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Übersicht über Power over Ethernet (PoE)

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Bei vielen Anwendungen nutze ich Power over Ethernet (= PoE). Ist doch praktisch: ein Netzwerkabel wird für die Anwendung oft sowieso benötigt, dann kann man es auch gleich nutzen, um das Endgerät mit Strom zu versorgen. Außerdem ist oft keine Steckdose, wo man sie benötigen würde. Ich habe grundsätzlich nur gute Erfahrungen damit gemacht, teilweise entstehen durch die Nutzung von PoE auch neue Möglichkeiten. Es gibt jedoch verschiedene Standards und Varianten – und die müssen zusammenpassen. Hier also eine kleine Übersicht, die meinen Wissensstand und meine Erfahrungen widerspiegeln.

Im Wesentlichen sehe ich zwei große Varianten an PoE:

  • Passives PoE und
  • PoE nach 802.3af oder 802.3at (auch aktives PoE genannt, bzw. PoE+ bei 802.3at)

Beachtet, dass diese Varianten nicht miteinander kompatibel sind.

Passives PoE

Bei passivem PoE werden mehrere Adern des 8-poligen-Gigabit-Ethernet-Kabels für die Übertragung von Strom genutzt. Meist werden die Adern 4+5 für + und 7+8 für – genutzt. Hier wird einfach Strom von einem Netzteil (auch Injector genannt) durchgeschickt. Grundsätzlich sollte man hier vorsichtig sein, dass man (a) die richtige PoE-Variante einsetzt, (b) die korrekte Spannung überträgt und (c) das Endgerät das unterstützt. Sonst könnte es passieren, dass eine Netzwerkkarte defekt wird, wenn ihr einfach über diese PINs der Strom geschickt wird.

Es gibt viele gängige Varianten, die sich meist durch die Spannung unterscheiden. Bei Ubiquiti und Mikrotik findet man meist 24V passive PoE, in anderen Anwendungen (zB. Videokameras) kommt oft 12V zum Einsatz. Vereinzelt sieht man 5V, hier habe ich die Erfahrung gemacht, dass bei größeren Kabellängen (bereits so ab 10m) der Spannungsabfall relevant wird, von 5V würde ich also abraten bei passive PoE.

In den meisten Anwendungen sieht man, dass ca. 2,1 bis max. 2,5 Ampere übertragen werden. Je nach Spannung kann man also leicht ausrechnen, wieviel Leistung mit dieser Variante zur Verfügung gestellt werden kann. Bei 24V mit 2,1A sind das bereits gut 50 Watt, bei 12V die Hälfte.

Passives PoE heißt also so, weil es einfach Strom durchschickt, ohne weiterer Überprüfung oder Logik.

PoE & PoE+ nach 802.3af und 802.3at

Man sieht an der Überschrift: diese Variante ist genauer standardisiert. Die IEEE hat im Standard 802.3af und 802.3at genau spezifiziert, wie PoE durch das Netzwerkkabel geschickt wird und viele Hersteller nutzen diesen Standard. Das erhöht natürlich die Kompatibilität und so wird es möglich, einen PoE-fähigen-Switch mit beliebigen Endgeräten zu verbinden.

PoE und PoE+ orientieren sich an 48V (Nominalspannung), tatsächlich sieht der Standard 36V bis 57V vor. Das ist schon vernünftig aufgrund der Robustheit bei längeren Ethernet-Verbindungen.

Meines Wissens nach unterscheiden sich PoE (IEEE 802.3af) und PoE+ (IEEE 802.3at) vor allem aufgrund der maximal vorgesehenen Leistung. Diese wird beim Anschluss des Kabels „detektiert“, dafür gibt es einen ausgeklügelten Mechanismus, der den Widerstand des Engerätes misst und darüber erfährt, welchen Standard und welche Leistungsklasse das Endgerät unterstützt. Tolle Sache, va. ist hier auch abgesichert, dass ein Endgerät ohne PoE-Funktion keinen Schaden nimmt und nicht einfach Spannung durchgeschickt wird, wie bei der passiven Variante.

Grundsätzlich würde ich, wenn möglich, dieser Variante von PoE den Vorzug geben.

Falls euch Details zu den Modi, Spannungen, der Detektion und den Leistungsklassen interessiert, möchte ich auf die Wikipedia-Seite verweisen, da diese sehr ausführlich darüber aufklärt: https://de.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet

Anmerken möchte ich noch, dass es auch bei IEEE 802.3af/at eine passive Variante gibt, dort werden die PINs 1+2 für + und 3+6 für – genutzt. Vor allem günstigere Injectoren und Splitter setzen darauf. Bisher habe ich keine Probleme damit gehabt. Splitter nach dem 802.3af/at-Standard haben in allen Kombinationen mit Injectoren & Switches funktioniert.

PoE bei Switches

Es gibt von verschiedenen Herstellern zahlreiche Switches, die PoE unterstützen. Die meisten setzen auch hier auf den 802.3af/at-Standard.

Ich finde es sehr praktisch, dass man von Switches aus direkt die Endgeräte mit Strom versorgen kann. Meistens sind diese Endgeräte WLAN Access Points oder IP Kameras. Ich nutze es aber auch gerne für Raspberry Pi oder Arduinos (und andere IoT-Geräte oder Sensoren).

Ein wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass man am Switch (meist per Webinterface) den Port PoE-mäßig resetten kann. Wenn also eine IP Cam nicht mehr reagiert, kann ich bequem einen Restart auslösen. Das ist vor allem praktisch bei weit entfernten Standorten und erhöht die Betriebssicherheit immens. Manche Switches können auch Endgeräte per PING überwachen, und wenn diese ein paar Minuten nicht mehr erreichbar sind, resetten sie PoE am Port automatisch.

