Zo bouw je je eigen 'mesh-netwerk’
Overal snelle wifi is een van de belangrijke eisen die we stellen aan onze woonomgeving. Met de komst van mesh- of multiroom-wifisystemen beloven de routerfabrikanten dit nu ook echt te leveren, maar daarvoor vragen ze wel de hoofdprijs. Met wat oude routers kun je zonder die kosten te maken een vergelijkbaar goed wifi-netwerk bouwen.
Mesh-wifiis de belangrijkste innovatie in het thuisnetwerk van de laatste jaren. Kenmerkend voor mesh is dat het niet uitgaat van één centrale router die vanaf één plek in huis overal de wifi levert, maar dat er meerdere accesspoints worden gebruikt. Die accesspoints vormen samen een groot draadloos netwerk dat ook goede ontvangst biedt op plekken waar de gewone wifi niet komt. Doordat de losse accesspoints slim met elkaar samenwerken, kan de gebruiker zich bovendien vrij binnen het netwerk verplaatsen zonder dat zijn smartphone of laptop de verbinding verliest.
©PXimport
01 Geen kabels
Een ander kenmerk van mesh-wifi is dat er geen netwerkkabels nodig zijn, aansluiten op het stopcontact is voldoende. Anders dan traditionele wifi gebruikt mesh-wifi namelijk behalve voor de communicatie tussen draadloze apparaten en het accesspoint ook voor de communicatie tussen de accesspoints zelf een draadloze verbinding. Routerfabrikanten noemen de verbinding tussen de accesspoints de backhaul en deze is bepalend voor de stabiliteit en snelheid van het mesh-systeem. Omdat ook een draadloze backhaul gevoelig is voor signaalverlies door muren, plafonds en de wifi van de buren, bieden sommige mesh-wifisystemen de mogelijkheid om de accesspoints toch met een netwerkkabel aan te sluiten.
©PXimport
Een leuk klusje
Woon je in een huis waar bij de bouw geen rekening is gehouden met het hebben van een thuisnetwerk, dan lijkt mesh-wifi die geen kabels nodig heeft een goede keuze. En hoewel het alsnog aanleggen van netwerkbekabeling een flinke uitdaging kan zijn, is het een eenmalige operatie die een echt veel beter thuisnetwerk oplevert. Zeker wanneer je huis een kruipruimte heeft en een centrale kolom waar de meeste kabels en buizen doorheen lopen, dan kun je vaak door een gericht aantal gaten te boren in muren en vloeren, overal bedrade netwerkverbindingen krijgen.
©PXimport
02 Zelfbouw-mesh
Wil je de wifi upgraden, maar vind je de kosten van een mesh-wifisysteem te hoog, dan kun je met wat met oude routers een vergelijkbaar systeem te bouwen. Dit hoeven ook niet de beste en allerduurste routers te zijn, maar ondersteuning van de 5Ghz-band en 802.11n of nieuwer heeft wel de voorkeur. De routers hoeven ook niet van hetzelfde merk of model te zijn, ze worden apart van elkaar in gebruik genomen. Begin ermee de router te resetten naar fabrieksinstellingen. Hoe dit moet, verschilt per merk en soms per model, maar staat altijd beschreven in de handleiding op de site van de routerfabrikant. Verbind daarna de wan-poort van de router met een van de lan-poorten op de router van de internetprovider en schakel de eerste in. Sluit dan een pc of laptop aan op een van de lan-poorten van de router die je zojuist gereset hebt en wacht tot de verbinding is opgekomen. Start een opdrachtprompt door in Windows op Start te klikken. Typ dan cmd en druk op Enter. Typ op de prompt het commando ipconfig en druk op Enter. Noteer het ip-adres dat genoemd wordt als Default Gateway en typ dit in de adresbalk van de webbrowser en druk opnieuw op Enter. Log in op de router met het standaardgebruikersnaam en wachtwoord, zoek het onderdeel Firmware en download en installeer de nieuwste firmware op de router.
©PXimport
03 Heatmap
De extra routers gaan gebruikt worden als extra accesspoints in het thuisnetwerk. Ze moeten ervoor zorgen dat het signaal ook komt op plekken waar de wifi-ontvangst nu onvoldoende is. Het aantal benodigde routers wordt bepaald door het aantal plekken in en om het huis met slechte wifi. Wil je dit echt goed in beeld brengen, maak dan een heatmap. Dat is een grafische weergave van de ruimte, zeg het huis en de tuin, met daarbij aangegeven hoe sterk het draadloos netwerk overal is. Dit kan heel uitgebreid met de betaalde versie van NetSpot (Windows, Mac) maar je kunt ook op één of enkele A4’tjes een plattegrond tekenen en daar de plekken met slechte of juist goede wifi intekenen.
