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Mesh-FAQ: Das ideale WiFi-Setup

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In Kooperation mit AVM

avm-fritzrepeater3000Immer wieder erreichen uns Anfragen bezüglich der Notwendigkeit und des Aufbaues eines Mesh-Systems. Für viele ist ein WLAN ein Stück Technik, das durch den Internet-Router umgesetzt und nicht weiter hinterfragt wird. Doch spätestens dann, wenn es Probleme mit dem WLAN und den Datenübertragungsraten gibt, muss man sich mit dem Thema auseinandersetzen.

Die Probleme für eine möglichst schnelle Anbindung vieler Endgeräte per WLAN können vielfältig sein. Oftmals reicht ein Router einfach nicht, um eine gewisse Grundfläche abzudecken. Neben der Größe der Fläche die per WLAN abgedeckt werden soll, können auch bauliche Bedingungen dazu führen, dass das WLAN nicht weit genug abgestrahlt werden kann. Hin und wieder befindet sich der Breitbandanschluss auch an einer ungünstigen Stelle des Hauses oder der Wohnung und ermöglicht daher von dort aus per Router keine vollständige Abdeckung der kompletten Fläche.

Doch dies zu erkennen ist nicht immer ganz einfach. Ein WLAN muss im Haushalt einfach funktionieren. Wie und warum interessiert die wenigsten und ist für sie auch nicht weiter wichtig. Die Industrie verspricht eine gewisse Einfachheit bei der Einrichtung eines WLANs. Spätestens dann, wenn es um eine mögliche Erweiterung geht, scheitern diese "einfachen" Ansätze aber. Mesh-Netzwerke haben in den vergangenen Jahren viel Schwung in den Markt gebracht und eigentlich gibt es derzeit keinen Grund, warum man das WLAN in den eigenen vier Wänden nicht bestmöglich ausbauen möchte.

Wann ein Ausbau notwendig ist und wie dieser umzusetzen ist, schauen wir uns nun an.

Wie identifiziere ich meine WLAN-Geschwindigkeit?

Die meisten Endgeräte zeigen über das WLAN-Symbol in der Status- oder Taskleiste an, wie gut der Empfang zum WLAN ist. Am häufigsten geschieht dies über eine Darstellung unterschiedlich vieler Balken. Per Klick auf die Informationen können aber auch weitere Details abgerufen werden.

Windows und macOS zeigen an, welche Art der Verbindung besteht. In unserem WLAN-FAQ haben wir uns die verschiedenen Standards genauer angeschaut. Generell gilt:

  • je mehr Balken angezeigt werden, desto schneller ist die Verbindung
  • 5-GHz-Netze sind schneller als 2,4-GHz-Netze
  • werden die neuen WLAN-Symbole verwendet, dann ist Wi-Fi 6 der schnellste Standard, Wi-Fi 4 entsprechend der langsamste

Im obigen Beispiel läuft die Verbindung über das 2,4-GHz-Netz auf Kanal 6 mit einer theoretischen Datenübertragungsrate von 130 MBit/s. Hier wäre beispielsweise eine Verbesserung der WLAN-Situation wünschenswert, denn die Endgeräte sind fast ausnahmslos in der Lage deutlich schnellere Verbindungen aufzubauen.

Woran erkenne ich, dass meine WLAN-Verbindung zu langsam ist?

Wer nicht regelmäßig größere Datenmengen per WLAN auf beispielsweise ein NAS kopiert oder von diesem kopiert, wird sich auch nicht konkreter mit den Übertragungsraten des WLANs beschäftigt haben bzw. für den ist dies zunächst einmal auch nicht so wichtig.

Doch im Alltag kann ein WLAN sich auch an anderer Seite als zu langsam herausstellen. So dauern die Downloads von Spielen und Patches an der Konsole sehr lange. Videos von Netflix, YouTube und Amazon Prime Video werden nicht in voller Qualität dargestellt und vieles mehr. Häufig wird dann zuerst einmal eine zu langsame Internet-Verbindung dahinter vermutet, doch auch das WLAN kann zum limitierenden Faktor werden.

