FAQ Technik
Fragen, Antworten, Hilfen
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Auf dieser Seite werden "häufig gefragte Fragen" (Frequently Asked Questions) zur Freifunk-Technik beantwortet.
Freifunk-Technik allgemein
Was ist am Freifunk-Netzwerk anders als in üblichen WLAN-Netzwerken?
Normalerweise verbinden sich in WLAN-Netzen die Clients mit einem Access Point, und alle Daten fließen über den Access Point. Zwischen den Clients findet kein direkter Datenfluss statt; die Reichweite des Netzes ergibt sich aus der Reichweite des Access Points.
Im Freifunk-Netzwerk bzw. in allen Netzen, die Meshing-Technik benutzen, sind die einzelnen Clients (dann: Nodes oder Knoten) gleichberechtigt und können auch Daten "im Auftrag" weiterleiten. Jeder neue Node erweitert also auch die Reichweite des Netzes.
Technisch wird das wie folgt realisiert.
- Auf Ebene der WLAN-Konfiguration wird das Netz im Ad Hoc-Modus statt im sonst üblichen Infrastructure-Modus betrieben. Die Nodes sind dadurch nicht fest an einen Access Point o.ä. gebunden. Gleichzeitig müssen aber auch einige Dinge, die sonst der zentrale Access Point übernehmen würde, von Hand konfiguriert werden (z.B. die eigene IP-Adresse).
- Auf Ebene des TCP-Netzwerks wird ein Programm (wie OLSR oder B.A.T.M.A.N.) zum flexiblen Routing der Daten betrieben, das sich einen Überblick über die aktuelle Struktur des Netzwerks verschafft (welche Nodes haben wie gute Verbindung zu anderen Nodes) und eingehende und ausgehende Daten entsprechend adressiert (routet).
Für den Endanwender ergeben sich zur Teilnahme am Freifunk-Netzwerk zwei Möglichkeiten:
- Die aktive Teilnahme am Freifunk-Netzwerk - das Aufsetzen eines Freifunk-Nodes und das Erweitern des Freifunk-Netzwerks - bedingt etwas Konfiguration. Prinzipiell könnte ein Freifunk-Node auf z.B. einem Notebook realisiert werden, in der Praxis ist es jedoch am einfachsten, einen speziellen Freifunk-Access Point aufzusetzen.
- Will man nur das Freifunk-Netzwerk benutzen, kann man sich mit dem eigenen Endgerät (Notebook, Smartphone...) bei den meisten Freifunk-Access Points "ganz normal" per WLAN einbuchen: Die Freifunk-Access Points stellen häufig zusätzlich zum Freifunk-Ad Hoc-Netzwerk auch einen Zugangspunkt im Infrastruktur-Modus bereit, den Endgeräte auch ohne besondere Software oder Konfiguration nutzen können.
Wie das Netz vor Ort genau konfiguriert ist, hängt von der jeweiligen Freifunk-Community ab.
In der WLAN-Übersicht sehe ich Freifunk-Netze. Kann ich teilnehmen?
Wenn die Signalstärke gut ist, höchstwahrscheinlich ja. Nimm am besten Kontakt mit der Freifunk-Community vor Ort auf und besorge dir einen passenden Router für Freifunk.
Ich habe bereits Internet zuhause. Kann ich trotzdem teilnehmen?
Gerne. Am einfachsten ist es vermutlich, am bestehenden Router einen weiteren Router mit Freifunk-Firmware anzuschließen. Ganz toll wäre es, wenn Du dabei den Zugang zum Internet auch dem Freifunk-Netzwerk zur Verfügung stellen würdest.
Was kann ein typischer Freifunk-Router denn alles?
Ein Router mit OpenWrt in "Freifunk-Konfiguration" wird typischerweise folgendes tun - die Details können natürlich je nach Firmware von Community zu Community unterschiedlich sein:
- Per WLAN werden mehrere Netze aufgespannt.
