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Ubiquiti UniFi® AC-Mesh/
UAP-AC-M mit Freifunk flashen.
Freifunk Outdoor Router mit Dualband: 2.4 & 5 GHz.

1. Ubiquiti UniFi® AC-Mesh/UAP-AC-M mit Freifunk flashen

2. Ubiquiti Freifunk/OpenWrt Router Empfehlungen (getestete)

3. Linux Umgebung vorbereiten (Xubuntu/Download)

4. Freifunk Firmware herunterladen:

5. feste IP-Adresse unter Xubuntu/Linux einstellen (vorbereiten zum flashen):

IP-Adresse:  192.168.1.2
Subnetmaske: 255.255.255.0

• Oben neben der Uhr auf das Netzwerk-Symbol klicken und [Verbindung bearbeiten ...] auswählen.
• Im neuen Fenster die [Kabelgebundene Verbindung] auswählen und auf das Zahnrad ⚙  Symbol ('Die ausgewählte Verbindung bearbeiten') klicken.
• Im neuen Fenster auf den
  Karteireiter [IPv4-Einstellungen] klicken.
• Hier die [Methode] von [Automatisch (DHCP)] auf [Manuell] umstellen.
• Dann über [Hinzufügen] die IP-Adresse [192.168.1.2] und die Netzwerkmaske [255.255.255.0] eingeben.
  Das Gateway bleibt leer.
  
• Die Einstellungen [Speichern] und erst mal alle Fenster schließen.

6. Router mit Freifunk-Firmware flashen:

xubuntu@xubuntu:~$ ssh ubnt@192.168.1.20
RSA key fingerprint is SHA256:WHcxMJ5bGCI7Y+2uZ7fIXoNap8j5gJRLg3a6NZOQ9sc.
Are you sure you want to continue ... connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.1.20' (RSA) to the list of known hosts.
ubnt@192.168.1.20's password: ubnt


BusyBox v1.19.4 (2017-05-08 10:00:47 PDT) built-in shell (ash)
Enter 'help' for a list of built-in commands.

BZ.v3.7.58# mtd
Usage: mtd [<options> ...] <command> [<arguments> ...] <device>[:<device>...]
... Ausgaben gekürzt ...
BZ.v3.7.58#

xubuntu@xubuntu:~/Downloads$ scp firmware.bin ubnt@192.168.1.20:/tmp/
ubnt@192.168.1.20's password: ubnt
firmware.bin                                  100% 4032KB   3.9MB/s   00:01
xubuntu@xubuntu:~/Downloads$

BZ.v3.7.58# mtd write /tmp/firmware.bin kernel0
Unlocking kernel0 ...

Writing from /tmp/firmware.bin to kernel0 ...
BZ.v3.7.58# mtd write /tmp/firmware.bin kernel1
Unlocking kernel1 ...

Writing from /tmp/firmware.bin to kernel1 ...

BZ.v3.7.58# grep bs /proc/mtd
mtd4: 00020000 00010000 "bs"

BZ.v3.7.58# dd if=/dev/zero bs=1 count=1 of=/dev/mtd4
1+0 records in
1+0 records out

BZ.v3.7.58# reboot
BZ.v3.7.58# Connection to 192.168.1.20 closed by remote host.
Connection to 192.168.1.20 closed.

7. Freifunk-Router konfigurieren:

• [Remotezugriff] mittels Passwort oder SSH-Zertifikat konfigurieren (optional/empfohlen),
• [Privates WLAN] der Router stellt dann neben dem Freifunk-Netz noch ein privates WLAN als extra Accesspoint zur Verfügung (optional),
• [WLAN] verschiedene Einstellungen unter anderem die Anpassung der Sendeleistung,
• [Netzwerk] Einstellungen von statischen IP- & DNS-Adressen,
• [Automatische Updates] anpassen des Updateverhaltens, einschließlich des Zweiges (der Punkt sollte aktiviert bleiben),
• [Firmware aktualisieren] hier kann man z. B. wieder die original Firmware oder eine andere Freifunk-Firmware einspielen.

8. Router Reset Hinweis (Bug):

9. UAP-AC-M Outdoor Einstellungen vornehmen:

• radio0, client0 bzw. mesh0 = ist für das 5 GHz Netzwerk.
• radio1, client1 bzw. mesh1 = ist für das 2.4 GHz Netzwerk.

