Review: Untersuchung wlan-Empfang - was hilft, was schadet?

[Rickmer]

Review: Untersuchung wlan-Empfang - was hilft, was schadet?
tl;dr: Wie sind die Geräte und Antennen für maximalen Empfang zu positionieren, was sollte man beachten?
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Tag zusammen.

Nachdem ich das Kabel in meinem Flur loswerden wollte und mein bestehender USB Wlan-Stick teils zu Transferraten von 1Mbit mit schrecklichen Lag-Spikes in Spielen führte, hatte ich mich etwas ausgiebiger mit dem Thema wlan auseinandergesetzt.
Hierbei bin ich dann zum Entschluss ‚wenn schon, dann auch richtig‘ gekommen, wonach schnell eine Asus PCE-AC88 gekauft und eine Fritz!Box 7590 (bzw. der 1&1 gebrandete HomeServer Speed+) im Rahmen eines Vertragwechsels in Auftrag gegeben wurde.

Lange Rede, kurzer Sinn: Ich habe ein bisschen rumprobiert und ein paar Messungen gemacht, und würde die Ergebnisse jetzt gerne euch übergeben, sofern dies euch interessiert.

Materialien:

- Fritz!Box 7362SL (802.11n mit interner 3x3 Antenne)


- Fritz!Box 7590 (802.11ac mit interner 4x4 Antenne)


- Desktop-PC mit Asus PCE-AC88 (802.11ac mit 4x4 Antenne, extern am Antennenfuß aufgestellt mit etwas Abstand zu anderen Elektro-Geräten


- Zwei selbstgebastelte Parabolantennen aus Pappe und Haushalt-Alufolie unbekannter dicke aufgetragen auf Din A4 Abschnitt eines 33cm Kreisdurchmesser

Dadurch das ich die Alufolie auf glatte Pappe aufgeklebt und diese erst danach gebogen habe, sind sehr viele Falten entstanden. Würde ich das nochmal basteln, würde ich hier versuchen, die Alufolie möglichst glatt auf die bereits gebogene Pappe aufzutragen. Das ist übrigens ein Tiefkühlpizza-Karton der von außen mit grünem Druckerpapier verklebt ist.


Abstand Rechner zum Router: ca. 5 1/2 Meter, dazwischen die Küche und das Bad, d.h. es wird durch drei Wände durch gefunkt. Es sollten keine Störkörper auf der direkten Funkstrecke liegen, z.B. Kühlschrank und Durchlauferhitzer sind abseits von der Luftlinie.

Gefunkt wird beim 7362SL mit 2.4GHz 3x3 Streams, 20 MHz Kanalbandbreite. Funkkanal 11, auf dem aktuell nur ein weiteres Gerät eines Nachbarn funkt.
Beim 7590 werden zum größten Teil die automatischen Einstellungen verwendet. 2.4GHz funkt auch auf Kanal 11, allerdings bis zu 4x4 mit 256QAM wenn beide Seiten dies unterstützen. 5GHz funkt ganz alleine in der Gegend von Funkkanal 52.


Anmerkung: Bei allen Signalstärke-Messungen gilt, dass je geringer die Zahl, desto stärker die Verbindung, d.h. -50dBm ist besser als -60dBm.


Die Antennen der PCE-AC88 haben drei Punkte wo sie 'einrasten':
[TABLE="class: grid"]
[TR]
[TD]Position[/TD]
[TD]7362SL 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 5GHz [dBm][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Signalstärke 00° angewinkelt[/TD]
[TD="align: center"]-53[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-68[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Signalstärke 45° angewinkelt[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-59[/TD]
[TD="align: center"]-71[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Signalstärke 90° angewinkelt[/TD]
[TD="align: center"]-58[/TD]
[TD="align: center"]-60[/TD]
[TD="align: center"]-75[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Zur Klarstellung: Bei 0° zeigen die Antennen steil zur Decke, bei 90° sind die nach außen zeigend parallel zum Boden.