Hat man beispielsweise eine DSL-Leitung mit 100 MBit/s im Haus, sollten damit etwa 12,5 MB/s möglich sein. Bei den Konsolen wird die Downloadgeschwindigkeit angezeigt, gleiches gilt auch für Downloads im Browser. Lädt man also größere Dateien mit weit weniger als diesen 12,5 MB/s, ist das WLAN vermutlich langsamer als die Anbindung an das Internet selbst. Sind per Netzwerkkabel angeschlossene Geräte vorhanden, kann hier die Gegenprobe gemacht werden. Werden die rund 12 MB/s hier also erreicht, ist das WLAN langsamer, als es der eigene Internet-Anschluss zulässt.

Über die FRITZ!-WLAN-App (Google Android/Apple iOS)  kann das WLAN auch vermessen werden. Dazu genügt nach Öffnen der App der Klick auf "WLAN messen" und schon werden die wichtigsten Daten ausgespuckt. Dabei sollten auch Messungen von verschiedenen Standorten durchgeführt werden. Überall dort, wie sich viele WLAN-Geräte aufhalten, sollte eine solche Messung gemacht werden, um die Abdeckung des WLANs zu überprüfen. 

Werden weniger als 100 MBit/s angezeigt, sollte über eine Verbesserung der Abdeckung nachgedacht werden und hier kommen eben die Mesh-Systeme als einfache Erweiterungsmöglichkeit ins Spiel.

Welche Mesh-Hardware benötige ich?

Am Beispiel von AVM lässt sich sehr schön erklären, welche unterschiedlichen Methoden es für den Aufbau eines Mesh-Netzwerkes gibt. Zunächst einmal aber ist eine FRITZ!Box mit dem aktuellen FITZ!OS 7 eine Grundvoraussetzung für den Aufbau eines Mesh-Netzwerkes.

Das Prinzip eines Mesh-Netzwerkes ist weder neu noch sonderlich kompliziert. Zwei oder mehr Endgeräte werden zu einem vermaschten Netz zusammengesetzt. Die Mesh-WLAN-Netzwerke für den Endkunden sollen sich selbständig aufbauen und konfigurieren. Mesh-Netze kommen auch in kabelgebundenen Netzwerkstrukturen zum Einsatz. Mit dem Begriff Mesh wird meist auch eine dezentrale Struktur in Verbindung gebracht.

Mesh-Netzwerke im Privatkundenbereich verwenden allerdings nur nominell keine zentrale Infrastruktur. Derzeit sind dies allesamt proprietäre Systeme die eine zentrale Intelligenz und damit auch eine zentrale Hardware als Ausgangspunkt in einer Sterntopologie voraussetzen. Im Falle von AVM sind dies die FRITZ!Boxen. Die zentralen Komponenten eines Mesh sind beispielsweise dazu notwendig, um den einzelnen Knotenpunkten des Mesh Vorgaben zu machen, welche Clients über sie versorgt werden (Stichwort AP Steering). So kann der einzelne Knotenpunkt nicht über die Übergabe an einen weiteren Teilnehmer entscheiden, sondern dies geschieht über die zentrale Fritz!Box. Die einzelnen Knoten oder Satelliten verfügen nicht über die notwendige Intelligenz im Netz, um dies selbstständig zu tun.

Mit dem aktuellen Flaggschiff, der FRITZ!Box 6591 Cable von AVM, ist man hinsichtlich des Breitband-Modems und des WLANs schon einmal sehr gut aufgestellt. AVM bietet aber auch FRITZ!Boxen für DSL- und Glasfaseranschlüsse an. Mit der FRITZ!Box 7590 haben wir uns das aktuelle Spitzenmodell für DSL-Anschlüsse angeschaut. Hier muss einfach das entsprechende Modell gewählt werden. Mesh-fähig sind die neueren Modelle alle.

Nach der FRITZ!Box als zentrale Komponente brauchen wir für das Aufspannen des Netzwerks natürlich auch noch weitere Komponenten. Auch an dieser Stelle bietet AVM gleich mehrere Möglichkeiten – je nachdem was an den Endpunkten des Mesh-Netzwerks benötigt wird. Angebunden werden diese Endpunkte entweder per WLAN, Powerline oder Ethernet-Kabel.