10. 5 GHz WLAN - Bänder, Frequenzen, Kanäle, DFS, TPC, innen & außen, max. Sendeleistung (Übersicht):

• dBm = (Dezibel Milliwatt) ist die Einheit des Leistungspegels. Der Wert beschreibt die Signalstärke (Sendeleistung) logarithmisch zu einem Milliwatt.
• mW = Angaben in Milliwatt EIRP (Equivalent Isotopic Radiation Power/e.i.r.p.).

11. 5 GHz Reichweite, Geschwindigkeit, Störungen,
Mesh-Netzwerk, Outdoor/Außenbereich:

• Die höhere Frequenzen im 5 GHz Band durchdringen Objekte schlechter, daher ist die Reichweite geringer als im 2.4 GHz Band.
  Nachbar WLAN Netze stören allerdings auch weniger, da sie weniger ankommen. Die geringere Reichweite muss daher nicht zwingend negativ sein.
  Steht allerdings eine störende Wand im Weg, dann sollte man bei Störungen das 2.4 GHz Band verwenden/versuchen.
  
• Das 5 GHz Band stellt viel mehr überlappungsfreie Kanäle als das 2.4 GHz Band bereit.
  Somit stören sich benachbarte WLAN Netze deutlich weniger.
  
• Weiterhin treten weniger Störungen durch andere Funkquellen (wie z. B. Bluetooth, Mikrowelle usw.) auf. Da diese nur auf dem 2.4 GHz Band senden.
  
• Durch die Möglichkeit der Kanalbündelung (ab dem aktuellen Standard 802.11ac bzw. 802.11ax) sind noch höhere Geschwindigkeiten als im 2.4 GHz Band möglich.
  
• Teilweise ist auch eine höhere Sendeleistung als im 2.4 GHz Band erlaubt.
  

12. Gesetzliche Regelungen, Richtlinien & Stellungnahmen zum 5 GHz Band: EU, Deutschland, Kernel-Entwickler, OpenWrt, Gluon:

• https://www.bundesnetzagentur.de - Übersicht über alle Regionale und lokale Netze.
• Allgemeinzuteilungen 2010 07 WLAN 5GHz - 2 Seiten PDF Dokument gültig bis 31.12.2028.

• Seite 2 Nr. 4: Eine geringere Sendeleistung: 0,025 Watt (EIRP) in Kraftfahrzeugen wie PKW, Lastkraftwagen und Bussen als Nutzung innerhalb geschlossener Räume angesehen.
• Seite 2 Nr. 5: Bei keiner Leistungsregelung -3 dBm Sendeleistung abgesehen vom Maximum.
• Seite 2 Hinweis 1: Primär und sekundär Nutzer (Radar) darf man nicht stören (DFS).
• Seite 2 Hinweis 2: Die Nutzung darf nur mit Funkanlagen erfolgen die gem. § 60 Abs. 1 S. 3 TKG vorgesehen/gekennzeichnet sind.

• https://www.gesetze-im-internet.de/tkg_2004/__60.html

• https://portal.etsi.org - Der Standard wird gerade überarbeitet. Die derzeitig aktuelle (nicht öffentlich einsehbar) ist die Version 2.1.15 (2019-03-06).
• en_301893v020101p.pdf V2.1.1 (2017-05) - 122 Seiten PDF Dokument.
• en_301893v010801p.pdf V1.8.1 (2015-03) - 93 Seiten PDF Dokument (ältere Version).

• Seite 18 - linke Tabellenseite & Bemerkungen beachten, TPC und
  Seite 88 - maximale Sendeleistung ohne TPC.
• Seite 88 - DFS Tabelle und
  Seite 105 - DFS Check-Time (Erforderliche Reaktionen auf ein DFS Ereignis/Zeiten)

• https://eur-lex.europa.eu/ - HTML-Direktlink

• Zu Beginn Erwägungsgrund Zitat: (19) Die Überprüfung der Konformität von Kombinationen aus Funkanlagen und Software durch die Funkanlagen selbst sollte nicht dazu missbraucht werden, die Verwendung der Anlagen mit Software von unabhängigen Anbietern zu verhindern.
• Zu Beginn Erwägungsgrund Zitat: (21) Für Funkanlagen, die die einschlägigen grundlegenden Anforderungen erfüllen, sollte ein freier Verkehr möglich sein. Die Inbetriebnahme und bestimmungsgemäße Nutzung solcher Anlagen sollte, falls anwendbar, in Übereinstimmung mit den Regeln für Genehmigungen zur Frequenznutzung und zur Erbringung der betreffenden Dienstleistung, gestattet sein.
• Artikel 19/20: CE-Kennzeichnung der Geräte.
  