Desweiteren habe ich ausprobiert, wie ich die Fritz!Box besser ins Regal stellen sollte:
[TABLE="class: grid"]
[TR]
[TD][/TD]
[TD]7362SL 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 5GHz [dBm][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Waagerecht[/TD]
[TD="align: center"]-53[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-68[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Senkrecht[/TD]
[TD="align: center"]-58[/TD]
[TD="align: center"]-60[/TD]
[TD="align: center"]-74[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Hier wird offensichtlich, dass die Fritz!Boxen nichtmals annähernd in alle Richtungen gleich stark abstrahlen. Auf selber Etage ist der Empfang einer auf dem Boden stehenden Fritz!Box besser als wenn man sich direkt über dieser aufhält.

Und aus Neugierde noch 'Parabolspiegel' mit Pappe und Alufolie gebaut, bei nicht angewinkelten Antennen:
[TABLE="class: grid"]
[TR]
[TD]Position[/TD]
[TD]7362SL 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 5GHz [dBm][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ohne Parabolspiegel[/TD]
[TD="align: center"]-53[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-68[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Im Einsatz beim Router[/TD]
[TD="align: center"]-53[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-68[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Im Einsatz beim Client[/TD]
[TD="align: center"]-51[/TD]
[TD="align: center"]-55[/TD]
[TD="align: center"]-67[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Bei beiden im Einsatz[/TD]
[TD="align: center"]-49[/TD]
[TD="align: center"]-54[/TD]
[TD="align: center"]-66[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Auffällig ist auch, das im 2.4Ghz-Netz hierdurch keine Unterschiede in der Übertragungsgeschwindigkeit entstanden sind. Es lagen bei der 7362SL immer 216Mbit an und bei der 7590 288Mbit an. Die geringere Auswirkung auf die Signalstärke bei der 7590 kommt vermutlich daher, dass die 7590 deutlich größer ist als die 7362SL, womit diese nicht mehr gut hinter meine Alufolie-Pappe-Konstruktion passt.
Die Übertragungsgeschwindigkeit mit 5GHz jedoch kann durch den Einsatz hausgemachter Parabolspiegel durchaus signifikant gesteigert werden siehe folgende Messungen:

Vergleich von Signalstärke und Geschwindigkeit der 7590 zwischen 2.4 und 5GHz bei identischen Konditionen:
[TABLE="class: grid"]
[TR]
[TD]Signalstärke 5GHz [dBm][/TD]
[TD]Geschwindigkeit 5GHz [Mbit][/TD]
[TD]Signalstärke 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]Geschwindigkeit 2.4GHz [Mbit][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-75[/TD]
[TD="align: center"]351[/TD]
[TD="align: center"]-60[/TD]
[TD="align: center"]260[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-74[/TD]
[TD="align: center"]468[/TD]
[TD="align: center"][/TD]
[TD="align: center"][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-72[/TD]
[TD="align: center"]526[/TD]
[TD="align: center"]-59[/TD]
[TD="align: center"]288[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-71[/TD]
[TD="align: center"]526[/TD]
[TD="align: center"][/TD]
[TD="align: center"][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-68[/TD]
[TD="align: center"]702[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]288[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-67[/TD]
[TD="align: center"]877[/TD]
[TD="align: center"]-55[/TD]
[TD="align: center"]288[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="align: center"]-66[/TD]
[TD="align: center"]975[/TD]
[TD="align: center"]-54[/TD]
[TD="align: center"]288[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Diese Alufolie-Spiegel sind ja ein altbekannter Trick um schlechten wlan-Empfang zu verbessern. Hier zu sehen, das diese auch heute noch relevant sind, wenn man das meiste aus seinem 5GHz-Netz rauskitzeln möchte. Außerdem wieder mal bestätigt: Bei gleicher Entfernung kommt bei 2.4GHz noch ein deutlich stärkeres Signal an.

