Netzwerkdosen, Steckdosen und Netzwerkkabel - Wo sollten sie für eine optimale Verfügbarkeit in jedem Raum unseres zukünftigen Zuhauses liegen? Da im nächsten Schritt die Elektroplanung ansteht, haben wir uns vorab mit den optimalen Positionen der befasst.

Steckdosen: je mehr, desto besser

Die Planung der Steckdosen ist wohl der unkomplizierteste Teil. Hier gilt für uns das Prinzip: je mehr, desto besser. Um flexibel zu bleiben, sollte jeder Raum mindestens zwei Steckdosen pro Wand haben. In Räumen mit besonders vielen Elektrogeräten, wie der Küche, dem Wohnzimmer und dem Büro haben wir noch deutlich mehr Steckdosen eingeplant, um immer genug Anschlüsse zu haben.

Netzwerkdosen

Komplexer wird es bei der Netzwerkinfrastruktur: Da 1Gbit+ Glasfaser anliegt, möchten wir sicherstellen, dass im gesamten Haus die volle Internetgeschwindigkeit nutzbar ist. Mit Kabel verbundene Endgeräte sind dabei kein Problem, aber auch WLAN muss in jedem Raum zuverlässig verfügbar sein.

Mit Ausnahme von Schlafzimmer, Fitnessraum und den Bädern wollen wir in jedem Raum Netzwerkdosen installieren. Auch die Garage erhält eine Netzwerkdose, um eventuell eine Wallbox, sowie Innenkamera in das Netzwerk einzubinden.

Netzwerk Topologie
Vereinfachte Darstellung der verschiedenen Geräte und Netzwerk-Topologie

Wir werden uns vermutlich für CAT 7 Verlegekabel entscheiden, da die nächste Generation CAT 8 Geschwindigkeiten unterstützt, die eher für Rechenzentren als für den Heimgebrauch sinnvoll sind. Die deutlich höheren Kabelpreise sind daher nicht gerechtfertigt.

Alle Netzwerkkabel laufen im Technikraum zusammen und werden dort je nach Bedarf an Übertragungsraten und PoE-Anforderungen angeschlossen an:

  • Dream Machine Pro SE: alle WLAN-Access-Points und Kameras, die PoE erfordern.
  • Aggregation Switch für alle Verbindungen, die 10Gbit erfordern (Unraid-Server, Arbeitsplätze im Büro).
  • USW Switch Pro für alle weiteren Geräte, die weder PoE noch Geschwindigkeiten über 1Gbit benötigen.

Signalstärke und Simulation mit Unifi Designer

Bei der Reichweitenberechnung eines WLANs ist die Datenrate und Frequenz der entscheidende Faktor: Je höher die Datenrate, desto geringer die Reichweite. Die einfachste Berechnung lässt sich auf freiem Gelände ohne Hindernisse durchführen, da hier nur die Freiraumdämpfung - der natürlicher Signalverlust auf freier Fläche - berücksichtigt werden muss. Dabei ermittelt man das sogenannte Leistungsbudget, indem man von der Sendeleistung die Empfängerempfindlichkeit abzieht. Um Schwankungen abzudecken, zieht man eine zusätzliche Leistungsreserve von etwa 10 dB ab.

In der Praxis ist diese Methode natürlich nur bedingt hilfreich, da innerhalb von Gebäuden Hindernisse wie Wände oder Decken das Signal stark beeinträchtigen. Verschiedene Baumaterialien haben dabei jeweils unterschiedliche Dämpfungswerte, die man beim Berechnen berücksichtigen muss.

Material 2,4-GHz-Dämpfung 5-GHz-Dämpfung
Hochlochziegel 11,5 cm ≈ 7 dB ≈ 10 dB
Leichtbeton 11,5 cm ≈ 12 dB ≈ 19 dB
Lehmstein 11,5 cm ≈ 22 dB ≈ 36 dB
Kalksandstein 24 cm ≈ 9,5 dB ≈ 23 dB
Leichtbeton 30 cm ≈ 26 dB ≈ 35 dB
Stahlbeton 16 cm ≈ 20 dB ≈ 32 dB
Hochlochziegel 36 cm ≈ 26 dB ≈ 50 dB
Tondachziegel 1,3 cm ≈ 3 dB ≈ 8 dB
2-fache Wärmeschutzverglasung ≈ 33 dB ≈ 27 dB

Doch genug von der Theorie - wer mehr wissen möchte, kann den Text "Praktischen WLAN Umsetzung" lesen.

