Outdoor Box

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Selbstgebaute Outdoorbox
Router sind fast ausschließlich für den Innengebrauch konzipiert und daher nicht direkt für den Außeneinsatz geeignet. Man kann das Gerät jedoch komplett oder nur seine ausgebaute Hauptplatine in einem Gehäuse unterbringen, das es vor diversen Umweltbedingungen beschützt. Empfehlenswert sind, trotz der Möglichkeit zu improvisieren, genormte Industriegehäuse mit passender Schutzart oder direkt fertige Outdoorgeräte.

Inhaltsverzeichnis

Kommerzielle Outdoorgeräte

Die Firma Ubiquiti Networks bietet mehrere fertige Outdoorgeräte an, die von OpenWrt unterstützt werden, bzw. teilweise schon OpenWrt vorinstalliert haben. Daher kann man direkt die nötigen Freifunkpakete nachinstallieren oder mit dem ImageBuilder eine passend vorkonfigurierte Firmware generieren und vom installierten OpenWrt upgraden. Um die Kompatibilität eines bestimmten Gerätes zu ermitteln, empfiehlt sich ggf. eher eine Internetsuche als ein Blick auf die Hardwareliste von OpenWrt, weil dort nicht alle unterstützten Geräte verzeichnet sind.

Empfehlenswerte Neuanschaffungen sind durch das Preis-Leistungs-Verhältnis und die fertige Konstruktion z.B. die NanoStation M oder NanoBridge M (mit Bezeichnung M2 für 2.4GHz und M5 für 5GHz), für die man die OpenWrt-Images ar71xx-ubnt-nano-m bzw. ar71xx-ubnt-bullet-m verwenden kann (dort ist zunächst die eigene Firmware airOS vorinstalliert). Die viel langsameren Vorgängermodelle tragen nicht das M im Namen. Die Geräte kann man direkt an SAT-Halterungen montieren, Antennen benötigt man nicht (und hat daher keine Kabel/Stecker/Dämpfungsprobleme). Diese Geräte eignen sich auch hervorragend für bis zu mehreren Kilometern lange Richtfunkstrecken, da z.B. die NanoBridge M5-25er mit einer 25dBi Antennengewinn bringende, Signal bündelnde Parabolantenne ausgestattet ist.

Alternativ können auch die MikroTik OmniTIK U-HnD als fertige 5,4GHz Outdoor-Accesspoints mit Omnidirektionaler Antenne verwendet werden (Preis etwa 98€).

Selbstgebaute Outdoorgeräte

Gehäuse

Gehäuse sind in verschiedenen Schutzarten verfügbar. Diese beziehen sich sowohl auf Fremdkörper, als auch Umweltbedingungen und Chemikalien. Sinnvoll für Außeninstallationen sind die Schutzklassen IP 66, IP 68 oder höher, denn diese bieten Schutz vor Strahlwasser oder sogar Untertauchen in Wasser. Wird das Gehäuse überdacht installiert, reichen auch niedrigere Schutzarten.

Namhafte Hersteller sind bspw. Bopla, oder Rittal. Es lohnt sich, einen Blick bei Conrad, Reichelt, Baumarkt oder anderen Händlern auf die Kategorie Gehäusetechnik zu werfen. Wer Informationen zu spezifischen, geeigneten Gehäusen hat, kann diese hier nachtragen.

Die Firma Rittal bietet laut Katalog (Titel: Handbuch 32) Polycarbonat-Gehäuse PK mit metrischen Vorprägungen (oder andere) in verschiedenen Größen an, z.B. Rittal 9521.050. Dazu benötigt man dann noch zur Kabeldurchführung eine Kabelverschraubung Polyamid, z.B. 2411.600 von Rittal oder anderen Firmen, z.B. LappKabel SKINTOP. Die Kabelverschraubungen sind (von Rittal) für verschiedene Kabelstärken von 3-44mm verfügbar. Ein Cat5e-Ethernetkabel oder 230V-Stromkabel hat einen Durchmesser von 6mm, Antennen 8mm oder mehr.

Planung

Bevor man sich für ein Gehäuse entscheidet, muss man sich ein paar Gedanken machen:

  • Ist das Gehäuse groß genug, um die Platine des Routers oder den ganzen Router mit Antennen aufzunehmen?
  • Wie kann der Router im Gehäuse befestigt werden?
  • Wie viele Anschlüsse müssen durch das Gehäuse geführt werden (Datenkabel, Stromkabel, Antennen, Erdungskabel, ...)?
  • Ist die Schutzart hoch genug, vor allem auch bzgl. der Anschlüsse?
  • Muss das Gehäuse mehr Geräte aufnehmen (Stromanschluss, PoE-Konverter, Adapterabel, Temperatursensoren, Heizspirale, ...)?
  • Wo und wie soll das Gehäuse befestigt werden (Schellen für Wandmontage, ...)? Man beachte auch
    • Wird das Gehäuse direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt, können im Inneren hohe Temperaturen auftreten, was zu vermeiden ist.
    • Wird das Gehäuse zu tief am Boden aufgehängt, wird es im Winter vielleicht zugeschneit, was Gehäuse oder Router beschädigen kann (Gewicht, Tauwasser)
    • Schutz vor Vögeln und deren Ausscheidungen (Netz, Spikes, ...)
    • Stabile Befestigung bezüglich Sturm
    • Erdung und Blitzschutz
  • Stromversorgung des Geräts