Aktuell erste Wahl für den Aufbau oder die Erweiterung eines Mesh-Netzwerks ist der AVM FRITZ!Repeater 3000. Insgesamt bietet er drei Funknetzwerke, von denen eines im 2,4-GHz- und zwei im 5-GHz-Band arbeiten. Der FRITZ!Repeater 3000 nimmt das WLAN des Routers auf und erweitert es entsprechend. So wird die Abdeckung des WLANs vom Aufstellort des FRITZ!Repeaters ausgehend vergrößert. Der FRITZ!Repeater 3000 beherrscht die WLAN-Standards 802.11ac/n/g/b/a, wobei der ac-Standard ausschließlich im schnelleren 5-GHz-Band zur Verfügung steht. Theoretisch wird hier eine Datenrate von 1.733 MBit/s für eine 4x4-MIMO-Konfiguration erreicht. Im Falle von 2x2-MIMO, wie es für das zweite 5-GHz-Netz vorgesehen ist, sind es 866 MBit/s.

Außerdem bietet der FRITZ!Repeater 3000 noch zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse, sodass am Aufstellort auch zwei kabelgebundene Geräte angeschlossen werden können. Dies kann beispielsweise die Spielekonsole sein, die ihre Daten in der Folge hoffentlich etwas schneller erhält, als über die WLAN-Verbindung des Routers und auch so manches Gerät ohne WLAN (zum Beispiel ein Drucker), lässt sich so an das Netzwerk anbinden.

Mit dem FRITZ!Repeater 2400 und FRITZ!Repeater 1200 bietet AVM aber noch weitere Möglichkeiten der Mesh-Erweiterung über Repeater-Hardware. Je nach Bedarf muss also nicht das teuerste Spitzenmodell sein. Die verschiedenen Geräte lassen sich je nach Bedarf miteinander kombinieren – einer der Vorteile eines solch flexiblen Mesh-Systems.

Eine weitere Möglichkeit zum Aufbau oder der Erweiterung des Mesh-Netzwerkes ist ein FRITZ!Powerline 1260E, der sich in das Powerline-Netzwerk einklingt, falls ein solches vorhanden ist. In der aktuellen Generation des Powerline-Standards werden bis zu 1.200 MBit/s erreicht. Dazu speist ein weiteres Powerline-Gerät das Internet in direkter Nähe zur FRITZ!Box ein und gibt es an die besagten FRITZ!Repeater weiter. Ansonsten verwendet AVM hier das WLAN, um die Netzwerkverbindung auf diese Art und Weise sowie den Repeater als solches zu verstärken. Von diesem kann wiederum ein WLAN nach 802.11ac mit bis zu 866 MBit/s aufgebaut werden. Zusätzlich steht am FRITZ!WLAN Repeater 1760E ein Gigabit-Ethernet-Anschluss zur Verfügung, um beispielsweise einen Drucker oder eine Spielekonsole daran anzuschließen. Gefunkt wird auch hier im 5- und 2,4-GHz-Band.

Auch hier gibt es mit dem FRITZ!Powerline 1240E und FRITZ!Powerline 1220E noch Powerline-Adapter, die eine etwas geringere Ausstattung vorzuweisen haben, dafür aber auch günstiger sind, sodass jeder seinen Preispunkt findet.

Letztendlich muss man sich entscheiden, ob ein rein WLAN-basiertes Mesh aufgebaut werden soll oder ob eine Unterstützung mittels Powerline möglich ist. Eine Powerline-Verbindung über die Haussttromleitungen ist aber keine Garantie für schnellere Verbindungen. Ein reiner WLAN-Repeater kann aber auch nur dort schnelles WLAN anbieten bzw. weiterreichen, wo er selbst ein ausreichend schnelles Internet geboten bekommt.

Eine dritte Möglichkeit des Aufbaus ist die Nutzung eines Ethernet-Kabels zwischen den FRITZ!Repeater-Modellen. In diesem Fall wird natürlich eine vorhandene Ethernet-Verkabelung vorausgesetzt. Das Ethernet als Grundgerüst für ein Mesh-Netzwerk zu verwenden, macht allerdings nur bedingt Sinn, weil man dann auch einfach weitere Access Points aufbauen kann. Das Mesh vereinfacht diesen Prozess allerdings und macht ihn zugänglicher.

Am Ende soll sich der Nutzer mit diesen vielen Fragen und Möglichkeiten aber gar nicht beschäftigen müssen. Die vielen Mesh-Umsetzungen versprechen ein einfaches Plug&Play und dies ist auch bei AVM der Fall.