• http://data.europa.eu/eli/dec/2007/90(1)/oj -
  HTML-Direktlink
• http://data.europa.eu/eli/dec/2005/513/oj -
  HTML-Direktlink

• https://wireless.wiki.kernel.org/en/developers/regulatory

• https://openwrt.org/docs/guide-user/network/wifi/basic - DFS Radar Detection - Direktlink zum Prüfen.

• https://github.com/freifunk-gluon/gluon/pull/1329

13. UniFi® AC Router - weiße LED abschalten (optional):

echo 0 > /sys/class/leds/ubnt\:white\:dome/brightness

echo 1 > /sys/class/leds/ubnt\:white\:dome/brightness

config 'led'
	option 'sysfs' 'ubnt:white:dome'
	option 'default' '0'

#!/bin/sh
echo 0 > /sys/class/leds/ubnt\:white\:dome/brightness

14. ältere Firmware herunterladen
(notwendig für downgrade/back to stock):

15. Neue Router AC Pro "Gen2" flashen (Downgrade):

• Ladet zuerst die zu flashenden Firmware herunter.
  
  
• Am PC/Notebook eine feste IP-Adresse: 192.168.1.2/Subnetz 255.255.255.0 einstellen.
  
  
• Den PC/das Notebook und den WLAN-Accesspoint (UAP-AC-M) mit einem Netzwerkkabel direkt 1:1 verbinden.
  
  
• Öffnet ein Terminal.
  
  
• Den zu flashenden WLAN-Accesspoint (UAP-AC-M) einschalten.
  Hinweis: Die Ubiquiti UniFi® AC-Mesh/UAP-AC-M haben im Auslieferungszustand in der Regel die IP-Adresse: 192.168.1.20
  Ein Ping auf die Adresse kann hilfreich sein die Verbindung zu prüfen:
  
  ping 192.168.1.20
  
  
  
• Kopiert die eben herunter geladene Firmware auf den Router.
  Die Dateinamen der Version entsprechend anpassen.
  Tipp: Es empfiehlt es sich den Dateinamen kurz umzubenennen, dies vereinfacht die weitere Eingaben.
  
  für OpenWRT (alternativ):
  
  scp -O openwrt-ath79-generic-ubnt_unifiac-XXX-squashfs-sysupgrade.bin ubnt@192.168.1.20:/tmp/
  
  Hinweis: Der Benutzername und das Passwort lautet im Auslieferungszustand 'ubnt'.
  
  oder für Freifunk (empfohlen):
  
  scp -O gluon-ffsaar-1.11.2-ubiquiti-unifi-ac-mesh-sysupgrade.bin ubnt@192.168.1.20:/tmp/
  
  Hinweis: Der Benutzername und das Passwort lautet im Auslieferungszustand 'ubnt'.
  
  
• Stellt die ssh-Verbindung zum Router her und
  gebt folgende Befehle dann ohne Unterbrechung hintereinander ein.
  Wichtig: Ab hier sollte man nicht zwischendurch abbrechen!:
  
  ssh ubnt@192.168.1.20
  
  Hinweis: Der Benutzername und das Passwort lautet im Auslieferungszustand 'ubnt'.
  
  
• Um die 'mtd' Partitionen nun flashen zu können muss man folgenden 'magischen' Aufruf ausführen:
  
  echo "5edfacbf" > /proc/ubnthal/.uf
  
  Erklärung:
  Dies ermöglicht dann das direkte flashen/überschreiben der Partitionen.
  Dies aktiviert wahrscheinlich einen versteckten/geheimen Entwicklerzugang o. ä.
  Ohne dem Aufruf wird wohl kein Flashen möglich sein.
  