Bei einer Sache muss man jedoch achtgeben: PoE Switches haben meist ein „Power Budget“, also eine maximale Leistung (in Watt), die sie auf einzelnen Ports oder insgesamt(!) bedienen können. Es kann also sein, dass auf einem 24-Port-PoE-Switch, der zB. 70 Watt Power Budget unterstützt, nicht auf jedem Port eine Kamera mit PoE versorgt werden kann. Das sollte man sich vorher überlegen und danach den richtigen Switch mit der richtigen Leistung wählen.

PoE Adapter für DIY-Projekte

Ich werde oft gefragt, welche PoE-Injectoren (= führt die Spannung in das Netzwerkkabel und enthält manchmal direkt das Netzteil) ich verwende und wie ich die Endgeräte anschließe, zB. Raspberry PI.

Ich führe hier also ein paar Geräte an, die kostengünstig sind und mit denen ich gute Erfahrungen gemacht habe. Die Teile sind Großteils bei Amazon erhältlich oder – wenn man mehr Zeit für die Lieferung hat – auch bei Aliexpress.

PoE Injector & Splitter

zB. bei Amazon:


Funkfeuer, HAMnet, Unifi, WLAN

Unifi AP AC Mesh Erfahrungsbericht

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An den vielen anderen Beiträgen zum Thema Ubiquiti Unifi könnt ihr erkennen, dass ich diesem System bereits an mehreren Standorten vertraue. Bisher hat sich die Wahl für Unifi für mich bewährt: das System ist einfach zu bedienen, stabil im Betrieb und bietet alle Features, die ich benötige. Vor kurzem (Dezember 2016) sind neue Produkte von Ubiquiti erschienen, die auch im Freien die aktuellen WLAN-Standards kostengünstig bieten.

Das bisherige Dilemma im Outdoor-Bereich

UAP AC Mesh passt dank mitgeliefertem Adapter problemlos in die vorhandene Wandhalterung

Für den Innenbereich habe ich bereits in anderen Beiträgen entsprechende Produkt vorgestellt. Allerdings gab es bisher keine sinnvoll erschwinglichen Outdoor Access Points, die auch 5 GHz mit 802.11ac abdecken. Das war bislang ein großes Manko. Entweder man nimmt den

Unifi Mesh

Zum Glück gibt es nun zwei neue Produkte, die diese Lücke schließen:

Beide sind für den Außeneinsatz gerüstet, unterstützen 2,4 GHz und 5 GHz inklusive 802.11ac und DFS. Und das zum erschwinglichen Preis (Stand Jänner 2017: knapp über € 120,- für den Unifi UAP AC Mesh und etwa € 200, für den Unifi UAP AC Mesh Pro).

UAP AC Mesh

Der Unifi UAP AC Mesh hat das Potenzial, mein neues Standardgerät zu werden. Es ist auch für den Innenbereich fesch, bietet alle gängig benötigten Technologien und unterstützt die PoE Varianten „24V Passive PoE“ und „802.3af Alternative A“, wodurch es im Privatbereich günstig eingesetzt, aber auch an bestehende Switches im Firmenbereich angeschlossen werden kann:

  • ein Gerät für indoor & outdoor
  • lässt sich mit vielen bestehenden PoE-Switches nutzen, da es zwei Standards für die PoE-Versorgung unterstützt:
    • 24V Passive PoE (alter Ubiquiti/Mikrotik/etc. Standard)
    • 802.3af (Alternative A; vmtl. auch an 802.3at nutzbar)
  • unterstützt beide WLAN Frequenzen: 2,4 GHz und 5 GHz
  • erfüllt mit 802.11ac und 2×2 MIMO die modernsten WLAN-Standards mit Geschwindigkeiten bis 867 MBit/s. Und ist kompatibel zu 802.11a/b/g/n/ac.
  • bindet sich in bestehende Unifi-Management-Umgebungen ein und bietet somit zentrale Konfiguration & Monitoring. Optional kann der AP selbstständig mit unabhängiger lokaler Konfiguration betrieben werden.
  • abnehmbare Antennen. Der APs enthält Montagevorrichtungen, um mit externen Antennen zB. für bestehende Sektor- oder Panelantennen betrieben zu werden.
  • VLANs und 802.1q. Für mich immer wichtig, mehrere Netze über VLANs zuführen zu können und als separate SSIDs auszusenden (4 SSIDs sind gleichzeitig je Frequenz je AP möglich, die beiden Frequenzen können für unterschiedliche SSID-Konfigurationen genutzt werden)

Außerdem kann der UAP AC Mesh an vorhandene Wandhalterungen oder Antenna mounts  (zB. AirMax Antennen oder Unifi Sektor-Antennen) montiert werden (zB. für die Rocket-Serie).

UAP AC Mesh Pro

Was mir zum Unifi UAP AC Mesh Pro als erstes auffällt: er ist erheblich größer! 34,32×18,12 cm ergeben eine ziemlich eindrucksvolle Fläche, für eine Außenmontage auf einem Mast werde ich hier die Windlast speziell berücksichtigen.

Obwohl das Gerät wie eine Panelantenne aussieht, handelt es ich um einen Rundstrahler. Drei Antennen mit 8 dbi Gewinn sind verbaut, wodurch 3×3 MIMO möglich ist und nominal 5 GHz 802.11ac 1.300 MBit/s (1,3 GBit/s!), sowie für 2,4 GHz 450 Mbit/s möglich werden. Natürlich werden die Bandbreiten nur erreicht, wenn auch das Endgerät das Senden und Empfangen über 3 Antennen ermöglicht.

Hinsichtlich PoE wird beim Pro nur 802.3af unterstützt.

