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Wir basteln uns eine aktive WLAN-Antenne für Wardriving und schwierige Empfangsbedingungen
In dieser Beschreibung geht es nicht um den Bau einer WLAN-Antenne an sich, sonder darum eine vorhandene aufzurüsten. Wer Bauanleitungen für WLAN-Antennen sucht, findet die im Internet, zum Beispiel hier:
http://www.informationsarchiv.net/statisch/wlan/workshop-bauanleitung-antenne.html.
Eine aktive Antenne ist wie es der Name sagt aktiv. Das bedeutet, dass die Signale so nahe wie möglich an der Antenne aufgearbeitet, verstärkt um umgewandelt werden. Im Gegenteil zu passiven Antennen können die Anschlusskabel sehr viel länger und aus günstigeren Material sein. Ein Beispiel: Antennekabel für WLAN kostet bis zu 20€/m und bei Längen über 1m kann es schnell passieren, dass die Kabeldämpfung den Gewinn der Antenne auffrisst. Bei der hier vorgestellten Lösung ist das Kabel zwischen der Antenne und dem Empfänger nur wenige Zentimeter lang, danach werden die Daten direkt über USB ausgegeben. USB läßt sich problemlos ein paar Meter verlängern. In Versuchen konnte ich bis 15m überbrücken, dazu noch mit sehr billigen Kabel, was die Kosten für die aktive Antenne schnell wett macht. Aber nicht nur die Kosten sind ein Faktor, USB ist auch deutlich unproblematischer zu verlegen, zum Beispiel bei einer Fensterdurchführung.
Als Empfangseinheit nehmen wir einen D-Link DWL-122. Das hat mehrere Gründe. Er ist überall erhältlich, ist billig, hat einen USB-Anschluß und er läuft vor allem mit jedem möglichen Betriebssystem, da er einen Prism2-Chipsatz hat. Ich setze den Adapter unter MacOS X 10.3 ein, hauptsächlich zum Wardriven. Für die Datenübertragung benutze ich die AirportXtreme, weil sie mehr als 11MBit kann, zumindest im Nahbereich. Der USB-Adapter kann "nur" 11MBit, was für Internet und ähnliches absolut ausreicht. Die hier vorgestellte Antenne ist sehr leistungsfähig, je nach Einsatzbedingungen kann sie zu einem Accesspoint mit Rundstrahlantenne über mehrere hundert Metern eine Verbindung aufbauen. Im Test mit einem D-Link AP900 waren es ca. 700m bei 11MBit. Wird auf beiden Seiten eine solche Antenne eingesetzt, sind Entfernungen über mehrere Kilometer überbrückbar. Natürlich ist für solche Entfernungen Sichtverbindung notwendig, aber auch bei schlechten Empfangsverhältnissen kann sie eine große Hilfe sein, zum Beispiel wenn zwischen dem Accesspoint und dem Computer ein paar dicke Wände stehen. Beim Wardriving ist sie sehr hilfreich um einen Accesspoint anzupeilen, wenn man seinen Standort genau bestimmen will.
Als Ausgangsbasis für den Bau einer aktiven WLAN-Antenne habe ich mich für ein gekauftes Exemplar entschieden, weil der Selbstbau von WLAN-Antennen nicht ohne ist, auch wenn es diverse Bauanleitungen suggerieren. WLAN arbeitet mit einer Frequenz von 2.4GHz, da haben auch kleinste Abweichungen beim Bau große Auswirkungen auf die Qualität der Antenne. Um eine Antenne richtig abzustimmen benötigt man umfangreiches und teueres Testequipment, was in der Regel niemand zu Hause stehen hat. Diese Antenne wurde bei Ebay gekauft und hat 30€ gekostet. Laut Datenblatt hat sie 15dBi, was ich nicht nachprüfen kann, aber im Vergleich zu anderen Antennen der Größenordnung scheint diese Angabe korrekt zu sein. Es gibt auch andere Antennenbauformen mit mehr oder weniger dBi. Je höher die dBi-Zahl ist, um so kleiner ist der Empfangsbereich, aber um so größer ist die Reichweite. Die beste Antenne gibt es nicht, weil für jeden Einsatz andere Parameter wichtig sind. Welche das sind, müsst ihr selbst wissen. Vom Prinzip her eignet sich diese Anleitung für alle Antennenarten und sollte daher nur als Beispiel gesehen werden.
Und so sieht sie aus (inklusive bereits angeschraubten Plastikrohr aus dem Baumarkt als Handgriff)
Als Empfangseinheit nehmen wir einen D-Link DWL-122. Das hat mehrere Gründe. Er ist überall erhältlich, ist billig, hat einen USB-Anschluß und er läuft vor allem mit jedem möglichen Betriebssystem, da er einen Prism2-Chipsatz hat. Ich setze den Adapter unter MacOS X 10.3 ein, hauptsächlich zum Wardriven. Für die Datenübertragung benutze ich die AirportXtreme, weil sie mehr als 11MBit kann, zumindest im Nahbereich. Der USB-Adapter kann "nur" 11MBit, was für Internet und ähnliches absolut ausreicht.
DWL-122 im Originalzustand
Den DWL-122 nehmen wir für unsere Elektronik. Man könnte auch jeden anderen USB-Adapter nehmen, ich habe mich für diesen wegen seiner maximalen Kompatibilität entschieden. Es ist zum Beispiel denkbar, einen USB2-Adapter zu nehmen, der 56MBit beherrscht, wenn man höhere Datenraten benötigt. Dann muss man beim Bau auf die Besonderheiten des Adapters achten und kann sich nur bedingt nach dieser Anleitung richten.