Wie baue ich mein Mesh-Netzwerk nun auf?

Sind die Schwachstellen, sprich schlecht abgedeckten Bereiche des WLANs gefunden, kann es an die Problemlösung gehen. Dabei ist die FRITZ!Box nicht nur auf Seiten der Hardware die zentrale Komponente, sondern per Softwareoberfläche auch der Zugangspunkt für den Nutzer zur Einrichtung des Mesh-Netzwerks.

Am Beispiel der Verbindung zwischen einer FRITZ!Box und eines FRITZ!Repeater 3000 wollen wir die Einrichtung des Mesh-Netzwerks einmal anschauen. Am einfachste geht dies per WPS-Verbindung , denn dazu muss nicht einmal die Software bemüht werden. Dazu sollte der Repeater zunächst einmal in direkter Nähe zur FRITZ!Box betrieben werden. Auf beiden Geräten wird per Knopfdruck die Kopplung mittels WPS getriggert und nach ein paar Sekunden besteht die Verbindung auch schon. Die FRITZ!Box und der FRITZ!Repeater haben sich über die notwendigen Verbindungsdaten ausgetauscht. Analog kann mit weiteren FRITZ!Repeatern verfahren werden. Ebenso funktioniert der Verbindungsaufbau auch für eine Mesh-Erweiterung mittels Powerline und entsprechend kompatiblen FRITZ!Repeatern. Auch hier wird die Powerline-Verbindung am besten dann hergestellt, wenn sich beide Geräte in direkter Nähe befinden. Erst dann sollten die Mesh-Endpunkte an den gewünschten Aufstellort gebracht werden.

Um auf die Benutzeroberfläche des FRITZ!Repeater zu kommen, kann entweder über die Benutzeroberfläche der FRITZ!Box (http://fritz.box in der Browserzeile) oder per http://fritz.repeater zugegriffen werden. Dazu muss die Verbindung mit der FRITZ!Box aber bereits bestehen oder man befindet sich bereits im WLAN, welches vom FRITZ!Repeater 3000 aufgebaut wird.

Im Anschluss kann der FRITZ!Repeater 3000 eigentlich genau so konfiguriert werden, wie jedes andere FRITZ!-Gerät. Das FRITZ!OS ist identisch aufgebaut und wer sich in der Software zur FRITZ!Box zurechtfindet, der tut dies auch in der Oberfläche zum FRITZ!Repeater 3000.

Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau zwischen der FRITZ!Box und dem FRITZ!Repeater sieht dies in der Benutzeroberfläche wie oben abgebildet aus. Alle wichtigen Informationen sind hier auf den ersten Blick erkennbar – darunter vor allem die Informationen zur Verbindungsstärke zwischen den beiden Geräten.

In der FRITZ!OS-Benutzeroberfläche werden im Bereich für das Mesh-Netzwerk (Heimnetz/Mesh) alle verbundenen Endpunkte angezeigt. Auch eine weitere FRITZ!Box kann als Mesh-Knoten dienen, dies muss dann allerdings so konfiguriert werden, dass es nur eine primäre FRITZ!Box als Zentrale gibt. Einen entsprechenden Menüpunkt gibt es in den Mesh-Einstellungen von FRITZ!OS.

Egal ob nun per WLAN oder Powerline – die Integration neuer Mesh-Knoten gestaltet sich sehr einfach und stellt den Nutzer eigentlich vor keinerlei Hürden. Über die Software ist auch immer eine gewisse Kontrolle möglich, denn auf den ersten Blick ist zu erkennen, ob einer oder mehrere der Mesh-Knoten schlichtweg fehlen. Dies zeigen die Mesh-Knoten auch in Form von LEDs am Gerät selbst an. Sowohl für eine bestehende Powerline-Verbindung, als auch ein FRITZ!Repeater, der per WLAN angebunden ist, haben dafür entsprechende Anzeigen.

Sind meine Daten im Mesh-Netzwerk verschlüsselt?