Erwähnenswert ist noch, dass der Pro über zwei Gigabit-Ethernet-Ports verfügt, wodurch es möglich ist, weitere Access Points „hinter“ dem Unifi UAP Mesh Pro zu betreiben (Daisy Chain).

Mesh?

Ich finde den Namen „Mesh“ etwas verfänglich: bei Mesh Network denke ich immer an Netztopologien ähnlich zu Funkfeuer. Also zu weit verteilten Netzen, wo WLAN-Systeme oder -Knoten mit mehreren anderen Systemen oder Knoten verbunden sind.

Für die hier beschriebenen Produkte finde ich das nicht ganz passend: Unifi Systeme können zwar über „Wireless Uplink“ einen Access Point über einen anderen AP anbinden. Allerdings kann ein AP, der nur ohne Kabel verbunden ist, das Signal nicht an noch einen weiteren AP weiterreichen.
(Update Februar 2017: siehe Kommentar von Harry unten, es ist bei den Mesh-Produkten möglich, auch mehrere Access Points untereinander über Wireless Uplink zu verbinden: https://help.ubnt.com/hc/en-us/articles/115002262328-UniFi-Feature-Guide-Wireless-Uplink).

Unpacking

Ich habe mich bemüht, recht zeitig nach Erscheinen der Produkte zwei Unifi UAP AC Mesh zu bestellen, da ich schon dringend ein paar Außenbereiche mit WLAN versorgen müsste, das aber bisher nur halbherzig gemacht habe, da ja die bisher verfügbaren Produkte nicht zufriedenstellend waren.

Ubiquiti hat scheinbar das Design des Zubehörs angepasst. Neu ist nämlich, dass das Netzteil und das Kabel weiß – wie der AP selbst – sind. Das Netzteil entspricht den Spezifikationen der bisherigen Produkte für 24V Gigabit passive PoE (0,5 A), ich finde abgesehen von Farbe (und der abgerundeten Form) keine technischen Unterschiede. Jedenfalls möchte ich darauf hinweisen, dass – obwohl ältere Netzteile funktionieren – darauf geachtet werden soll, dass Gigabit unterstützt wird. Schließlich ermöglicht der Access Point ja Bandbreiten, bei denen man nicht möchte, dass dann das Netzteil zum Flaschenhals wird.

Ansonst wirkt der Access Point robust, die beiden Antennen sind abschraubbar (RP-SMA-Anschlüsse). Es können also jederzeit externe Antennen angeschlossen werden. UAP AC Mesh können gemeinsam mit AirMax-Antennen oder -Sektor-Antennen genutzt werden, die bisher zB. für die Rocket-Produkte oder Outdoor+/Outdoor5  gedacht waren.

Eine Signal-LED auf der Seite des Access Points zeigt – wie auch bei anderen Unifi-Produkten üblich – den Status des Access Points:

Das Einbinden in den Unifi Controller funktioniert problemlos. Das Gerät wird sofort erkannt, ein Software-Upgrade wird angeboten und man kann es problemlos adoptieren. ich habe das richtige Profil zugewiesen und kurz darauf haben sich schon die ersten Clients verbunden. Fertig.

Das ging wirklich so schnell, dass ich dann noch versucht habe, den Unifi UAP AC Mesh über einen Wireless Uplink einzubinden. Auch hier hat alles klaglos funktioniert.

Die Signalstärken sind einwandfrei: auch mit zwei Wänden und einem Abstand von 25 Metern zum Access Point bekomme ich -65 dB angezeigt.

Fazit

Ich werde wohl vermehrt auf den Unifi UAP AC Mesh setzen, nachdem er universell in Gebäuden wie im Freien eingesetzt werden kann. Der Unifi UAP AC Mesh Pro bietet in Umgebungen mit vielen Clients aufgrund der zusätzlichen Antenne Vorteile, ich habe jedoch kaum Umgebungen, bei denen ich > 30 Geräte je AP versorgen muss.

Allgemein, Amateurfunk, Funkfeuer, HAMnet, Unifi, WLAN

Empfehlung: externe RP-SMA-Antennen

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Ich habe mit den mitgelieferten Antennen bei Access Points mit verschiedenen Herstellern sehr unterschiedliche (und oft schlechte) Erfahrungen gemacht.

RP-SMA Buchse

Da zum Glück die meisten Hersteller RP-SMA-Anschlüsse verbauen, habe ich mir folgende Antennen in größerer Stückzahl zugelegt und tausche sie nun regelmäßig gegen die ursprünglich mitgelieferten. Auch im Outdoor-Bereich habe ich damit seit zwei Wintern keine Probleme gehabt, obwohl die Antennen nur für indoor designed sind:

2,4 GHz und 5 GHz 8 dbi RP SMA Antenne

Die Modellbezeichnung ist bei Amazon Huacom HCM82. Eigentlich habe ich die Antenne ursprünglich auf Aliexpress gefunden und getestet. Sie ist quasi baugleich mit dem Modell, das auf Amazon angeboten wird, mittlerweile ist sie auf Aliexpress sogar teurer.

Die Antenne ist für 2,4 GHz und 5 GHz WLAN geeignet und verfügt über ein Gelenk, über das sie 45° oder 90° „geknickt“ werden kann.

Der Antennengewinn ist mit 8 dbi angegeben. Damit ist auch guter Empfang von weiter entfernten Stationen möglich.

Blick ins Innere: Antennendraht beim Gelenk

Übrigens: in Österreich (ich glaube überall in der EU) ist die maximal zulässige Leistung als e.i.r.p. definiert. EIRP bedeutet, dass die Leistung des Geräts zum Antennengewinn addiert werden muss und dann einen gewissen Wert nicht überschreiten darf. Wenn man jetzt eine stärkere Antenne montiert, sollte man darüber nachdenken, die Leistungsstufe des Geräts zu reduzieren um im gesetzlichen Rahmen zu bleiben.