  
• Optional Partitionierung anzeigen:
  
  cat /proc/mtd
  
  
  Das sollte so was in der Art ausgeben:
  
  BZ.v6.5.28# cat /proc/mtd
  dev: size erasesize name
  mtd0: 00060000 00010000 "u-boot"
  mtd1: 00010000 00010000 "u-boot-env"
  mtd2: 00790000 00010000 "kernel0"
  mtd3: 00790000 00010000 "kernel1"
  mtd4: 00020000 00010000 "bs"
  mtd5: 00040000 00010000 "cfg"
  mtd6: 00010000 00010000 "EEPROM"
  
  
  
• nun kann man das zuvor mit ssh kopierte Image flashen/auf den kernel 0 spielen:
  
  dd if=/tmp/gluon-ffsaar-1.11.2-ubiquiti-unifi-ac-mesh-sysupgrade.bin of=/dev/mtdblock2
  
  Schreibt das Image auf den kernel0 (hier mtd2).
  
  
• Den kernel1 muss man entweder mit dem gleichen Image bespielen oder löschen.
  
  dd if=/tmp/gluon-ffsaar-1.11.2-ubiquiti-unifi-ac-mesh-sysupgrade.bin of=/dev/mtdblock3
  
  Schreibt das Image auf den kernel0 (hier mtd3).
  oder (alternativ):
  
  dd if=/dev/zero of=/dev/mtdblock3
  
  Ich habe mich übrigens für das Löschen entschieden, da Gluon/OpenWrt sowieso nur eine Firmware pflegt.
  
  
• Das Booten vom kernel 0 festlegen (schreibt eine Null/Wichtig!).
  
  dd if=/dev/zero bs=1 count=1 of=/dev/mtdblock4
  
  Das flashen ist damit abgeschlossen.
  Die Installation funktioniert auf diesem Wege so, sogar problemloser/einfacher als vorher.
  
  
• Der Freifunk Router sollte nun direkt unter der IP-Adresse: http://192.168.1.1 erreichbar sein.
  

16. downgrade, debrick, stock-firmware restore -
Router Reparatur/originale Hersteller Firmware wiederherstellen:

IP-Adresse:  192.168.1.2
Subnetmaske: 255.255.255.0

xubuntu@xubuntu:~$ sudo apt install tftp
Paketlisten werden gelesen... Fertig
Abhängigkeitsbaum wird aufgebaut.
Statusinformationen werden eingelesen.... Fertig
Die folgenden NEUEN Pakete werden installiert:
  tftp
0 aktualisiert, 1 neu installiert, 0 zu entfernen und 0 nicht aktualisiert.
Es müssen 17,0 kB an Archiven heruntergeladen werden.
Nach dieser Operation werden 48,1 kB Plattenplatz zusätzlich benutzt.
Holen:1 http://archive.ubuntu.com/ubuntu cosmic/universe i386 tftp i386 0.17-18ubuntu3 [17,0 kB]
Es wurden 17,0 kB in 1 s geholt (32,2 kB/s).
Vormals nicht ausgewähltes Paket tftp wird gewählt.
(Lese Datenbank ... 154656 Dateien und Verzeichnisse sind derzeit installiert.)
Vorbereitung zum Entpacken von .../tftp_0.17-18ubuntu3_i386.deb ...
Entpacken von tftp (0.17-18ubuntu3) ...
Trigger für man-db (2.8.4-2) werden verarbeitet ...
tftp (0.17-18ubuntu3) wird eingerichtet ...

1. Zunächst muss den Router Stromlos machen.
2. Nun die Reset-Taste am Router drücken und halten. Hinweis: Bei mir funktionierte nur die Reset-Taste am Router direkt, die Reset-Taste am PoE-Adapter funktionierte hier nicht (siehe Punkt 8).
3. Dabei den Router wieder einschalten (am einfachsten ist dies mit einer Schalterleiste zu bewerkstelligen, das entfernen des PoE-Netzwerkkabel geht auch).
4. Die Reset-Taste nun ca. 20 Sekunden halten bis die LED Anzeige andauernd weiß - blau - aus blinkt.
5. Der Router befindet sich nun im recovery Modus und nimmt eine neue Firmware über tftp an.
   Man kann sich mit den nächsten Schritten etwas Zeit lassen.
   Macht man jetzt den Router erneut Stromlos, dann wird der Vorgang abgebrochen und die bisherige Firmware ganz normal wieder gestartet.