Grundsätzlich einmal sind alle Verbindungen im Mesh-Netzwerk verschlüsselt. Eine FRITZ!Box ermöglicht bei der ersten Einrichtung (auch ohne Mesh) nur den Aufbau eines WLANs mit sicherer Verschlüsselung. Die Mesh-Knoten übernehmen diese Voreinstellungen. So unterstützen die per WLAN angebundenen FRITZ!Repeater die WPA2-Verschlüsselung, wie sie auch für das WLAN des Routers verwendet wird.

WPA2 verwendet den Advanced Encryption Standard (AES). Dieser wird von der Hardware der Router, Repeater und auch der Endgeräte in Hardware beschleunigt aufgelöst und besitzt keinerlei Nachteile in der Geschwindigkeit. Auf Seiten der Powerline-Geräte wird eine AES Link Encryption mit 128 Bit verwendet. Auch diese gilt als sicher und ist im Endkundenbereich mehr als ausreichend.

Was ist ein WLAN Mesh Steering?

Ein einem Mesh-Netzwerk sollte es egal sein, wo man sich gerade mit seinem Endgerät befindet und ob man sich zum Beispiel mit seinem Smartphone von Position A an Position B des WLANs begibt, in dem man von der Küche in das Wohnzimmer geht. Doch bisher war es für das Netzwerk nicht immer ganz so einfach die Endgeräte auch von einem Knotenpunkt des Mesh-Netzwerks an einen weiteren zu übergeben, wenn dieser eine bessere WLAN-Verbindung anbietet. Das Endgerät versuchte sich sozusagen krampfhaft am vorhandenen WLAN festzuhalten und erkannte nicht, dass ein weiterer Mesh-Knoten eigentlich die bessere Abdeckung bietet.

Das AP oder Mesh Steering ist eine bereits etablierte Technik, die eine Übergabe der WLAN-Endgeräte von einem Knotenpunkt an den anderen ermöglichen soll. Die dazugehörigen Standards hören auf die Namen 802.11k sowie 802.11v und müssen vom WLAN-Gerät vollständig unterstützt werden. Umgesetzt hat dies AVM mit der FRITZ!OS-Version 7.10. Neben der Wahl des besseren Mesh-Knotens ermöglicht das Mesh Steering aber auch eine Wahl des geeigneten Frequenzbandes. So optimiert ein WLAN Mesh Steering gleichzeitig auch noch die Auslastung der verschiedenen WLAN-Bänder und Kanäle.

Für das WLAN Mesh Steering muss es den Master im Mesh-Netzwerk geben und dies ist die FRITZ!Box. Sobald die FRITZ!Box feststellt, dass ein WLAN-Gerät über keine gute Verbindung mehr zum WLAN verfügt, fordert sie das Gerät zum Wechsel des Funknetzes auf. Die zentrale Komponente bzw. der Mesh Master sind daher notwendig, da nur ein Gerät alle notwendigen Informationen über die einzelnen Endgeräte hat – also an welchen Mesh-Knoten sie verbunden sind, wie gut der Empfang aktuell ist und welche andere Geräte sich an dem Mesh-Knoten sowie im WLAN-Frequenzspektrum befinden. Einzelne WLAN-Geräte können diese Informationen nicht ermitteln.

Es gibt ein paar Voraussetzungen für das Funktionieren eines WLAN Mesh Steerings. So müssen die WLAN-Endgeräte sprich Clients dualband-fähig sein (2,4- und 5-GHz-Band müssen unterstützt werden). Die Unterstützung der WLAN-Standards 802.11k und 802.11v für die Endgeräte haben wir bereits angesprochen. Zudem muss eine FRITZ!Box mit WLAN AC oder Wi-Fi 6 eingesetzt werden.

Um wie viel besser wird mein WLAN durch das Mesh?

Welche Verbesserung sich nach dem Aufbau eines Mesh-Netzwerks einstellt, haben wir natürlich auch versucht darzustellen. Dazu haben wir eine FRITZ!Box 7590 an zentraler Position belassen und das WLAN dann an verschiedenen Punkten um einen FRITZ!Repeater erweitert. Die Ergebnisse sehen dann wie folgt aus:

2,4-GHz-Band - 1 IP-Stream

Terasse (5 m)

MBit/s
Mehr ist besser

5-GHz-Band - 7 IP-Streams

Terasse (5 m)