Um aufwendige manuelle Berechnungen zu vermeiden, nutzen wir den Unifi Designer, ein hilfreiches Tool zur Simulation der WLAN-Abdeckung (allerdings nur von Ubiquiti-Produkten). Leider können die Wände in der Simulation nur als Stahlbeton oder Gipskarton definiert werden, während in unserem Haus eine Mischung aus Kalksandstein (17,5 oder 24,5 cm) und Stahlbeton zum Einsatz kommt. Da die Dämpfung von Kalksandstein etwas geringer ist als die von Beton, habe ich in der Simulation alle Wände als Beton definiert. Dadurch sollte die tatsächliche Signalstärke im fertigen Haus besser sein als in der Simulation dargestellt.

Im Unifi Designer lässt sich durch das Verschieben der Access Points gut erkennen, wo das Signal auf welcher Frequenz wie stark ist. So können wir die optimalen Positionen für die Access Points finden, um im ganzen Haus den bestmöglichen WLAN Empfang zu haben.

WLAN-Signalstärke Simulation mit Ubiquiti-Geräten im Unifi-Designer

WLAN-Abdeckung: Deckenmontage und Access-Points

Um eine optimale WLAN-Abdeckung zu gewährleisten, werden wir zwei Access Points pro Etage installieren.

Bei den Netzwerkkomponenten setzen wir fast ausschließlich auf Produkte von Ubiquiti. Sie bieten eine lizenz- und abonnementfreie Lösung für anspruchsvollere Routing/Switching und Kameraüberwachung sowie Zugangskontrolle zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Wir planen, die U6+ Access Points zu nutzen, wobei wir je nach Verfügbarkeit und Preisentwicklung auch auf die kommenden U7 Pro Access Points umsteigen könnten. Im Wohnzimmer wird der U6 In-Wall Access Point installiert. Dieser verfügt über einen integrierten Switch mit vier zusätzlichen LAN-Ports zum Anschluss weiterer Mediengeräte.

Außenbereich

Auch im Außenbereich müssen weitere Auslässe für Netzwerkkabel geplant werden - zum Beispiel direkt neben der Haustür, um eine PoE-Türklingel mit integrierter Kamera anzuschließen. Außerdem ist eine Kameraüberwachung der Rückseite des Hauses einschließlich der Treppe zum Balkon vorgesehen.

WLAN auch im Garten

Wir möchten, dass nicht nur das Innere unseres Hauses eine stabile WLAN-Verbindung hat, sondern auch der Außenbereich. Insbesondere die Terrasse und Teile des Gartens sollten zumindest im 2,4 GHz-Band noch eine akzeptable WLAN-Abdeckung haben, um dort gelegentlich arbeiten oder daddeln zu können.

Was ist jetzt mit Smarthome?

Wir werden definitiv ein Smarthome installieren – allerdings haben uns gegen ein kabelgebundenes System wie KNX oder Loxone entschieden. Die Architekten haben uns als groben Richtwert für die gewünschte Integration Kosten von etwa 50.000 Euro genannt.

Für uns ein zu hoher Preis, schließlich muss man beim Hausbau auch an einigen Stellen sparen.

Stattdessen setzen wir auf eine selbstgebaute Lösung mit kabellosen Aktoren und Sensoren. Aufgrund der hohen Verfügbarkeit und des bewährten Funkstandards wird es vermutlich auf Zigbee hinauslaufen. Allerdings wäre auch ein Mix aus verschiedenen Standards kein Problem, da wir Homeassistant nutzen, der in einem Docker-Container auf unserem Unraid-Server läuft. Auf die genaue Umsetzung der Smarthome-Installation werde ich in einem späteren Beitrag noch detaillierter eingehen, sobald der Plan konkreter wird.

Fazit: zukunftssichere Netzwerkinstallation

Für uns war es wichtig, uns bereits vor der Elektroplanung mit der Architektin detaillierte Gedanken über die Netzwerkinstallation zu machen. Damit eine solide Grundstruktur von Netzwerkkabeln, gut platzierten Steckdosen, sowie leistungsfähigen WLAN-Access Points entsteht und unser Haus nicht nur heute, sondern auch in Zukunft für alle technischen Anforderungen gerüstet ist.