Man muss sich ebenfalls Gedanken um den zu verwendenen Router machen, vor allem

  • Abmessungen seiner Hauptplatine oder seines Gehäuses
  • Energiebedarf und Energieversorgung
  • Betriebstemperatur, zulässige Luftfeuchtigkeit
  • Sendeleistung und Bereichsabdeckung, nötige Antennen

Sehr gut geeignet für den Einsatz in einer Outdoorbox sind Geräte wie die Ubiquiti RouterStation Pro, RouterStation, LiteStation o.ä., weil sie ohne Gehäuse geliefert werden, Steckplätze für mehrere! WLAN-Karten und auch ansonsten eine sehr gute Ausstattung haben. Einige Modelle wie die Pro werden direkt mit vorinstalliertem OpenWrt ausgeliefert.

Beispielkonfiguration

Um einen Überblick über die benötigten Teile zu bekommen folgt eine Artikelliste einer Outdoor-Box aus Bremen (siehe Bild unten). Alle Teile wurden bei Conrad gekauft, sind aber auch bei anderen Läden zum selben Preis oder günstige zu erwerben:

  • IP68-Zertifiziertes Plastikgehäuse
    • 534360, Universal-Gehäuse ABS Licht-Grau 186 x 146 x 75 Hammond Electronics RP1285 1 St.
  • Kabelverschraubungen für das LAN-Kabel
    • 532212, Kabelverschraubung M20 Polyamid Licht-Grau Wiska 10066412 1 St.
    • 532264, Gegenmutter M20 Polyamid Licht-Grau Wiska 10060772 1 St.
    • 531627, Dichtring M20 Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk Schwarz (RAL 9005) Wiska 10062803 1 St.
  • Kabelverschraubungen für die Antenne(n) mit größerem Durchmesser
    • 532213, Kabelverschraubung M25 Polyamid Licht-Grau Wiska 10066413 1 St.
    • 532265, Gegenmutter M25 Polyamid Licht-Grau Wiska 10060773 1 St.
    • 531644, Dichtring M25 Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk Schwarz (RAL 9005) Wiska 10062804 1 St.
  • POE-Adapter um Router gleichzeitig mit Strom und Daten versorgen zu können
    • DIGITUS Passiv PoE Kabelset Artikel-Nr.: DIGITUS DN-95001, (nicht über Conrad bezogen)

Macht insgesamt ca. 22€.

Stromversorgung

Die Installation der Stromversorgung muss fachgerecht nach VDE-Richtlinien erfolgen!

Meistens hat man am Installationsort keinen Stromanschluss verfügbar. Es gibt hauptsächlich vier Möglichkeiten, um den Router mit Energie zu versorgen:

  • Man legt einen 230V-Verlängerungsstecker in das Gehäuse, aber dadurch wird die Installation größer, aufwendiger und teurer wegen des zusätzlich zu legenden Stromkabels, sowie anfälliger für Kurzschlüsse, sollte die Feuchtigkeit im Inneren ansteigen.
  • Über nicht zu lange Strecken kann man einen Gleichstromanschluss in das Gehäuse legen. Die verwendete Leitung darf nicht zu dünn sein, weil sich das Kabel durch den Eigenwiderstand erhitzt, wenn hohe Ströme über das Kabel fließen. Man kann dafür achtadriges Ethernetkabel verwenden, denn für einen 100MBit-Anschluss werden nur vier Adern benötigt, die anderen können für Strom genutzt werden. Informationen dazu liefert der Artikel Power-over-Ethernet-Adapter.
  • Dies läuft bereits auf Power over Ethernet (PoE) hinaus, worauf hier genauer eingegangen wird.

Power over Ethernet

Bei PoE wird der benötigte Strom mit über das Ethernetkabel übertragen. Für 100MBit-Anschlüsse kann dafür auf vier freie Adern eines 8-adrigen Kabels zurückgegriffen werden, bei einem Gigabitanschluss muss der Strom als Phantomspeisung aufmoduliert werden, weil Gigabit alle acht Adern des Kabels verwenden muss.