MBit/s
Mehr ist besser

5-GHz-Band - 7 IP-Streams

2. Etage

MBit/s
Mehr ist besser

Im Vergleich zu einem zentralen Router, der in den meisten Fällen weiter weg ist, als ein entsprechend platzierter Mesh-Knoten, steigen die Übertragungsraten natürlich deutlich an. Kommen wir auf der Terrasse, also im Außenbereich, nur über die FRITZ!Box auf gerade einmal 120 MBit/s, erreichen wir mit einem FRITZ!Repeater, platziert im hinteren Bereich des Wohnzimmers (direkt anschließend an die Terrasse) eine mehr als doppelt so hohe Datenübertragungsrate von 266 MBit/s im 2,4-GHz-Netz. Im schnelleren 5-GHz-Netz können wir die Datenübertragungsraten ebenfalls mehr als verdoppeln.

Ein weiteres Beispiel für die Erweiterung der WLAN-Abdeckung ist die Versorgung von mehr als einer Etage. Kann das WLAN die Decke nicht wirklich gut durchdringen, hilft auch hier der Einsatz eines Mesh-Knotens. Kommen von der FRITZ!Box nur noch 138 MBit/s ohne die Mesh-Erweiterung an, sind es mit dem FRITZ!Repeater nun 235 MBit/s. Dazu sollten die FTITZ!Box und der FRITZ!Repeater in den zwei Stockwerken möglichst übereinander positioniert werden. Der FRITZ!Repeater kann die dann noch relativ schnelle Verbindung entsprechend auf seiner Etage an die Endgeräte weitergeben.

Ein Mesh-Netzwerk für Jedermann

Moderne Mesh-Netzwerke sind an einem Punkt angelangt, an dem der Nutzer eigentlich zu keinem Punkt mehr an der erfolgreichen Umsetzung scheitern kann. Dies beginnt mit der Entscheidung welches System denn nun das richtige ist und welche Komponenten denn nun genau gewählt werden sollten. AVM hat inzwischen fast die komplette Produktlinie auf Mesh-Unterstützung umgestellt. Ist also bereits eine FRITZ!Box vorhanden, ist es eigentliche egal, ob man zu einem WLAN- oder Powerline-Repeater greift. Dies hängt maßgeblich von den baulichen Gegebenheiten ab. Soll das Netzwerk vom Keller in das Dachgeschoss erweitert werden, dürfte eine schnelle Verbindung mittels Powerline einfacher sicherzustellen sein, als über einen reinen WLAN-Repeater.

Auch die Einrichtung des Mesh-Netzwerks ist denkbar einfach geworden. Es genügt alle gewünschten Mesh-Knoten in der Nähe der FRITZ!Box zusammen zu bringen und miteinander zu koppeln. Per WPS ist dies mit einem einfachen Tastendruck möglich. Weitere Eingaben wie das Festlegen eines WLAN-Passworts sind nicht notwendig. Die notwendige Sicherheit des Mesh-Netzwerks ist über eine entsprechende Verschlüsselung sichergestellt. Die meisten Einstellungen werden von der FRITZ!Box übernommen.

Wer möchte, kann weitere Einstellungen in der Software vornehmen – notwendig ist dies jedoch nicht. Weitere Mesh-Knoten können auf die gleiche Art und Weise hinzugefügt werden. Das Mesh-Netzwerk kann also mit den Anforderungen wachsen. AVM hat inzwischen FRITZ!Box-Modelle mit Wi-Fi 6 angekündigt, die ab November erhältlich sein werden. 2020 sollen dann noch weitere hinzukommen. Im 5-GHz-Band sind damit Datenraten von bis zu 2.400 MBit/s möglich und die neueste Generation an FRITZ!Repeatern versucht diese Datenraten auf einer möglichst großen Fläche abzudecken. Gerade erst zur IFA wurden die neuesten Modelle vorgestellt. Dazu zählen die FRITZ!Box 5550 und FRITZ!Box 5530 für Glasfaser. Bei den Repeatern ist die Auswahl mit vier Modellen (FRITZ!Repeater 3000, 2400, 1200 und 600) ebenfalls derart gestaltet, dass je nach Anwendungsfalls die richtige Ausstattung und Baugröße geboten wird.

Preise und Verfügbarkeit
AVM FRITZ!Repeater 3000
115,53 Euro Nicht verfügbar Ab 108,99 EUR
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