Netzwerk-Optimierung – Rosenberger

Thema: Netzwerk optimieren im kleinen IT-Umfeld und privat

Zielgruppe: LAN-, WLAN- und Internet-Nutzer

Motivation: Die Nutzung von kleinen Netzwerken wird immer extensiver. Hier eine kleine Hilfe.

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Dieser Beitrag ist nicht umfassend und ist nicht durch Quellen belegt. Dieser Beitrag ist aus meinen Erfahrungen gespeist und soll nur einen Überblick bieten.

Auch weise ich darauf hin, dass die Updates der Treiber / Firmware wichtig sind.

Was ist Was

Eine kleine Übersicht.

Access Point = Wireless Access Point
Gbit = Übertragung mit je Gigabit pro Sekunde
GHz = Gigahertz wird hier als Übertragungsfrequenz gemeint
HDMI = Standard für die Bildauflösung, 1080 x 1.920 Pixel und 4K eben das ganze mal 4
LAN = Lokales Netz mit Kabelverbindungen
Mbit = Megabit pro Sekunde
Router = meist das erste Gerät nach der TAE
Switch = Netzverteiler für kabelgebundene Geräte
TAE = Dose als Anschluss zum „Telefon“-Netz
WAN = World Area Network, also das Internet selbst
WAP = Wireless Access Point = Netzverteiler für kabellose Geräte
WLAN = Kabellose Netzanbindung

LAN oder WLAN

Generell ist LAN vorzuziehen, da es bis zu 4x schneller ist als WLAN im selben Netz. Das liegt zum einen an der Verschlüsselungsprozedur und zum anderen an den häufiger verlorenen Datenpaketen.

Daher sollten LAN-Kameras statt WLAN-Kameras genutzt werden. Erst recht, wenn die Auflösung HDMI oder mehr beträgt. Wenn dann noch eine 2. Kameras und mehr benötigt wird, dann geht es vernünftigerweise nur noch mit Kabel.

LAN-Optimierung

Bei allen Kabeln ist zu beachten, dass diese nicht unter Zug stehen und nicht geknickt werden dürfen. Wurde doch geknickt, dann sofort austauschen.

Ansonsten empfehle ich:

Router mit mindestens einem Gbit-Port
Kabel und Anschlussdosen der Kategorie CAT6 oder höher
Switch mit Ports für je 1 Gbit, auch wenn nur 100 Mbit-Nutzung vorgesehen ist
LAN zum Wireless Access Point mindestens 1 Gbit
Nur selber konfektionieren, wenn Erfahrung und modernes Werkzeug schon vorliegt
QoS kann bei wenigen Geräten¹ im Netz deaktiviert werden, damit erhöht sich die Netto-Rate
Die beste und leider teuerste Technologie wäre Glasfaser ab 10 Gbit

¹Wenige Gerät heißt etwa 8 Geräte inklusive Router, Switch, Drucker, Smartphone, Kamera und Accesspoint.

Übrigens, Verkabelungen in einem LAN können, mit CAT6 oder höher, mehr als 100 Meter betragen. Somit lassen sich auch entfernte Kameras sorgenfrei anschließen. Denn mal ehrlich, wie soll sinnvoll eine WLAN-HDMI-Kamera mit 20 Meter Abstand zum Router oder gar zum Accesspoint betrieben werden, der Verlust ist einfach zu groß. Siehe dazu auch das Rechenbeispiel.

Netzwerk-Adapter

Die Netzwerkkarte ist unter Linux meist schon optimal eingestellt. In Windows habe ich schon oft eine seltsame Adapter-Konfiguration vom Betriebssystem vorgefunden.

Hier sollte aber ein Fachmann walten, denn in den fast 100 Möglichkeiten der Einstellungen, sollte man wissen, was man da tut.

Powerline

Das ist eine Möglichkeit ohne neue Ethernet-Kabel zu verlegen, ein LAN zu erweitern. Hierbei werden die Stromleitungen in Gebäuden genutzt. Es betrifft aber nur alle elektrischen Steckdosen, die innerhalb eines Stromkreises zugehörig sind, also mit einem Stromzähler.

WLAN-Optimierung

Nochmal, WLAN kann nur etwa 25 % der nutzbaren Datenmenge gegenüber Kabel liefern.

Es gibt allgemein die zwei Übertragungsfrequenzen 2,4 GHz und 5 GHz. Ich empfehle das langsamere 2,4 GHz, da es bei längeren Übertragungswegen nicht so oft „stolpert“ wie das schnellere 5 GHz. Von den 13 Kanälen wird von mir empfohlen nur die Kanäle 1, 5, 9 und 13 zu nutzen, damit die Sendeleistung überlappungsfrei genutzt werden kann.

Ein 5 GHz-Netz kann langsamer sein, wie ein 2,4 GHz-Netz, wenn ständig verlorene Datenpakete nochmals gesendet werden müssen.