HAMnet, Unifi, WLAN

Ubiquiti UniFi AC Access Points kurz betrachtet

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In einem früheren Beitrag habe ich bereits beschrieben, warum ich baulich für eine ordentliche WLAN-Versorgung in meiner Wohnung ein ordentliches WLAN-System möchte.

Ich habe mich ja damals für ein Unifi System von Ubiquiti entschieden und das nie bereut. Auch die Migration zur „neuen Generation“ (Wave 2?) von Unifi AC Geräten (AC = sie unterstützen den aktuellen WLAN-Standard 802.11ac) hat problemlos funktioniert.

Nachtrag Jänner 2017: mittlerweile sind auch 802.11ac-fähgie Geräte im leistbaren Segment für Außeninstallationen erschienen, die ich in einem separaten Artikel vorstelle. Diese Geräte eigenen sich auch gut für den Innenbereich.

Hier möchte ich einen die Vor- & Nachteile der einzelnen Produkte diskutieren und meine Erfahrung im Einsatz beitragen.

Folgende Access Points gibt es in dieser Reihe:

  • der Ubiquiti Unifi UAP AC LITE ist übrigens mein Favorit, weil er im Normalfalls ausreichend ist
  • der Unifi UAP AC LR ist das Long Range-Modell mit höherem Antennengewinn und dadurch besserer Reichweite
  • der Unifi UAP AC PRO ermöglicht mit 3×3 MIMO höhere Bandbreiten (kommt aber nur in Frage, wenn die Endgeräte 3×3 MIMO unterstützen)
  • Unifi UAP AC EDU für Campus-Umgebungen ermöglich Durchsagen über eingebaute Lautsprecher

Leider habe ich keine Anwendung für einen Unifi UAP AC EDU und daher keinen testen können.

Unifi UAP AC Lite

Damit fange ich gleich mit meinem Favoriten an: dem Unifi UAP AC LITE Access Point.

Der AC Lite unterstützt beide Frequenzbänder (2,4 GHz und 5 GHz), natürlich den neuen 802.11ac-Standard (ist aber auch kompatibel zu älteren WLAN-Standards 802.11a/b/g/n/ac), liefert mit 2×2 MIMO im 5 GHz-Band bis zu 867 MBit/s zu den Clients und ist dank 24 V passive PoE mit meinem bestehenden System kompatibel. Im 2,4 GHz Band schafft er 300 MBit/s (802.11n).

Das Gerät ist preisgünstig und kann einerseits als eigenständiges Gerät betrieben werden (Konfiguration über Android App) oder wird in das Unifi-System integriert: damit wird der AP von einem Unifi Controller (zB. Ubiquiti Cloud Key, läuft aber auch zB. auf einem Raspberry oder über eine App im Synology NAS) zentral konfiguriert und gemonitored. Das Anlegen oder Ändern einer SSID in einer Umgebung mit vielen Access Points ist somit sehr bequem zu bewerkstelligen. Je AP und Frequenz werden übrigens 4 SSIDs unterstützt.

Dieser Access Point hat für mich das beste Preis-/Leistungsverhältnis. Er erfüllt alle meine Anforderungen. Ich habe damit auch bereits mehr als 30 WLAN-Geräte gleichzeitig erfolgreich bedient und bisher keine Kapazitätsgrenzen kennengelernt.

Auch beim Roaming mit anderen Unifi AC APs gibt es keine Probleme. Ich verwende dazu kein ZH (Zero Handoff, dabei unterstützen die Access Points den Roaming-Vorgang) und es geht trotzdem wunderbar. Ohne ZH kann jeder AP eine anderen Funkkanal nutzen und stört bzw. überlappt nicht mit den anderen APs.

Unifi UAP AC Pro

Der AC Pro Access Point ist dem LITE sehr ähnlich, unterstützt jedoch 3×3 MIMO, wodurch er 1.300 MBit/s (1,3 GBit/s!) zu den Endgeräten verspricht und wird durch PoE (802.3af oder 802.3at) versorgt. Eine Versorgung durch 24 V PoE ist nicht möglich.

Hinsichtlich Management unterstützt der AP Pro alle oben genannten Methoden.

Unifi UAP AC LR

Die Long Range-Version beinhaltet eine Antenne mit höherem Gewinn. Das ist ermöglicht in vielen Ländern eine höhere Reichweite beim Senden. Da in Österreich (und wie ich glaube in der ganzen EU) die Sendeleistung nach EIRP beschränkt ist, darf der AC LR bei korrekter Ländereinstellung bei uns nicht mit voller Leistung senden.

Die „bessere“ Antenne wirkt aber auch empfangsseitig. Und das ist aus meiner Sicht die große Stärke dieses Modells. In schwierigen Umgebungen (zB. Gebäuden mit dicken Mauern) habe ich damit erheblich bessere Ergebnisse erzielt (Bandbreite und Stabilität). Ich bin teilweise ganz erstaunt gewesen, wie zuverlässig der AP LR über große Entfernungen in Gebäuden noch problemlos funktioniert hat.

Fazit: ich empfehle ja normalerweise immer den Ubiquiti Unifi UAP AC LITE, aber für schwierige Funksituationen empfehle ich, auf den Unifi UAP AC LR auszuweichen.

Erfahrungen

Meine Erfahrungen mit diesen Geräten sind jeweils top. Sie funktionieren zuverlässig, haben höchste Kompatibilität (es hat nie Probleme gegeben, dass sich jemand nicht verbinden konnte) und das Management über den Unifi Controller, den ich unter Ubuntu Linux laufen habe, funktioniert super!