- Das Freifunk-Mesh-Netzwerk im Ad Hoc-Betrieb. Hierüber werden mit den anderen Freifunk-Nodes Daten ausgetauscht. Die IP dieses Interfaces ist fest und muss im Freifunk-Netzwerk für den Router einmalig reserviert werden. Ebenso sind weitere im Ad Hoc-Betrieb wesentliche Parameter (Kanal, ESSID, BSSID) jeweils fest auf das jeweilige Freifunk-Netz zu konfigurieren.
- Ein Freifunk-Netzwerk im Infrastructure-Modus, mit dem sich normale Clients (Notebooks, Smartphones) mit dem Router und dem Freifunk-Netzwerk als reine "Konsumenten" verbinden können. Die Clients bekommen vom Router per DHCP ganz normal eine IP zugewiesen.
- Falls der Freifunk-Router mit seinem WAN-Anschluss an ein anderes Netzwerk angeschlossen (z.B. ein DSL-Router oder Kabelmodem) ist, kann darüber Internet im Freifunk-Netzwerk freigegeben werden. Wie das im Detail geht, hängt von der lokalen Community ab.
Abweichende Konfigurationen sind natürlich möglich. Dies setzt jedoch entsprechende Kenntnisse zur Konfiguration der Firmware bzw. OpenWrt voraus. Dabei hilft dir die lokale Freifunk-Community sicherlich ggf. gerne.
Wird das im WLAN nicht eng?
Die einfacheren WLAN-Router haben nur ein WLAN-Interface und können entsprechend nur auf einem Kanal funken. Daraus folgt, dass die oben erwähnten WLAN-Netze alle auf demselben Kanal liegen. Bessere Router haben zwei WLAN-Interfaces (2,4 GHz und 5 GHz, "Dual Band"), man kann die Netze also auf die beiden Interfaces aufteilen. Ebenso ist es prinzipiell mit etwas Konfiguration in OpenWrt möglich, z.B. weitere USB-WLAN-Sticks über den Router anzusteuern. Ggf. kann dir deine lokale Freifunk-Community sicherlich helfen.
Wie sind die typischen Reichweiten?
Kommt ganz drauf an. In einem Gebäude bei 2,4 GHz kommt eine brauchbare Verbindung typischerweise durch eine, maximal zwei Wände zustande, Stahlbeton blockt evtl. bereits komplett. In einem Gebäude bei 5 GHz kommt eine gute Verbindung normalerweise nur im gleichen Raum zustande. Durch die scheibenförmige Ausbreitungscharakteristik der Omni-WLAN-Antennen ist die Reichweite im gleichen Stockwerk etwas höher als in andere Stockwerke.
Außerhalb von Gebäuden sind im Optimalfall und mit Richtantennen Reichweiten von mehreren Kilometern erreichbar. Innerhalb von Städten sieht das aber wieder anders aus; insbesondere das 2,4 GHz-Band ist dort bereits durch private APs stark strapaziert. In der Straßenschlucht einer typischen Wohngegend lassen sich bei 2,4 GHz aufgrund der Störungen teilweise kaum Strecken von einigen dutzend Metern überbrücken. Bei 5 GHz sieht das besser aus, allerdings muss dort DFS beachtet werden.
Hardware
Brauche ich einen Access Point?
Nicht unbedingt, mit einem normalen Client (Smartphone, Notebook) kannst du dich auch bei den meisten Freifunk-Nodes einbuchen. Dadurch erweiterst du das Netz aber nicht, sofern das Gerät als normaler WLAN-Client auftritt.
Durch den Betrieb eines Freifunk-Access Points wirst du selbst zu einem Teil unseres freien Netzwerks. Dadurch hilfst du dem Netz zu wachsen und ermöglichst dadurch wiederum anderen, sich über den von dir betriebenen Access Point mit dem Freifunk-Netz zu verbinden. Also: Du brauchst nicht, aber du solltest.
Kann man auch alte PCs, Notebooks usw. als Freifunk-Node benutzen?