Die meisten Home-Router unterstützen allerdings leider kein PoE, sondern benötigen ein Netzteil. In diesem Fall benötigt man ein PoE-Kit, bestehend aus einem PoE-Injector und einem PoE-Splitter. Der Injector moduliert auf das Netzwerkkabel zum Router den Strom auf, der Splitter führt ihn für den Router wieder von dem Kabel ab und stellt für den Router einen gewöhnlichen Netzwerkanschluss und einen Stromanschluss zur Verfügung.

Wenn der Router an einen PoE-fähigen Netzwerkswitch angeschlossen wird (erfreulicherweise kommen diese zunehmend in den Konsumerbereich), wird die Stromversorgung vom Switch bewerkstelligt, so dass man auf einen Injector verzichten kann. Man ist in dem Fall höchstens noch auf einen Splitter angewiesen. Ein PoE-Switch mit einem PoE-Router hat natürlich den geringsten Hardwareaufwand, weil diese nur mit einem Netzwerkkabel verbunden werden.

Gigabit-PoE-Kits und -Switches kosten natürlich mehr Geld: PoE-Kits zur Zeit etwa dreimal so viel wie die 100MBit-Version. Dafür handelt es sich um eine Investition in die Zukunft: 100MBit-Netzwerkkarten werden immer seltener verbaut und an Gigabit-WLAN wird schon gearbeitet.

Hinweis zu Ethernet over Powerlan

Es ist auch möglich, die Outdoor Box mit einer Ethernet over Powerlan-Bridge (Powerline) zu betreiben, was umgekehrt analog zu PoE funktioniert (hier werden Daten auf das Stromkabel moduliert). Von Powerline ist jedoch grundsätzlich abzuraten, weil Stromleitungen nicht abgeschirmt sind und daher wie eine große Kurzwellenantenne funktionieren (siehe [1])! Trotz Herstellerangaben halten solche Geräte die nötigen Grenzwerte nicht ein. Deshalb zieht die Regulierungsbehörde sie bei Störungen ein. Als Freifunker sollte man rücksichtsvoll mit anderen Funkdiensten umgehen und auf diese Technologie verzichten.

Blitzschutz, Erdung, Potentialausgleich

Zur Energieversorgung gehört natürlich auch eine korrekte Erdung. Die einfachste Möglichkeit auf Dächern ist die Nutzung der Blitzableiter-Leitung, an der man das Gehäuse und die Antenne mit einem Erdungskabel ausreichenden Kabelquerschnitts und einer passenden Schelle erden kann.

Solar-Panel und (Auto-)Batterie

Alternativ kann man einen Router auch mit Solar-Panel und (Auto-)Batterie betreiben.

Auch ein Projekt, einen kleineren Router mittels Solarpanel zu versorgen, ist Moonys Solar Router

Tips zur Geräteinstallation

Zur Installation des Gehäuses gibt es bzgl. der Wetterfestigkeit ein paar einfache Tips zu beachten, weil Wasser immer seinen Weg findet:

  • Dichtfett um Stecker und Kabeldurchführung schützt zusätzlich vor dem Eindringen von Feuchtigkeit
  • Kabel und Antennen sind so aus dem Gehäuse zu führen, dass an ihnen herablaufendes Wasser gar nicht bis zur Kabeldurchführung laufen kann
    • seitlich oder am Boden herausführen
    • das Kabel in einer Schlaufe legen (auch um das Dach trocken zu halten, wenn das Kabel unter einem Dachziegel durchgeführt wird)
  • Dem Gehäuse ein paar Tütchen Silica (Kieselgel) beilegen, wie sie vom Versand oft mit empfindlichen Elektroteilen verpackt werden, um Kondensfeuchtigkeit im Inneren niedrig zu halten
  • Bei stark schwankenden Temperaturen lohnen sich unter Umständen Überlegungen in Richtung Heizung oder Klimatisierung

Kennzeichnung

Es ist empfehlenswert, auf dem Gehäuse eine Kennzeichnung vorzunehmen, dass das Gerät zum Freifunknetzwerk gehört (z.B. das Logo anbringen wie auf dem Bild zum Artikel zu sehen), wie das Gerät heißt, welche IP-Adresse es hat und wer der Ansprechpartner ist. Spätestens wenn die Dächer voll mit solchen Kästen sind, wird man bei der Fehlersuche dankbar für eine gute Beschriftung sein.

Siehe auch

Außengehäuse und Antennenbau

Wie eine Outdoorbox im Einsatz aussieht zeigt Flo Fleissig in seinem Videoblog auf Perspektive89.

So sieht ein preiswertes Außengehäuse für einen LaFonera Router aus

WRT Außengehäuse mit Fensterbankschraubhalterung für Mietwohnungen

WRT Außengehäuse mit Fensterklemmhalterung für Mietwohnungen

http://wiki.freifunk-hannover.de/Fensterhalter

Wie man auch als Nicht-100%iger Profi eine Antenne bauen kann..

Bilder von Outdoor-Boxen

Outdoorbox mit POE Outdoorbox Outdoorbox Outdoorbox

Weblinks