Ich verwende die APs gemeinsam mit einem UAP Outdoor und einer Picostation M2 HP und habe auch beim Roaming keine Probleme. (Anmerkung: Der Outdoor+ und die Picostation unterstützen nur 2,4 GHz.  Falls jemand gute Outdoor-APs sucht, gibt es hier in Kürze einen Artikel über die neuen Unifi UAP Mesh (Nachtrag Jänner 2017: der Beitrag ist mittlerweile verfügbar). Die sind moderner und daher empfehlenswerter als der Outdoor+ und die Picostation.)

Näheres zu meiner Konfiguration mit dem Unifi Controller habe ich in einem älteren Beitrag beschrieben. Die Produkte dort sind mittlerweile veraltert, aber die Funktionen des Controllers sind weiterhin gültig.

Ich betreibe mit den Access Points einen Funkfeuer-Hotspot und sehe eigentlich jeden Tag einzelne User, die den Dienst nutzen. Für den Hotspot wird auch eine Landing Page vorgeschaltet und dann ein Redirect auf www.funkfeuer.at erzwungen. Alles funktioniert seit Monaten einwandfrei. (Das System schon über einem Jahr, aber die UAP ACs habe ich erst ein halbes Jahr damit im Einsatz).

Allgemein, App, Smartphone, Unifi, WLAN

Unifi AP-AC-Pro: erste Eindrücke

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Heute habe ich meinen ersten Unifi AP AC Pro erhalten. Eigentlich hat der Händler die Geräte – nach eigenen Angaben – erst ab Jänner 2016 lieferbar, aber ein einzelnes Gerät konnte er mir reservieren und schicken.

Update Dezember 2016: mittlerweile gibt es modernere Access Points, als ich in diesem Beitrag beschreibe. Ich habe dazu einen anderen Blogbeitrag verfasst und würde empfehlen, eher ein Produkt der moderneren UAP AC-Serie zu wählen, falls dieser Artikel zu einer Kaufentscheidung herangezogen wird.

Nachtrag Jänner 2017: mittlerweile sind auch 802.11ac-fähgie Geräte im leistbaren Segment für Außeninstallationen erschienen, die ich in einem separaten Artikel vorstelle. Diese Geräte eigenen sich auch gut für den Innenbereich.

Optik und Montage

Optisch sieht das Gerät den anderen (runden) Unifi APs sehr ähnlich, als Unterschied fällt mir eigentlich nur das neue Ubiquti-Logo auf. Ich möchte einen Unifi AP LR ersetzen, die Montagehalterung ist die gleiche bzw. passt und so musste ich nur den alten von der Halterung herunterdrehen und den neuen AP reindrehen. Das klingt ein bißerl einfacher, als es tatsächlich ist: die Öffnung für den Schraubenzieher, mit dem der AP gehalten wird, hat mich ganz schön ins Schwitzen gebracht, aber es war zu schaffen.

Inbetriebnahme

Das Gerät hat sich sofort an meinem lokalen Unifi Controller angemeldet und problemlos adoptieren lassen und ich habe das WLAN-Profil für zu Hause ausgewählt.

Ich verwende die aktuelle Version 4.7.5 des Controllers. Der AP wurde mit SW Version 3.4.7.3231, die mit einem Klick auf „Upgrade“ rasch auf 3.4.7.3284 gehoben war.

Und schon haben sich die ersten Geräte über den neuen AP verbunden.

Neu: Konfiguration per Handy App

Ich habe es nicht selbst probiert, aber die neue Generation von Unifi APs können per Smartphone-App (derzeit nur Android App) konfiguriert werden und benötigen somit keinen Unifi-Controller bei der Inbetriebnahme!

erste Tests

windowsacViele Geräte verbinden sich lieber über 2,4 GHz und 802.11n-Standard. Nur einzelne Laptops und Smartphones nutzen den 802.11ac-Standard auf 5 GHz. Sie zeigen aber Übertragungsraten von mehr als 300 MBit/s an (im Bild sind es 780 MBit/s, also 2×2 MIMO mit 802.11ac bei 80 MHz Kanalbreite – das Maximum wäre 867 MBit/s). Meine Tests haben derzeit keine gesteigerte Bandbreite ergeben, aber ich möchte das in den nächsten Tagen noch genauer testen.

Was mir auffällt

Ein paar neue Features sieht man sofort im Unifi Controller:

  • unifi-rf-environmentRF environment

Damit scannt der Access Point die Umgebung (alle Clients verlieren derweil die Verbindung, es wird jedoch mit einer kurzen Warnung darauf hingewiesen) und zeigt die Belegung der Kanäle und deren Rauschen (Interference) an. Das finde ich sehr interessant, weil man so auch aus der Ferne einen möglichst idealen Kanal finden und konfigurieren kann.

  • unifi-5ghz-kanäle-acKanalauswahl

Bei 2,4 GHz bietet der AP die üblichen 13 WLAN Kanäle an.
Bei 5 GHz kann man jedoch nur aus Kanal 36, 40, 44 und 48 wählen. Der Grund liegt wohl darin, dass bei diesen Indoor-Kanälen kein DFS gefordert ist bzw. offenbar die APs derzeit DFS nicht unterstützen. Aufgrund meiner Ländereinstellung „Austria“ werden somit die anderen Kanäle ausgeblendet.

  • unifi-rf-env5ghzKanalbandbreite

Standardmäßig werden 40 MHz Kanalbandbreite genutzt. Man kann diese Einstellung auf 20 MHz reduzieren oder auf 80 MHz erweitern. Die Top-Geschwindigkeiten sind natürlich nur mit 80 MHz zu erzielen. Nachdem nur 4 Kanäle zur Verfügung stehen, kommt es hier leider zu Überschneidungen, sobald man 40 oder 80 MHz Kanalbandbreite einstellt.