Weet je niet precies waar de wifi beter moet, loop dan rond met een programma dat de kracht van de wifi inzichtelijk maakt, zoals WiFi Man of Net Analyzer. Voor de pc zijn er WiFi Analyzer uit de Windows Store en Acrylic WiFi, net als de gratis versie van het net genoemde NetSpot (Windows én Mac). Deze apps geven allemaal de sterkte van het wifi-signaal en door rond te lopen zie je hoe het overal verschilt. Let wel, de sterkte van wifi wordt gemeten in decibel-milliwatt (dBm). Dit getal is altijd negatief en hoe dichter bij nul, hoe sterker het signaal. Waarden lager dan -75 dBm gelden als slecht.
©PXimport
04 Router als accesspoint
Steeds meer routers bieden behalve de mogelijkheid het apparaat echt als router te gebruiken, ook ondersteuning voor gebruik als repeater of accesspoint. Vooral de laatste modus, waarbij de router via een netwerkkabel aangesloten wordt op het bestaande netwerk en daarna als een echt accesspoint werkt, is erg handig bij het bouwen van een eigen mesh-wifinetwerk. Selecteer als de router deze mogelijkheid ondersteunt, Access Point (AP) mode en klik op Apply. Configureer in de volgende schermen of je het accesspoint een vast ip-adres wilt geven of dat je dat automatisch via dhcp wilt laten gebeuren. Kies je voor vast, geef dan ook subnetmasker, default gateway en de ip-adressen van twee dns-servers (meestal het ip-adres van de router van de internetprovider en bijvoorbeeld 8.8.8.8 voor een van de Google DNS-en). Om te beginnen is dhcp vaak de goede optie, aanpassen kan later altijd nog. Opletten is het bij de Wireless Settings, gebruik hier dezelfde ssid en dezelfde beveiligingsopties en sleutel als bij het netwerk dat je met het accesspoint wilt uitbreiden. Na de laatste Apply zal de verbinding met de router wegvallen, omdat deze niet meer als router werkt en nu onderdeel is van het oorspronkelijke thuisnetwerk. Wanneer je nu inlogt op de webinterface van het accesspoint zul je zien dat alle wan-, firewall- en routerfuncties zijn verdwenen. Duidelijk zichtbaar is dat de router in AP-modus draait. Je kunt de router nu afsluiten en verplaatsen naar de plek in huis waar je het extra accesspoint wilt plaatsen om er het wifi-signaal te verbeteren. Sluit het daar aan op het lichtnet en het thuisnetwerk en alle apparaten die nu het nieuwe accesspoint gebruiken, zullen een veel betere en snellere verbinding hebben.
©PXimport
05 Router als repeater
Is het niet mogelijk de extra router met een netwerkkabel aan te sluiten, gebruik dan de repeater-modus. De router functioneert ook dan als een accesspoint, maar gebruikt zelf ook het draadloze netwerk om zich met het netwerk te verbinden. De repeater-router en de apparaten die via hem verbinding maken met het draadloos netwerk en het internet delen dus de bandbreedte van het draadloos netwerk van de repeater. Het voordeel hiervan is dat de router doorgaans een sterkere antenne heeft dan smartphones en tablets. Die kunnen de sterkere verbinding van de repeater-router als een soort verlengstuk van hun eigen draadloos signaal gebruiken. Net als bij het inschakelen van de accesspoint-modus schakelt de router de firewall, de dhcp-server en alle bijbehorende routerfunctionaliteit uit.
Om de router als repeater te gebruiken zoek je in de webinterface naar de Repeater Modus. Selecteer die en klik op Apply. In een van de volgende stappen moet ook het draadloze netwerk worden geselecteerd waarmee de router zichzelf daarna gaat verbinden en waarmee alle apparaten die aansluiten op de router, ook verbinding maken. Om de router aan te sluiten is het wachtwoord van de betreffende wifi eenmalig nodig.
©PXimport
06 Router handmatig als accesspoint
Biedt de router geen specifieke accesspoint- of repeater-modus, dan is het nog steeds mogelijk deze als extra accesspoint in te zetten. Alleen zul je nu zelf de router zo moeten configureren dat dit werkt. Hiervoor bestaan er twee varianten, een makkelijk en een moeilijkere. Voor de eerste is vereist dat wanneer de router niet via de wan-poort met het netwerk wordt verbonden, maar de verbinding met de internetrouter wordt aangesloten op een van de lan-poorten van de router, deze direct als een switch gaat werken. Vanwege het grote verschil in moeilijkheidsgraad en aantal handelingen is het aan te raden dit eerst te proberen.