Empfang eines Client-Gerätes (Galaxy S7) im selben Raum wie der Router, Parabolspiegel steht dazwischen (2m Distanz):
[TABLE="class: grid"]
[TR]
[TD]Spiegel?[/TD]
[TD]7362SL 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 2.4GHz [dBm][/TD]
[TD]7590 5GHz [dBm][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]mit Parabolspiegel[/TD]
[TD="align: center"]-49[/TD]
[TD="align: center"]-56[/TD]
[TD="align: center"]-55[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]ohne Parabolspiegel[/TD]
[TD="align: center"]-42[/TD]
[TD="align: center"]-51[/TD]
[TD="align: center"]-51[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Schlussfolgerungen:
- Die Fritz!Box sendet am besten in derselben Etage, wenn sie mit den Füßen auf dem Boden steht, egal wie viel aufgeräumter eine Montage an der Wand aussehen mag.
- Desweiteren wurde mit eigenen Messungen bestätigt, das externe Antennen im 90°-Winkel zur Richtung des Routers ausgerichtet werden sollten für besten Empfang.
- Der Einsatz von selbstgebastelten Parabolspiegeln lohnt sich auch heute noch, um aus seinem wlan-Netz das Maximum heraus zu holen. Angenommen natürlich das man diese sinnvoll aufstellen kann - der Client-seitige Einsatz dürfte sich am Laptop oder Smartphone schwierig gestalten.
- Der Einsatz eines Parabolspiegels hat auf den Empfang von Geräten im selben Raum wie der Router signifikanten Einfluss, lässt diesen aber nicht auf inakzeptabel niedrige Werte sinken. Wenn man in zwei Richtungen zum Router weit entfernte Geräte befunken will, lohnt es sich aber definitiv, in Antennen mit stärkeren Gain oder in eine Kabel-Verbindung zu investieren.
- Die Fritz!Box 7590 hat eine durchgehend schlechtere Signalstärke als die 7362SL, kommt jedoch trotzdem auf deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten dank Fortschritten in der Funktechnik (und zusätzlicher Antenne). Aber wer am Rande der Reichweite knechtet sollte sich zweimal überlegen ob das aktuelle Top-Modell ihm tatsächlich helfen wird.


Letztendlich würde mich noch interessieren, wie weit ein Frixtender-Set von externen Antennen die Singalstärke und Übertragungsgeschwindigkeit insbesondere im 5GHz-Bereich verbessern könnte, aber da mich die Fritz!Box aktuell nirgends limitiert, ist das nicht im Budget drin. Ob jetzt 702, 975 oder noch mehr Mbit am PC ankommen wird frühstens relevant wenn ich mir ein dezentes NAS zulege.


Wenn es Fragen oder Anregungen gibt - gerne her damit!

 

[abulafia]

Ich finde es erst einmal gut, was du gemacht hast. Hast je eine Menge Energie investiert.

Ich musste erst relativ viel lesen, bis ich verstanden habe worum es geht. Empfehle eine aussagekräftigere Überschrift und einen Einleitungssatz, der das etwas näher beschreibt.

Dein erster Satz sollte Aufschluss darüber geben, was du getestet hast.

Die Tabellen kann man mit Grafiken aufhübschen. Tabellarische Werte sind doch schwer zu erfassen, da wünsch ich mir ein paar Diagramme.

 

[Rickmer]

Ich habe jetzt ein tl;dr hinzugefügt - entspricht das dem, was du im Kopf hattest?

Falls nein, hast du einen Vorschlag wie ich das schreiben sollte?


Was Grafiken angeht: Da hast du zwar grundsätzlich Recht, würde aber mit erstellen, Upload und vernünftig einpflegen in den Text (einfach als Bild einfügen geht nicht, weil man dann nur die Mini-Vorschau hat) mehr Zeit in Anspruch nehmen als ich heute abend Laune habe zu investieren.

Außerdem sind das nicht unbedingt Zahlen, die sich gut für Grafiken eignen. Da müsste ich auch nochmal Hirnschmalz reinstecken um die nicht versehentlich visuell zu misrepräsentieren.

 

[abulafia]

Ja, perfekt sowas habe ich mir vorgestellt