Als erstes müssen wir den DWL-122 öffnen. Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen, die durch Plastiknasen miteinander verbunden sind. Mit einen spitzen Schraubenzieher und gut dosierter Gewalt öffnet man die Gehäuse, indem man in den Spalt zwischen den beiden Gehäusehälften hebelt. Aber Vorsich und den Schraubenzieher nicht zu weit in das Gehäuse stecken, damit das Innenleben nicht beschädigt wird. Mir ist es leider passiert und ich habe die USB-Buchse beschädigt und musste deshalb das USB-Kabel direkt an den Adapter löten, obwohl ich lieber die Buchse benutzt hätte.
DWL-122 geöffnet
DWL-122 Innenleben (Oberseite)
DWL-122 Innenleben (Unterseite)
DWL-122 interne Antenne
Die Antenne des DWL-122 brauchen wir nicht und müssen sie vorsichtig (!!!) entfernen. Am besten lötet man sie mit einem spitzen Lötkolben aus. Sie ist an drei stellen mit der Hauptplatine verbunden. Es ist gar nicht so einfach drei Lötstellen gleichzeitig zu erhitzen. Ich habe das so gemacht, indem ich sie schnell hintereinander erwärmt und dabei ständig Zug auf der Antenne hatte. Nach ein paar Durchgängen hatte ich sie herausgelöst. Ein etwas mutigerer Freund hat sie einfach abgezwickt, aber dazu hatte ich zu viele Bedenken die Hauptplatine zu beschädigen.
So sieht der Adapter mit angelötetem USB-Kabel und entfernter Antenne aus. Falls ihr auch plant das USB-Kabel anzulöten, bedenkt dass die Farben der Adern bei eurem Kabel anders sein können. Messt das vorher durch oder ihr riskiert Computer und WLAN-Adapter.
An Stelle der internen Antenne löten wir unsere Antenne an. Vorher müssen wir das Antennekabel auf die entsprechende Länge kürzen und abisolieren. Kürzt nicht zu viel und isoliert es so kurz wie möglich ab. Ich habe den DWL-122 in den Griff eingebaut und das Kabel so gekürzt, dass er etwa in der Mitte des Griffs steckt.
Die Kabelenden löten wir jetzt auf die Anschlüsse der alten Antenne, der innere Draht des Antennenkabels kommt auf den mittleren Lötpunkt, die Masse (äußeres Drahtgeflecht) auf den Anschluß daneben. Passt auf hier keinen Kurzschluss zu produzieren, es geht ziemlich eng zu. Falls ihr euch das nicht zutraut, fragt jemanden der löten kann. Für einen halbwegs geübten Elektroniker ist das absolut kein Problem. Wichtig bevor ihr das Kabel anlötet ist es, entsprechende Verschlusskappen oder ähnliches, mit dem ihr das Gehäuse für den DWL-122 verschließen wollt, vorher (!) über das Kabel zu ziehen. Hinterher geht es nicht mehr.
In meinem Fall brauchte ich den DWL-122 jetzt nur noch in das Plastikrohr, welches ich als Griff benutze, hineinzuschieben und es mit den Kappen zu verschließen. Das USB-Kabel hat übrigens einen Knoten bekommen als Zugentlastung, nicht besonders professionell, aber wirksam. Je nachdem wo ihr den DWL-122 einbaut und ob ihr die Antenne im Freien verwenden wollt, müsst ihr das Gehäuse mit Silikon abdichten. Wasser ist ziemlich schlecht für sowas.
Vor dem Zusammenbau
Nach dem Zusammenbau
Nachtrag
Es gibt auch noch andere Möglichkeiten, sich eine Hochleistungsantenne mittels eines USB-WLAN-Adapters zu bauen. Sehr gut funktionieren auch ausgediente Sat-Schüsseln. Man entfernt einfach das LNB und baut an der gleichen Stelle den WLAN-Adapter ein. Das muss natürlich auch wasserdicht sein und es empfiehlt sich, den WLAN-Adapter dreh- und verschiebbar einzubauen um ihn besser einstellen zu können. Zu beachten ist, dass Parabolspiegel sozusagen schielen und die Wellen schräg bündeln. Wenn der Spiegel auf ein auf gleicher Höhe liegendes ausgerichtet wird, "schaut" er nach unten. Das liegt daran, dass Parabolspiegel so konstruiert sind, dass sie bei einem Einfallwinkel von etwa 20° senkrecht stehen.
Besser als USB-Adapter wie der DWL-122 funktionieren solche mit Planarantennen im Zusammenspiel mit Sat-Spiegeln. Das liegt daran, dass sie alle Sendeleistung (und auch die empfangenen Signale) in Richtung des Spiegels gebündelt werden. Diese haben schon eine kleine Richtantenne eingebaut. Im Zusammenspiel mit einem Sat-Spiegel kann man locker 25dBi erreichen. Für Festinstallationen ist das sicherlich sehr gut, aber zum Wardriven dürfte ein Parabolspiegel eher unhandlich sein.
Übrigens eignet sich dieses Prinzip auch für Bluetooth. Bei Versuchen konnte ich damit ein Handy (SonyEricsson Z1010) stabil auf über 200m ansprechen. Wer etwas kriminell veranlagt ist, könnte damit auf große Entfernungen Telefonbücher auslesen oder manipulieren, SMS auf Kosten anderer verschicken oder auch Telefonverbindungen in´s Internet oder zu Sondernummern aufbauen. Ein entsprechender Text zum Thema Bluetooth-Hacking ist bereits in Arbeit und wird in Kürze hier erscheinen.
Alexander Heidenreich
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