Sluit de pc aan op een van de lan-poorten van de router en maak verbinding met de webinterface. Login en configureer het draadloze netwerk met een ssid, encryptie en een wachtwoord. Schakel ook de dhcp-server van de router uit en geef de router een vast ip-adres in de range van je normale router. Bevestig de veranderingen in de configuratie van de router en schakel deze uit. Sluit de router vervolgens via één van de lan-poorten aan op je thuisnetwerk. Schakel daarna de router weer in. Zolang je niet de wan-poort gebruikt, zal de router nu als een switch handelen die onderdeel is van het thuisnetwerk, en de wifi maakt er meteen een extra accesspoint van. De webinterface kun je als het goed is bereiken via het vaste ip-adres dat je hebt ingesteld. Lukt het niet, dan kun je de router eventueel resetten en de methode in de volgende stap proberen.
07 De lastige methode
Vaak is het niet mogelijk de routerfunctie uit te schakelen. Wat wel mogelijk is, is de router via de wan-poort met het thuisnetwerk te verbinden. Op de router configureer je dan een ander netwerk met een andere ip-reeks en dhcp-server dan het bestaande thuisnetwerk. Daarna kun je de wifi configureren zoals de al bestaande wifi. Je zult de onnodige functionaliteit van de router moeten uitschakelen en de voor zijn nieuwe rol benodigde opties configureren. Sluit de extra router via de wan-poort aan, schakel hem in en wacht tot hij operationeel is. Log dan in op de webinterface van de router en configureer voor de lan een ander netwerk dan op de lan van de internetrouter (vaak gebeurt dat al automatisch). Pas ook de dhcp-server hierop aan. Configureer daarna het draadloze netwerk met dezelfde opties als op de internetrouter of eventuele andere accesspoints. De tweede router bouwt dan een eigen netwerk op dat via de internetrouter met het internet is verbonden. Gebruik hiervoor de instellingen in het volgende schema.
©PXimport
08 De wifi-keuze
Bij een wifi-mesh-wifisysteem gebruiken alle accesspoints dezelfde ssid en beveiligingsopties voor het draadloze netwerk. Je kunt vervolgens dankzij het samenwerken van de accesspoints vrij binnen het hele netwerk bewegen zonder de verbinding te verliezen. Bij een zelfbouw-mesh-netwerk is dit veel minder het geval, doordat het eigenlijk niet één netwerk is maar verschillende losse netwerken zijn. Om de werking van een echt mesh-netwerk zoveel mogelijk na te bootsen, kun je ervoor kiezen de naam van het netwerk plus alle beveiligingsopties op alle apparaten hetzelfde in te stellen. Dus overal dezelfde ssid, dezelfde wpa2-versleuteling en dezelfde geheime netwerksleutel. Of het werkt met de eigen smartphones, tablets en notebooks moet je testen.
Werkt het vrij bewegen niet, dan kun je de verbinding verbreken en weer opbouwen op de nieuwe zitplek. Dan zal het apparaat wel het beste signaal kiezen. Een andere optie is om op de extra accesspoints en repeaters een andere ssid te gebruiken. Je hoeft dan geen ander netwerkwachtwoord te onthouden, maar kunt wel heel bewust voor de verbinding met wifi_huiskamer en wifi_zolder kiezen. Minder gebruiksvriendelijk, maar soms wel de betere manier van roamen.
©PXimport
09 Kanalen kiezen
Met meerdere wifi-netwerken zo dicht bijeen, is het belangrijk dat ze elkaar niet verstoren. Dit kun je voorkomen of beperken door binnen de wifi-band van elkaar gescheiden kanalen te gebruiken. De 2,4GHz-band heeft elf kanalen waarop de wifi geconfigureerd kan worden. Omdat de kanalen elkaar overlappen, zijn alleen de kanalen 1, 6 en 11 echt vrij van invloed van anderen. Door de wifi-netwerken van de verschillende accesspoints op deze gescheiden kanalen te zetten voorkom je dat bijvoorbeeld het ene accesspoint niet kan zenden als het andere accesspoint aan het zenden is. Dit heet Co-Channel Interference (CCI). In de 5GHz-band zijn er 23 niet-overlappende kanalen. Afhankelijk van de standaard worden er hier enkele van gecombineerd tot een breder kanaal. Het grote aantal kanalen geeft voldoende vrijheid. Controleer op de router of deze automatisch de kanalen indeelt afhankelijk van de andere wifi-netwerken in de buurt. Zo niet, log dan in op de router, het accesspoint of de repeater en kies een of enkele rustige kanalen voor het eigen netwerk. Met de gratis versie van NetSpot (Windows, Mac) kun je de kanalen overzichtelijk op het beeldscherm toveren.