Fazit

Das Gerät war superschnell installiert und in Betrieb genommen – vor allem, da ich es ja in meine bestehende Unifi-Umgebung integriert habe. Ich würde mir noch DFS-Unterstützung wünschen, damit auch alle, oder zumindest mehr als 4 Kanäle, zur Verfügung stehen.

fhem, Hausautomatisierung, Linux, Unifi, WLAN

Unifi Controller in fhem einbinden

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Ich habe bereits über meine Unifi-Installation geschrieben, die sich weiterhin bewährt.

Mit großer Freude habe ich gelesen, dass seit 23. August 2015 auch ein Unifi-Modul für fhem verfügbar ist! (Das Changelog sagt: „added: 74_Unifi.pm for the Ubiquiti Networks (UBNT) – Unifi Controller“)

Das muss ich gleich probieren! Einen Unifi-Controller habe ich laufen, jetzt möchte ich diesen mit fhem verbinden und anhand der Clients im WLAN die Anwesenheitserkennung von fhem nutzen.

Mittlerweile habe ich den Unifi Controller in Version 4.6.6 bei mir laufen. Von Version 3 zu Version 4 hat sich einiges geändert, auch in der Unifi API. Es ist daher verständlich, dass man die Versionnummer angeben muss. Gleichzeitig ist es toll, dass das fhem-Modul sowohl Version 3 als auch Version 4 unterstützt.

Ich habe für den Unifi-Zugriff aus fhem einen eigenen User „fhem“ mit „Read Only“-Berechtigung im Unifi Controller angelegt.

Der Zugriff von fhem war mit einer Zeile erledigt:

define myunifi Unifi 192.168.1.9 443 fhem geheim 30 default 4

Der Syntax lautet gemäß Perl Modul:

define <name> Unifi <ip> <port> <username> <password> [<interval> [<siteID> [<version>]]]

In der Commandref stehen auch die Details zur Nutzung des Moduls.

Die Standardwerte dafür sind:

  • interval = 30 Sekunden
  • siteID = default
  • version = 4

Ich habe dennoch alles explizit angegeben. Damit hoffe ich, dass in zukünftigen Versionen keine Problem auftauchen (zB. sobald es Version 5 gibt, etc.).

fhemunifi-siteidZuerst habe ich den angezeigten Namen vom Unifi-Controller meiner Site als siteID anzugeben. Damit habe ich  keine Werte bekommen. Nach kurzer Suche habe ich die Fehlermeldung im Log gefunden:

myunifi (Unifi_GetClients_Receive) - Failed! - state:'error' - msg:'api.err.NoSiteContext' - This error indicates that the <siteID> in your definition is wrong. Try to modify your definition with <sideID> = default.

Folgender Hinweis hilft: in der URL des Controller sieht man, mit welcher siteID man verbunden ist, auch wenn diese einen anderen Namen trägt, der im Controller angezeigt wird:

Es hat dann sofort funktioniert: im „Unsorted“-Bereich habe ich nun das Objekt myunifi und alle verbundenen Endgeräte:fhemunifi1Die Daten, die fhem vom Unifi Controller bezieht sind umfangreich und ermöglichen viele Anwendungen, auch außerhalb der Presence-Funktion. Hier die Details zu einem Client:unifi2

====================================== 
_id = 558XXXXXXXXXXXXXb85ae047 
_is_guest_by_uap = false 
_last_seen_by_uap = 1441082804 
_uptime_by_uap = 33149 
ap_mac = 24:a4:XX:XX:XX:c3 
assoc_time = 1441043174 
authorized = true 
bssid = 2e:a4:XX:XX:XX:c3 
bytes-r = 3 
ccq = 991 
channel = 7 
essid = MeineSSID 
first_seen = 1435052270 
hostname = android-bfeXXXXXXXXX9f0f 
idletime = 24 
ip = 192.168.XXX.103 
is_guest = false 
is_wired = false 
last_seen = 1441082804 
latest_assoc_time = 1441049655 
mac = 60:af:XX:XX:XX:e5 
name = Stefan Samsung XXXX
noise = -94 
note = 
noted = false 
oui = SamsungE 
powersave_enabled = true 
qos_policy_applied = true 
radio = ng 
radio_proto = ng 
roam_count = 2 
rssi = 40 
rx_bytes = 1339759 
rx_bytes-r = 3 
rx_packets = 6309 
rx_rate = 6000 
signal = -54 
site_id = 53ecXXXXXXXXXXXXXXX91e2a 
tx_bytes = 1905377 
tx_bytes-r = 0 
tx_packets = 5576 
tx_power = 30 
tx_rate = 72222 
uptime = 39630 
user_id = 55892XXXXXXXXXXXXX5ae047 
usergroup_id = 
======================================

neue & weitere Funktionen

Das Modul für Unifi ist neu im fhem. Es wird laufend weiterentwickelt, so wurde letzte Nacht wieder um Funktionen erweitert, zB:

  • einen Client disconnecten,
  • einen Access Point restarten
  • die „Locate“-Funktion eines APs ein- & ausschalten (blinken)
  • Alarme am Controller archivieren

Am besten behält man das fhem Changelog im Auge. Dort werden Änderungen & Erweiterungen protokolliert.

Allgemein, Funkfeuer, Linux, Unifi, WLAN

Erfahrungsbericht Ubiquiti Unifi

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Unsere Wohnung ist ja gar nicht so groß. Aber da wir zwei Wohnungen verbunden haben, ist der Wohnbereich so großzügig verteilt, dass ein Access Point nicht zuverlässig alle Zimmer versorgen kann.

Ich habe also am Anfang einen zweiten Access Point aufgestellt und gehofft, dass ich es in der ganzen Wohnung ins Internet schaffe. Das hat auch soweit funktioniert. Leider fangen die Probleme an, wenn man sich in der Wohnung bewegt und den Bereich des derzeit aktiven APs verlässt. WLAN hat nämlich die Eigenschaft, dass es so lange eine Verbindung zum bestehenden AP hält, bis diese wirklich unbrauchbar wird. Erst dann ermitteln die Endgeräte den stärksten AP neu und verbinden sich dorthin. Auch bei gleicher SSID hat der Übergang nicht besser funktioniert.

Damit klappt zwar üblicherweise das Surfen im Internet, aber ein VoIP-Call bricht beim Herumwandern in der Wohnung ab.

Controller

Aus dem Firmenumfeld kenne ich WLAN-Lösungen, die zentrale Server (= Controller) einsetzen, um alle Access Points inkl. der verbundenen Clients zu verwalten und die Verbindung von Netzwerkseite her optimieren, wenn ein Client einen besseren Access Point nutzen sollte.

Update Dezember 2016: mittlerweile gibt es modernere Access Points, als ich in diesem Beitrag beschreibe. Ich habe dazu einen anderen Blogbeitrag verfasst und würde empfehlen, eher ein Produkt der moderneren UAP AC-Serie zu wählen, falls dieser Artikel zu einer Kaufentscheidung herangezogen wird.

Nachtrag Jänner 2017: mittlerweile sind auch 802.11ac-fähgie Geräte im leistbaren Segment für Außeninstallationen erschienen, die ich in einem separaten Artikel vorstelle. Diese Geräte eigenen sich auch gut für den Innenbereich.

Bei der Suche nach einer Lösung für meine Wohnung bin ich auf die Unifi-Produktreihe von Ubiquiti gestoßen. Ubiquiti ist mir als günstiger aber zuverlässiger Hersteller bereits aus meinen HAMnet– und Funkfeuer-Erlebnissen bekannt und meine bewährten Händler haben die Geräte zu guten Konditionen lieferbar.

Im Folgenden beschreibe ich das endgültige Setup, das sich eigentlich erst Schritt für Schritt (Gerät für Gerät) entwickelt hat.

Zero Handoff & Unifi Controller

Bei Unifi hat mich besonders die Zero-Handoff Funktion interessiert. Damit verspricht Unifi die oben beschriebene Funktionalität, die ich von Controllern kenne, auch ohne zentralen Controller! Klingt nach Zauberei, ist aber dadurch zu erklären, dass die Access Points permanent miteinander in Kontakt stehen und so jeweils eine aktuelle Sicht auf die gesamte WLAN-Umgebung und die verbundenen Geräte haben. Ein zentraler Controller ist somit nicht notwendig. Natürlich ist die Voraussetzung, dass die Access Points im selben Netzwerksegment platziert werden.

Das heißt: zum Einrichten der Lösung, muss man die Software vom zentralen Controller schon einmalig installieren (zB. am Laptop). Die SW ist für Linux (zB. auch als .deb-Paket), Windows und Apple-Produkte frei zum Download verfügbar: https://www.ubnt.com/download/.

Für den Betrieb der Lösung ist der Controller nicht erforderlich, außer man möchte etwas Ändern/Umkonfigurieren oder Statistiken sammeln (zum dauerhaften Sammeln muss der Controller auch permanent laufen).

Ich habe den Controller auf einer dedizierten Virtuellen Maschine auf meinem VMWare ESXi unter Ubuntu Linux LTS dauerhaft in Betrieb. Beim Einbinden der Paketquellen in Ubuntu gibt es drei Möglichkeiten:

  • stable: am weitesten verbreitet, nur stabile und bewährte Software- & Firmwarestände. Sicher die richtige Wahl für den produktiven Einsatz.
  • rapid: Software, die sich bereits länger als Beta bewährt hat, sich aber noch nicht für „stable“ eignet. Hier hat man einen guten Kompromiss zwischen neuen Funktionen und stabiler Software.
  • beta: Testversionen

Ich habe mich für „apt-get install unifi-rapid“-Variante entschieden und damit gute Erfahrungen gemacht.

Access Points

UAP LR an der Decke montiert
UAP LR an der Decke montiert

Nachdem ich eine preiswerte Lösung für die Wohnung gesucht habe, habe ich mich für die UAPs entschieden, die nur im 2,4 GHz-Bereich arbeiten. Das ist aus Performancesicht natürlich nicht ideal, weil der ganze 5 GHz-Bereich nicht abgedeckt ist, aber für uns vollkommen ausreichend, auch weil die nächstgrößere Variante mindestens das dreifache gekostet hätte.

Ich habe also folgende Geräte gekauft:

UAP einfach oben auf's Kastl gelegt
UAP einfach oben auf’s Kastl gelegt

Der UAP Access Point hat etwas mehr als € 50,- gekostet. Der LR schon 30% mehr. Das war übrigens keine gute Investition: gemäß regulatorischer Auflagen darf das WLAN-Equipment maximal 100 Milliwatt (mW) EIRP aussenden, das sind bekanntlich 20 dbm. Der UAP schafft max. 20 dbm und der UAP LR schafft 28 dbm. Das dürfte auch der wesentliche Unterschied für die „Long Range“-Angabe sein. Wenn man nun dem Controller mitteilt, dass sich diese Installation in Österreich befindet, lassen sich alle Geräte mit maximal 20 dbm konfigurieren. Das LR-Feature fällt somit flach. Daher: lieber einen UAP mehr kaufen als UAP LRs, bei denen man die Leistung sowieso nicht nutzen sollte.