Ja, auch diese lassen sich, sofern die WLAN-Karte den Adhoc-Modus unterstützt, als vollwertiger Freifunk-Node einsetzen. Sofern der PC aber nicht sowieso die ganze Zeit läuft, ist es wegen seiner relativ hohen Stromkosten vermutlich günstiger, einen eigenen Freifunk-Router aufzustellen. Ein paar Anleitungen zu Freifunk auf dem PC:
- OLSR auf Linux/Mac OS X/Windows/Nokia N810
- B.A.T.M.A.N. lässt sich auf PCs analog wie unter BATMAN-Konfiguration beschrieben einrichten
Welcher Router ist für Freifunk empfehlenswert?
Grundsätzlich ist jeder Router geeignet, der von OpenWrt unterstützt wird.
Am besten sollte ein Router genutzt werden, der in der jeweiligen Community gängig ist, also in der Community fragen.
An dieser Stelle werden keine konkreten Empfehlungen (mehr) ausgesprochen, weil die Infos recht schnell veralten und auch nicht für jede Community zutreffen.
Welche Antenne ist die Richtige?
Meist hängt es stark davon ab, wo man die Antenne anbringen will/kann und wen man mit ihr erreichen will. Im Allgemeinen gibt es zwei verschiedene Signalausbreitungscharakteristiken für WLAN-Antennen, den Rundstrahler (Omni) und die Richtantenne. Neben der reinen Reichweite gilt es auch noch zu beachten, dass die Antenne möglichst wenige Störungen (z.B. von nicht-Freifunk-APs in der Nähe) einfangen sollte. Einfach nur Antennen mit hohem Gewinn anschrauben ist also nicht unbedingt zielführend, gerade in Innenstädten mit hoher AP-Dichte.
Weitere Informationen gibt es unter Antennen - Antennen-Technik allgemein - bzw. unter WLAN-Antennen speziell mit Bezug auf WLAN. Erfahrungen zur Reichweite verschiedener Router- und Antennenkombinationen gibt es im Artikel Reichweite.
Bei den ab 802.11n üblichen MIMO-Konfigurationen (zwei oder mehr Antennen) gibt es zwei Möglichkeiten:
- Alle Antennen sind vom gleichen Typ und werden in etwa der gleichen Ausrichtung angebracht. Dann sollte MIMO weiterhin funktionieren und Datenraten >150MBit möglich sein.
- Nur eine Antenne wird benutzt. Dadurch limitiert man das Gerät auf einen Stream und damit im Optimalfall 150MBit.
Mischkonfigurationen oder stark unterschiedliche Ausrichtungen der Antennen (z.B. Richtantennen in unterschiedliche Richtungen) funktionieren nicht mit MIMO zusammen, außerdem kann die große Collision Domain, die sich typischerweise aus diesen Konfigurationen ergibt, dafür sorgen, dass der Router dank CSMA/CA kaum zum Senden kommt, woraus sich eventuell unnötig schlechte Übertragungsraten ergeben.
Rundstrahler (Omnis)
Rundstrahler sind meist Stabantennen, wie sie bei Routern und APs werksseitig genutzt werden. Sie haben die Eigenschaft, das Signal 360 Grad um die Antenne herum abzugeben. Die Signalausbreitung nach "oben" und "unten" ist um so geringer, je länger die Antenne ist: Höherer Antennengewinn/dBi, flachere Ausbreitung. Ein Rundstrahler ist daher geeignet, das Signal auf der gleichen Ebene (z.B. Stockwerk, sehr nahegelegene Hausdächer mit Sichtkontakt) auf kurze Entfernung zu verteilen. Rundstrahler mit hohem Gewinn fangen auch viele Störungen ein, ihr Einsatz ist also nicht in jedem Fall ratsam, zumal auch ihre flachere Ausbreitungscharakteristik selten erwünscht ist.
Richtantenne (zB. BiQuad, Dose, Yagi)
Im Gegensatz zu Rundstrahlern breitet sich das Signal einer Richtantenne nur in eine bestimmte Richtung aus. Durch diese Bündelung des Signals wird ein höherer Gewinn erreicht als beim Rundstrahler, wodurch sich Richtantennen besonders für größere Entfernungen anbieten.