xubuntu@xubuntu:~$ cd Downloads/
xubuntu@xubuntu:~/Downloads$ mv BZ.qca956x.v3.7.58.6385.170508.0957.bin firmware.bin
xubuntu@xubuntu:~$
xubuntu@xubuntu:~/Downloads$ tftp

tftp> connect 192.168.1.20
tftp> binary
tftp> rexmt 1
tftp> timeout 60
tftp> put firmware.bin
Sent 7764011 bytes in 0.7 seconds
tftp> quit

17. OpenWrt/Freifunk Router-Empfehlungen
für 2.4 und 5 GHz/Dualband (andere Hersteller):

18. AVM Fritz!Box & Fritz!WLAN Repeater
mit Freifunk Firmware einrichten:

19. Beispielrouter von dieser Dokumentation:

20. Freifunk und Richtfunk mit dem Ubiquiti LiteBeam 5AC Gen2 Router oder wie man entfernte Standorte anbinden kann:

• Die Router sind relativ kompakt.
• Die Sendeeinheit sitz genau mittig in dem Parabolspiegel.
  Dadurch entstehen praktisch keinerlei Signalverluste, da jegliche Antennenkabel entfallen.
• Duch den teilweise gelochten Parabolspiegel ist eine einfacher Ausrichtung der Router möglich.
  Gleichzeitig sinkt dadurch die Lochung etwas die Windlast.
  
• Der Router wurde bisher nur einmalig neu ausgerichtet (nach einem größeren Sturm).
  Dies ist allerdings der eventuell nicht optimalen Halterung geschuldet.
  Die Halterung an der der Router montiert wird, sollte möglichst ein sich nicht ausdehnendes Rohr sein. Hier besteht bei uns noch Verbesserungspotential.
  Sonst ist die Halterung gut durchdacht. Die Ausrichtung ist nach der Montage gut durch die Stellschrauben realisierbar.
• Die seitlich angebrachten Schrauben mit denen die zwei Parabolspiegelhälften fixiert werden, sollte man (sofern sie unter Windlast stehen wie hier) von Zeit zu Zeit mit dem Schraubendreher festziehen.
  Bei uns waren die Schrauben nach ca. einem Jahr leicht locker.
  Der Router hängt bei uns aber unter großer Windlast im Rathausturm (siehe Foto).
• Die Kabelzuführung geschieht von unten (wird verschraubt).
  Der Schutz vor Schmutz und Tieren wie Spinnen ist gegeben.
• Die Verbindung steht hier bei uns bei der Entfernung mit 450 Metern, absolut stabil.
  Selbst Regen oder Schnee (auch wenn das Freibad) hier zu hat machen der Verbindung fast nichts aus. Die Werte sinken bei sehr schlechten Wetter hier nur minimal auf ca. 400-450 Mbps.
  
• Die Verbindung zum Freibad ist hier in mittig (eigentlich eher ungünstig) in der fressel-Zone durch die Häuserkante beschnitten (siehe Foto).
  Trotzdem schränkt dies die Verbindung nicht weiter ein.
• Die Ping Zeiten sind unverändert unter 1 ms. Absolut Top!
• Es gibt regelmäßig Firmware Updates für die Router die man direkt über das Gerät einspielen kann.
• Der Verbindungsaufbau zwischen beiden Routern kann wenn alle Frequenzen durchgescannt werden, durchaus bis zu 10 Minuten dauern (anhängig von den verwendeten Frequenzen).
• Von den ggf. auftretenden Kanalwechseln aufgrund des Wetterradars bekommen wir nichts mit. Diese treten bei uns entweder nicht auf, oder sie geschehen so intelligent, das es nicht stört.
• Am Zielrouter liegen in der Regel bis zu 60/40 Mbps Datenrate im Freifunk Netz an (sofern man die richtigen Endgeräte verwendet).
  Typische Smartphones erreichen problemlos Datenraten von ca. 30/30 Mbps also mehr als schnell genug.
• Der am Ziel angeschlossene Unifi® AC-Mesh/UAP-AC-M Freifunk-Router versorgt hier ohne Probleme mehr als 50 Clients.

21. weiterfühende Links:

❑  Abschließende Hinweise: