City WLAN o. WiFi - eine Abschätzung der Dimension von flächendeckendem WLAN in Ihrer Stadt

Als uns kürzlich eine Anfrage für flächendeckendes WLAN in einem 50km² großem Stadtteil erreichte, mussten wir uns Gedanken zur Abschätzung der Dimensionen eines solchen Projektes machen. Vielleicht sind diese Gedanken auch für Sie interessant.

Wie viele Access Points brauche ich pro Quadratkilometer (km²)?

Das ist gleich die herausforderndste und schwierigste Frage zu Beginn. Mit der Anzahl der Access Points (WLAN Zugangspunkte) skalieren alle weiteren Kosten wie Lizenzen, Support und Bauarbeiten. Auf freiem Feld gehen wir von einer sinnvollen Reichweite eines APs von 50 Metern aus. Das wäre dann ein AP alle 100m zur flächendeckenden Versorgung. Natürlich reicht das Signal auch weiter, jedoch nimmt die Signalqualität stark ab und datenhungrige Dienste funktionieren nicht mehr einwandfrei. Weitere begrenzende Faktoren sind die Sendereichweite der Endgeräte und die Anzahl der Nutzer, die über einen AP angebunden sind. Auf einer innerstädtischen Fläche von 8000m³ (50m Radius) können sich schon eine Menge Menschen tummeln.

Natürlich sind Städte kein freies Feld. Also brauchen wir manchmal mehr oder weniger als einen AP aller 100m. Wie unsere Grafik verdeutlicht, können große Gebäude Fläche belegen, die dann nicht mehr zu versorgen ist. Anderseits können schmale Gebäude oder enge Straßenzüge mehr APs nötig machen, da das kurzwellige WLAN Gebäude kaum durchdringt. Grundlagen dazu finden Sie in unserem Einführungsvideo: Die Physik hinter WLAN.

In greifbaren Zahlen sieht das dann für 1 Quadratkilometer wie folgt aus:

Abstand zwischen APs

APs je km²

Kosten für APs bei 1200€

200m

25

30.000€

100m

100

120.000€

50m

400

480.000€

Wie die konkrete Anzahl in Ihrer Stadt wäre, um flächendeckendes WLAN zur Verfügung zu stellen, muss im Einzelfall ermittelt werden. Jedoch sind die 100 APs je km² schon ein guter Richtwert. Ob flächendeckendes WLAN für Ihre Anforderungen überhaupt sinnvoll ist, behandeln wir weiter unten.

Welche Access Points sind für städtisches WLAN geeignet?

Im Allgemeinen raten wir zu Outdoor APs. Diese sind für einen großen Temperaturbereich ausgelegt, wasserdicht und auch sonst sehr robust. Je nach Einsatzort können unterschiedliche Antennencharakteristiken verwendet werden. Entweder Omnidirektionale Antennen für eine eher Kugelförmige Abdeckung oder gerichtete Sektorantennen für die gezielte Versorgung. So decken zum Beispiel 3 120° Sektorantennen an einem Mast einen Vollkreis ab und teilen so die anwesenden Nutzer unter sich auf. Eine Omnidirektionale Antenne würde die Geräte aller anwesenden Nutzer „hören“ und so in dichten Gebieten wie Veranstaltungsplätzen schnell überfordert. In unserem Video finden Sie mehr Informationen zu gerichteten Antennen.

Konkrete Modelle aus unserem Portfolio wären der T310 für die Versorgung in der Fläche mit mäßigen Nutzerzahlen und der T610 oder T710 für besonders dichte Umgebungen. Alle diese APs gibt es sowohl mit integrierten omnidirektionalen sowie Sektorantennen.

Was für rechtliche Hürden sind zu erwarten?

Denkmalgeschützte Gebäude oder Gebäude in privater Hand, die nicht in eine Befestigung von APs an Ihren Gebäuden einwilligen stellen eine der Hürden bei der Standortbestimmung von APs dar. Da es möglich ist, die APs mit farblich angepassten Folien zu bespannen, ist es gelegentlich möglich Bedenken zu zerstreuen. Allerdings sind im Allgemeinen städtische Gebäude oder Einrichtungen wie Straßenlaternen zu bevorzugen.

Auch gab es schon von Bürgern Initiierte Aktionsbündnisse und Petitionen, um den Ausbau von Funkeinrichtungen zu verhindern. Hier ist Kommunikationsgeschick und rechtzeitige Einbindung der Bürger gefragt. Gestalten Sie den Prozess so transparent und offen wie möglich. Nehmen Sie bedenken ernst und schränken Sie Vorhaben, wenn nötig, ein. Versuchen Sie vom Nutzen und von möglichen Anwendungen her zu argumentieren. Parallele Debatten finden gerade rund um die Einführung von 5G statt.

Welche Kosten entstehen neben der WLAN-Hardware?

Die vielen APs müssen auch sinnvoll verwaltet werden. Die zentralen Controller sollten auch redundant ausgelegt sein, um Ausfallzeiten klein zu halten. Viele Kabel sind zu verlegen, da nach Möglichkeit jeder AP mit dem Städtischen Netzwerk verbunden sein sollte. Wir raten dazu Mesh-APs, also APS, die nur per Funk mit ihren Nachbar-APs verbunden sind, nur in Ausnahmefällen einzusetzen. Mit den Kabeln kommen auch Tiefbauarbeiten und die Einrichtung von Verteilerknoten hinzu, wo die angeschlossenen AP-Leitungen auf Switchen gesammelt werden. Zu den Hardwarekosten kommen noch Supportkosten des Herstellers für Softwarepflege und Gerätetausch. Dieser wird dann noch durch den Servicevertrag des Dienstleisters ergänzt. Um allen Nutzern einen sinnvollen Zugang zum Internet zu ermöglichen sind mehrere möglichst breitbandige Internetanschlüsse nötig. Hier nochmal die wesentlichen Punkte in Stichpunktform:

  • Management (Controller) redundant
  • Verkabelung und Switche (ggf. Glasfaser redundant)
  • Tiefbau
  • Hersteller Support (Software, Garantie)
  • Servicevertrag mit Dienstleister
  • Internetanschlüsse

Die Praxis hat gezeigt, dass es sinnvoll ist Hardwarebeschaffung, Tiefbau und Installation in Ausschreibungen aufzutrennen und die zentrale Planung, wenn irgend möglich selbst abzuwickeln oder in Begleitung durch einen Dienstleister zu gestalten. Ausschreibungen, die von der Bedarfserhebung bis zur Übergabe alles abdecken sollten, scheitern regelmäßig, da einfach zu viele Unbekannte in der Rechnung sind.

Ist City-WLAN gleich Smart City?

Nein. WLAN ist eine Komponente eines Smart City Konzeptes. Weitere sind der Mobilfunk also LTE und im Weiteren 5G. Das Andere sind viele Terminals und Kontaktpunkte, die selbst per Kabel an das Netz angeschlossen sind. Gerade zwischen Mobilfunk und WLAN ist dabei eine gute Abstimmung nötig, da 5G auf ganz ähnliche Standorte für Ihre Access Points oder Small Cells aus ist. In den USA ist es bereits möglich private LTE-Netze aufzubauen, die sich nahtlos in die angebotenen Dienste der Mobilfunkanbieter einfügen. Eine ähnliche Entwicklung ist auch bei uns in Europa zu erwarten. Das übergeordnete Ziel wird es sein, dem Nutzer einfach immer die bestmögliche Verbindung zur Verfügung zu stellen, ohne dass er den Übergang bemerkt. Bis dahin dauert es noch ein wenig. Für WLAN spricht, dass die Technologie JETZT vorhanden und einsatzbereit ist. Standorte, die jetzt erschlossen werden, können auch für zukünftige Technologien genutzt werden. Deshalb noch einmal der Rat beim Verlegen von sämtlichen städtischen Kabeln Leerrohre oder gleich ein paar Glasfasern mit einzubringen.

WLAN bietet somit in Verbindung mit anderen Netzwerktechnologien das Rückgrat der Dienste und Anwendungen, die unsere Städte zu intelligenten Städten machen sollen.

Ist flächendeckendes städtisches WLAN überhaupt sinnvoll?

Nur bedingt. Flächendeckende Versorgung bringt es mit sich, dass ein Großteil der vorgehaltenen Kapazität kaum genutzt wird. In einer kleinen Nebenstraße nutzt kaum jemand das öffentliche WLAN, bis eben mal ein Straßenfest stattfindet. Dann sind auf einen Schlag hunderte Menschen vor Ort. Diese selten genutzten Kapazitäten treiben Investitionen und laufende Kosten in die Höhe. Ein sinnvoller erster Schritt kann die Einrichtung von Hotsports an touristisch wichtigen Punkten und öffentlichen Einrichtungen sein. Ein Ähnliches Konzept verfolgen auch die Mobilfunkanbieter und erreichen so einen Großteil der Bevölkerung, da Ballungsräume gut versorgt sind, aber abgelegene Gebiete sind wegen der Unwirtschaftlichkeit oft außen vor. Vielleicht können auch gerade in diesen Gebieten kommunale Hotsports Erleichterung schaffen und ein bisschen High-Tech in die Vororte bringen.

Wenn Sie überlegen, wie Sie Ihr städtisches WLAN gestalten möchten und welche Schritte als nächstes sinnvoll sind. Zögern Sie nicht Kontakt mit und aufzunehmen. Wir helfen Ihnen dabei Anforderungen zu formulieren und begleiten Sie über den gesamten Prozess.

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