©PXimport
10 Roaming assistent
Sommige routers bieden in de accesspoint- of repeater-modus een extra functie genaamd ‘roaming assistant’. Deze functie beoogt het probleem op te lossen dat een smartphone of tablet een zwakkere verbinding blijft gebruiken en niet overstapt naar een sterker signaal van een router die dichterbij is. De router gebruikt hiervoor de Received Signal Strength Indicator (RSSI). Dit is een schatting van de router van de kwaliteit van de draadloze verbinding met een apparaat in het netwerk. Zakt deze onder een bepaalde waarde, dan is er volgens de router geen goede netwerkverbinding mogelijk en zal deze de verbinding verbreken. Met de Roaming Assistent schakel je deze functionaliteit in én kun je ook nog de grenswaarde opgeven waaronder de router de verbinding verbreekt. De waarde loopt van 0 tot -120, waarbij 0 een beter signaal is dan -120. Een RSSI-waarde van -70 is het over het algemeen prima om verbindingen die te zwak worden af te sluiten en het apparaat ertoe te bewegen een nieuwe verbinding op te zetten met het dan sterkste signaal.
©PXimport
Minder dan echte mesh
Een goede wifi die overal in en om het huis de gebruikers van voldoende bandbreedte voorziet om online alles te doen wat ze willen, is een grote bijdrage aan het woongenot. Lange tijd is geprobeerd dit met één router te regelen, maar voor veel situaties blijkt die oplossing onvoldoende. Een oplossing met meerdere accesspoints biedt als belangrijke voordeel dat je op plekken waar het signaal te zwak is, een extra accesspoint kunt plaatsen. Dat fabrikanten hierop inspelen door complete wifi-mesh-systemen aan te bieden is logisch, maar helemaal noodzakelijk is een dergelijk systeem niet. Met een paar oude routers valt ook een goede oplossing met meer en betere dekking te bouwen. Helemaal zo goed als een echt mesh-wifi wordt het helaas niet, vrij bewegen tussen alle accesspoints blijkt voor deze oplossing toch nog een brug te ver. Wie ook dat wil, is beter af met een echt mesh-wifisysteem.
2,4 versus 5 GHz
Niet alleen de locatie van de router geeft beperkingen, ook voor de door de router gebruikte radiotechniek geldt dit. Routers op basis van de 802.11n of een eerdere standaard gebruiken vooral de 2,4GHz-band. Deze heeft maar een beperkte frequentieruimte, wat betekent dat de zelfs de theoretisch maximaal bereikbare snelheid laag ligt. En dat terwijl de kans op storende invloed van andere wifi-netwerken, zoals van de buren, juist groter is. De 5GHz-band die eigenlijk pas sinds 802.11ac volop wordt gebruikt, is sneller maar heeft een veel kleiner bereik. Het signaal dringt ook nog eens veel minder goed door muren en plafonds dan de langzamere signalen van de 2,4GHz-band. Schrale troost bij dit laatste, de kans dat de wifi van de buren stoort is bij een 5GHz-signaal wel weer kleiner.
What a mesh?
Hoewel nieuw in het thuisnetwerk, bestaat mesh als netwerktopologie al heel lang. Het is een van vele gangbare patronen waarlangs een netwerk ingericht kan worden. Kenmerkend voor de mesh-inrichting is dat het bestaat uit meerdere knooppunten die allemaal met elkaar kunnen communiceren. Die communicatie kan direct van het ene knooppunt naar de andere, maar wanneer die andere te ver weg is, ook via een tussenliggend knooppunt. De benodigde verbindingen worden gebouwd naar behoefte. Het voordeel hiervan is dat er grote afstanden kunnen worden overbrugd en het netwerk zeer betrouwbaar wordt. Netwerktechnisch is de routering ingewikkelder. Ook moet de informatie tussen de nodes gesynchroniseerd worden om het effectief te houden. Heel anders dan de mesh-inrichting is de ster-topologie. Hierbij is er één centrale node die alle verbindingen onderhoudt. De nodes in het netwerk communiceren niet rechtstreeks met elkaar, maar altijd via de centrale node. Het voordeel is dat het eenvoudiger te configureren is en energiezuiniger. Nadelen zijn dat het geen grote afstanden kan overbruggen en kwetsbaarder is voor verstoringen. Om de verwarring te vergroten, zijn er ook mesh-wifisystemen te koop die niet meshen, maar waar elke node alleen verbinding kan maken met de hoofdnode. Dat zijn dus mesh-systemen die een ster-topologie onderhouden.