Richtantennen sind etwas für Fortgeschrittene und sollten am besten nur in Absprache mit der Gegenstelle eingesetzt werden. Unter anderem sorgen "wild" eingesetzte Richtantennen für ein starkes Auftreten des Hidden Node-Problems; da die per Richtfunk sendende Station andere eventuell gleichzeitig zum Ziel-AP sendende Stationen nicht sieht, stört diese Station eventuell stark. Entsprechend werden Richtantennen normalerweise eher für reine 1:1-Richtverbindungen eingesetzt oder nach spezieller Konfiguration.
Wie bastele ich einen wetterfesten Freifunk-Router?
- siehe Kategorie:Hardware:Outdoor
- IP65-geeignete Gehäuse
- Outdoorbox im Leipziger Wiki
Allgemein zum Außenbetrieb relevante Artikel:
- Power-over-Ethernet-Adapter – Bei Power-over-Ethernet – kurz PoE – werden nicht nur die Daten, sondern auch die Stromversorgung über das Ethernetkabel geschickt. Das ist sehr praktisch, weil es auf Dächern oder anderen abgelegenen Orten selten eine Steckdose gibt.
- Antennen, spezielle WLAN-Antennen und Antennenstecker
Wie bekomme ich ein Kabel durch ein Fenster?
Siehe Kabel durchs Fenster.
Software/Firmware
Die Firmware eines Routers ist das Betriebssystem eines Routers oder Access Points. Die Hersteller dieser Geräte verwenden eine eigene Firmware, die typischerweise darauf ausgelegt ist, ein einfaches und privates WLAN im Infrastruktur-Modus zu betreiben.
Welche Firmware ist Freifunk-fähig?
Die einzelnen Communities stellen meist eigene angepasste Firmwares zur Verfügung. Details lassen sich in der Übersicht der Freifunk-Communities bzw. im Artikel Freifunk-Firmware nachlesen.
OpenWrt kann seit Version Kamikaze (2008) direkt für Freifunk verwendet werden, woran u.a. die Hallenser und Leipziger Freifunker in Zusammenarbeit mit dem OpenWrt Team sorgten. Als Webinterface dient die Software LuCI, für die es auch vorkonfigurierte Freifunk-Plugins und Themes gibt.
Der Freifunk Augsburg entwickelte den sogenannten ImageBuilder, mit dem man innerhalb weniger Minuten eine passend ausehende und vorkonfigurierte, freifunkfähige Firmware erzeugen kann, die auf der aktuellen Version von OpenWrt basiert (zur Zeit ein aktueller Snapshot von OpenWrt Backfire). Wer von seiner Community kein vorgefertigtes Firmware-Image bekommt, kann den ImageBuilder als Standardmethode verwenden, um seinen Router freifunktauglich zu machen.
Welche Punkte sollte ich in Sachen Sicherheit beachten?
Tipps zur Nutzung von offenen WLANs bzw. dem Internet im allgemeinen können im Artikel Sicherheit nachgelesen werden.
Welche Software ist im Zusammenhang mit Freifunk besonders relevant?
OLSR
OLSR ist ein sogenanntes Routing-Protokoll, das für Freifunk-Netze verwendet wird. Es ist gut an die Bedürfnisse in einem Mesh-Netzwerk angepasst und zur Zeit das Standardprotokoll bei Freifunk. Man kann dieses Protokoll auch auf seinem Computer verwenden, wenn man eine WLAN-Karte eingebaut hat. Dazu muss man den zugehörigen Dienst olsrd auf seinem Computer passend konfigurieren. Dann wird auch dieser zu einem Knoten im Freifunk-Mesh. Die Software gibt es für Windows, Linux, MacOS.
B.A.T.M.A.N.
B.A.T.M.A.N. (BETTER APPROACH TO MOBILE ADHOC NETWORKING) ist ein weiteres Routingprotokoll, welches aktuell von der Freifunk-Szene entwickelt wird. Es soll OLSR ablösen.
Freimap
Freimap is a visualization and analysis environment for community mesh networks, such as for example Freifunk.net.
Horst
horst is a scanning and analysis tool for IEEE802.11 wireless networks and especially IBSS (ad-hoc) mode and the OLSR mesh routing protocol. it can be used discover the best OLSR nodes in the neighbourhood, to optimize antenna positions and to discover problems in the mesh network.