Ubiquiti PicoStation zur Versorgung des Gartens
Ubiquiti PicoStation zur Versorgung des Gartens

Die PicoStation habe ich im Fenstersims außen montiert und funktioniert im ganzen Garten wunderbar. Leider haben meine Fenster eine Dämpfung von 15-20 db, wodurch das Gerät nur schlecht in der Wohnung erreichbar ist. Aber für indoor habe ich ja die UAPs.

Die Access Points kann man übrigens gar nicht direkt konfigurieren. Sobald man den Controller installiert hat, loggt man im Portal das erste Mal ein und findet im Menüpunkt „Access Points“ die Geräte, die der Controller über Broadcast/Multicast im lokalen Netzwerksegment gefunden hat. Diese kann man nun „adoptieren“, wie es bei Ubiquiti heißt.  Bei Bedarf werden die Access Points im Hintergrund automatisch auf die aktuelle Firmware aktualisiert. Die Firmware kommt übrigens mit der Controller-Software mit. Wenn man ein Update installiert, wird bei Bedarf auch automatisch angeboten, die Access Points zu aktualisieren.

Die PicoStation ist hier eine Ausnahme, weil sie eigentlich kein Unifi-Produkt ist, sondern aus der Ubiquiti-AirMax-Reihe stammt. Mit einem einfachen Update wird aus dem Gerät allerdings ein Unifi-Device, das dann vom Controller erkannt, eingebunden und künftig mit Updates versorgt wird.

Konfiguration

Im nächsten Schritt konfiguriert man ein Profil mit den gewünschten WLAN-Netzen (SSIDs) und weist das Profil dann einem oder mehreren Access Points zu. Bis zu 4 SSIDs kann ein Access Point bedienen.

Map in Unifi Controller mit den Access Points
Map in Unifi Controller mit den Access Points

Ich verwende zu Hause drei Netze, die über VLANs getrennt sind. Alle Access Points hängen an einem TPLink TL-SG3424. Mein internes Netz wird nativ an die Access Points übergeben. Das würde ich auch so empfehlen, damit das automatische Erkennen über den Controller funktioniert. Meine zwei anderen Netze werden als VLAN getaggt übergeben. Die Konfiguration ist somit:

  1. VLAN native mit meiner internen SSID und WPA2 zur Kommunikation mit meinem LAN und dem Internet,
  2. VLAN 44 als SSID „hamnet“ mit WPA2, per VLAN vom Internet getrennt, und
  3. VLAN 2 als SSID „guest“ als Gästenetz für direkten Internetzugang.

Ein Gästenetz zu haben ist mir sehr angenehm, weil in meinem internen Netzwerk mittlerweile so viele Dienste über DLNA (zum Sharen von Urlaubsfotos zu den Fernsehern, etc.) laufen und ich nicht will, dass jeder Besucher unkontrolliert in unseren Urlaubserinnerungen blättern kann. Über das Gästenetz wird einfach nur ein guter Internetzugang zur Verfügung gestellt. Außerdem verwende ich es als Testnetz, zB. wenn’s darum geht IPv6 im LAN zu aktivieren. Solche Funktionen bekommt als erstes das Gästenetz…

Für HAMnet ist es auch fein, eine eigene SSID zu nutzen. Ich bin da schon auf einige Probleme draufgekommen, die andere vielleicht nicht bemerken: die meisten Benutzer verbinden das HAMnet mit ihrem internen Router. Dadurch kann man sowohl ins HAMnet als auch ins Internet, ohne neu verbinden zu müssen. Dadurch funktioniert aber auch zB. die DNS-Auflösung über’s Internet, während man im HAMnet ist. In diesem Zusammenhang ist mir schon öfters aufgefallen, dass einzelne Seiten im HAMnet nicht ordentlich funktionieren oder Darstellungsprobleme haben, weil sie Teile des Contents aus dem Internet laden. Wenn man sich also nur im HAMnet, ohne Internetzugang bewegt, ist man meiner Ansicht nach erst wirklich sauber im HAMnet unterwegs.

Liste der aktuell verbundenen Benutzer im Unifi Controller
Liste der aktuell verbundenen Benutzer im Unifi Controller

Ich habe also das Profil mit den drei SSIDs, die jeweils auf VLANs abgebildet werden, per Software mit den Access Points verknüpft und 2 Minuten später waren die SSIDs verfügbar und die ersten Geräte haben sich verbunden! Voila! Fertig!

Kurz zwei Nachteile zu Zero-Handoff

Die Lösung funktioniert wunderbar und ich bin sehr glücklich, viele Vorteile einer controllerbasierten Lösung, vor allem Zero-Handoff, um wenig Geld auch zu Hause nutzen zu können. Zwei Nachteile möchte ich anmerken. Das sind keine groben Probleme, aber ich möchte es erwähnen:

  1. bei jeder Konfigurationsänderung ist immer der gesamte WLAN-Verbund (alle Access Points mit allen SSIDs) für 2-3 Minuten offline und die Endgeräte werden getrennt. Das ist notwendig, da ja ohne Controller alle Access Points ihre Konfigurationen und Stati gegenseitig austauschen müssen, bevor sie einen Zero-Handoff-Dienst anbieten können.
  2. nachdem das Zero-Handoff-Feature auf der Netzwerkseite passiert und das Endgerät gar nicht mitbekommt, dass es von einem Access Point zu einem anderen roamt, müssen alle APs den gleichen WLAN-Kanal nutzen. Damit ist natürlich ein Aufteilen auf mehrere Kanäle, wie es üblicherweise gemacht wird, nicht möglich. Das kann sich negativ auf den Datendurchsatz bzw. die Airtime auf diesem Kanal auswirken.