Eine Reichweiten-Verlängerung kann durch kabelgebundene Wireless Access Point erreicht werden, also Router – LAN – WAP. Eine Reichweiten-Verlängerung durch WLAN angebundene Wireless Access Point reicht nicht aus für längere Strecken, es entsteht zu viel Verlust bei der Übermittlung, erst recht bei 5 GHz!

Wenn es unbedingt 5 GHz sein muss, dann aber ab Kanal 100, denn dann darf 1 Watt statt 200 mW verbraucht werden. Die Folgen sind aber ein sehr warmer Router und kürzere Lebenszeit für den Router.

Und noch was zu 5 GHz, in Deutschland dürfen die Kanälen 36 bis 64 nur in geschlossenen Räumen verwendet werden. Wer also seinen Mähroboter mit 5 GHz betreibt, macht sich strafbar.

Router-Optimierung

Hier kann ich nur dringend raten, von Anfang an den Netzgeräten im Router einen verständlichen Namen zu geben, damit für alle notwendigen Arbeiten eine Übersicht vorhanden ist. Bezeichnungen wie „android-ffihfoi3re26zjk3“ oder „desk-HIOjvirhr“, die von den Betriebssystemen vergeben werden, sind da nicht hilfreich.

Ebenso sollte jedem Gerät eine feste IP-Adresse zugewiesen werden, damit das sogenannte Handshake reibungslos funktioniert.

Übrigens, wer 100 Mbit Anschlüsse hat und dennoch CAT6-Kabel verwendet, bekommt tatsächlich ein schnelleres Netz, da es effektiv weniger Verluste hat in einer aufgeheizten elektromagnetischen Umgebung. Denn auch Fernseher, Mikrowelle, Smartphone, Fitnessarmbänder, Spielkonsolen, PC´s, Erdkabel, Antennen und weitere elektrische Geräte beeinflussen die Qualität und damit die Übertragungsgeschwindigkeit.

NAS und Server

Wer tatsächlich in einem kleinen IT-Umfeld eine NAS oder gar einen Server nutzt, kann getrost die langsamste Geschwindigkeit für die Verbindung wählen, wenn diese Geräte nur für ein allabendliches Backup genutzt werden. Das schont Router und Switch. Außerdem bleiben die anderen Verbindung flüssig, wie das IP-Fernsehen.

IT-Gäste

Für Gäste, die das eigene WLAN oder LAN nutzen möchten, sollte eine eigene Konfiguration genutzt werden. Zum Glück gibt es in vielen Routern schon die Möglichkeit für Gast-Anschlüsse, die dann nur Webbrowser und E-Mail-Clients zulassen.

Wartung der Anschlüsse

Wenn einige Jahre ins Land gegangen sind und unerklärliche Geschwindigkeitseinschränkung entstehen, sollten die Anschlüsse von der Oxidschicht befreit werden. Es ist nicht so, dass diese Oxidierung mit dem Auge erkennbar ist, aber Sauerstoff ist nun mal ein sehr aggressives Element.

Die Reinigung kann bei stromlosem Zustand mit einer Mini-Kupferbürste vorgenommen werden. Nicht vergessen, dass die Bürste selbst auch gereinigt werden muss. Übrigens, wer den Kontakt danach „frei“ pustet, darf gleich nochmal bürsten.

Wer genügend Geld hat, kann auch alle 4 bis 8 Jahre die Kabel, Switch und Router komplett wechseln.

100 Mbit-Netz und Gbit-Technologie

Auch wenn nur ein 100 Mbit-Netzwerk benutzt wird, ist die besser geschirmte Gbit-Technologie zu empfehlen. Sie ist störungsfreier und die Netto-Übertragungsrate etwas höher.

Rechenbeispiel für Videokamera

Zum Schluss noch ein nachvollziehbares Beispiel für die Daten-Übertragung von Video-Streaming.

Angenommen, die Kamera hat HDMI-Auflösung:

1.920 x 1.080 = 2.073.600 Pixel für ein Bild

Um die Datenmenge zu errechnen wird noch die Farbtiefe benötigt, in Echtfarben bis zu 32 Bit:

2.073.600 Pixel x 32 Bit = 66.355.200 Bit ~ 63 Megabit

Da 25 Bilder pro Sekunde benötigt werden für eine flüssige Darstellung:

66.355.200 Bit x 25 Frames = 1.658.880.000 Bit je Sekunde

Das Ganze auf unser Netzwerk umgerechnet, wie sollen 1,6 Gbit durch ein WLAN passen?

Ok, ich habe etwas geschummelt, den meist werden nur bis 24 Bit Farbtiefe von Kameras berechnet und es werden Algorithmen genutzt, bei denen nur die veränderten Artefakte übertragen werden. Dazu kommt, dass Überwachungskameras 8 Bit, also 256 Graustufen, nutzen. Trotzdem bleibt es eine Mammutaufgabe für das Netzwerk.

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