von 2,400 GHz - 2,4835 GHz existieren 13 sich überlappende Funkkänale, welche zur Übetragung genutzt werden können.(Bundesnetzagentur) In diesem Frequenzbereich lassen sich 7 Funkzellen nach 802.11b (10 MHz Kanäle) bzw. 3 Funkzellen nach 802.11g (20 MHz Kanäle) ohne Überlappung der Übertragungsfrequenzen nutzen.(IEEE802.11) Proprietäre 802.11g-Erweiterung sowie 802.11n können bis zu 40 MHz breite Kanäle belegen.

Für [EDEN] sollen sollen folgende Rahmenbedingen beim Betrieb im 2,4 GHz Band beachtet werden:

1. Es sollen nur Zugangspunkte nach 802.11n zum Einsatz kommen. Der Einsatz von Geräten, die nur den Vorgänger-Standard unterstützten senkt lediglich die Funkzellenkapazität und bremst aktuelle Teilnehmer aus.
2. Keine Kompatibilität zu 802.11b-Geräten. Endgeräte, welche nur 802.11b unterstützen, verwenden ein älteres, weniger effizientes Kodierungsverfahren für die Datenübertragung (DSSS).
3. Keine 40 MHz Kanäle. Es soll auf den Einsatz von Kanalbündelung, wie ihn 802.11g-Erweiterungen sowie 802.11n vorsehen, verzichtet werden. Zum einen sind 802.11n-taugliche Endgeräte noch nicht stark verbreitet. Zum anderen können bei 40 MHz Kanälen nur noch 2 statt 3 Funkzellen am gleichen Standort betrieben werden.
4. Es sollen überlicherweise die Funkkanäle 3. 9 und 13 benutzt werden. Viele Hersteller konfigurieren ihre Geräte standardmäßig auf die Kanäle 1, 6 und 11, da diese Knäle überall in der Welt zu Verfügung stehen. Die Funkkanäle 3, 9 und 13 sind weniger gebräuchlich und sollten daher häufiger unbelegt sein.

5 GHz

Funknetzwerke im 5 GHz Bereich sind besonders im professionellen Einsatz verbereitet. Auf Grund der aufwendigeren Sende-&-Empfangstechnik sowie der höheren Leistungsaufnahme sind Konsumergeräte für dieser Frequenzbereich eher selten. Da im 5 GHz Band Signale stärker gedämpft werden als im 2,4 Band erlaubt der Gesetzgeber als Kompensation hier höhere Sendeleistung.(Bundesnetzagentur) Dabei wird die erhöhte Dämpfugn mehr als kompensiert, sodass 5 GHz WLANs eine größere Reichweite sowie Stabilität aufweisen.

Für EDEN sollten für den optionalen 5 GHz Betrieb die Funkkanäle 100 bis 136 genutzt werden, da hier die höhsten Sendeleistungen von 1 W erlaubt sind.

Zugangspunkte

Hardware 2,4 GHz

Router-300

Zum Einsatz könne der Technaxx Router-300 (Datenblatt)

Der Router verfügt über zwei Antennen, die beide Senden und Empfangen können (2R/2T Konfiguration nach 802.11n). Er basiert auf dem RaLink Chipsatz RT3052 und unterstützt zumindest DD-WRT. Ab Werk läuft die SDK-Firmware von RaLink ohne erkennbare Anpassungen. Der OEM müsste WinStar in Shenzen sein.

Eine serielle Konsole ist ebenfalls auf dem Board vorhanden, welche sich über GUESA ansteuern lässt. (57600 bps, keine Parität, keine Flusskontrolle)

Kostenpunkt: knapp 22 Euro

Hardware 5 GHz

Buffalo WLAE-AG300N

Eine der billigsten und einfachsten 5 GHz Access Points / Router auf dem Markt. ca. 40 Euro

Derzeit scheint es aber noch keine DD-WRT-Portierung zu geben.

Betriebssystem

DD-WRT vrs. OpenWRT

+ Für DD-WRT spricht die größere Anzahl der unterstützten Chipsätze (Atheros, BroadCom und RaLink) und somit Geräte. Zudem steht hinter DD-WRT eine deutsche Firma, die die Entwicklung finanziert und das Projekt fördert. Obwohl auch der Technaxx Router-300 noch nicht offiziell unterstützt wird, läuft DD-WRT schon drauf. Die Portierung ist auch schon am laufen ... dank einer Hardware-Spende.

- Allerdings ist DD-WRT nicht komplett offen. Auch die Vermarktung von DD-WRT in einer Standard- und einer Pro-Version mit mehr Funktionen wirkt ein bischen komisch.

+ Für OpenWRT spricht die moderne Architektur unter der Haube. Während DD-WRT immernoch mit einem emulierten NV-RAM rummacht, um die Konfiguration zu speichern, nutzt OpenWRT klar strukturierte Dateien. Zudem ist die Software komplett offen und wird von einigen großen ISPs wie ComCAST unterstützt.

- Allerdings habe ich bei OpenWRT noch keine Unterstützung für RaLink-Chipsätze gesehen - und die sind nunmal gerade die billigsten am Markt.

Stromversorung

Klassisches, standard-konformes Power-over-Ethernet ist zu teuer. PoE-taugliche Access Points kosten 100+ Euros. PoE-Switche kosten auch mehr ...

Alternative bietet sich hier "passives PoE" an. Das sind Adapterkabel mit denen sich das zum Gerät gelieferte Netzteil ca. 20 m absetzen lässt. Dazu wird über den ersten Adapter die Versorgungsspannung des Originalnetzteils auf die vier ungenutzten Adern des Netzwerkkabels eingespeist. Am zweiten Adapter wird die Spannung wieder vom Kabel runtergenommen und dem Router / Acces Point über den regulären Anschluss zugeführt.

Zu haben sind solche Adapter ab 4 Euro.

Befestigung

Die Zugangspunkte sollen nochmals in Tupperware-Dosen (oder deren NoName-Äquivalent) eingepackt werden. Die Antennen und Zuleitungen werden nach unten aus der Dose rausgeführt. Somit gibt es einen effektiven Spritzwasserschutz und ein kurzzeitiger (wenige Wochen) Außeneinsatz ist kein Problem.

An der Rückseite der Dose wird ein Spanngurt und vielleicht ein paar Stahlösen befestigt. Damit kann der Zugangspunkt dann an einem Baum, Stahlbetonzäule, Laternenpfahl, Geländer ... befestigt werden.

Tupperware-Dose: 2 bis 3 Euro

Spanngurte mit Schnalle (keine Ratsche!): 2 bis 3 Euro

Management

zentrale Überwachung

Für EDEN ist eine zentrale Überwachung der Zugangspunkte notwendig. Hierfür soll primär SNMP verwendet werden. Die Überwachungssoftware sollte vor allem gute Graphen erstellen können, um das Erkennen von Problemen zu vereinfachen.

Z.B. Cacti

zentrale Konfiguration

Ideal wäre eine XML-basierte Schnittstelle, über welche sich Konfigurationsparameter abfragen und setzen lassen.

Einfacher wäre das automatische Anmelden via SSH und das Absetzen von Befehlen auf der Kommandozeile.