Лучшие методы развертывания WiFi сети 802.11 ac

При рассмотрении развертывания стандарта 802.11 ac решающее значение имеет понимание его базовой технологии. Несмотря на огромные преимущества, стандарт 802.11 ac по-прежнему восприимчив к традиционным проблемам, отрицательно влияющим на производительность сети WiFi: помехам, не относящимся к WiFi, межканальным помехам, плохому качеству сигнала, шумам и совместному использованию канала с устаревшими клиентами, имеющими меньшую скорость передачи. Эти проблемы можно успешно решить только при наличии жесткого плана реализации этой революционной технологии. Боритесь с желанием просто купить несколько точек доступа 802.11 ac, подключить их и позволить пользователям ими пользоваться.

Основные этапы развертывания сети 802.11 ac:

1. Тщательное планирование и оценка площадки

2. Проверка правильности установки

3. Устранение неисправностей и оптимизация

Мы опишем соображения и лучшие методы для каждого этапа, а также дадим рекомендации для достижения наилучшей производительности и качества сигнала.

Планирование и оценка площадки

Ожидается, что внедрение нового стандарта 802.11 ac будет выполняться параллельно с более ранними системами a/b/g/n. Так как стандарт 802.11 ac имеет обратную совместимость с системами a/n, использующими полосу частот 5 ГГц, нет необходимости полностью удалять эти «старые» точки доступа. Тем не менее, очень важно понять, какие устройства уже конкурируют за радиочастотный спектр, и как точки доступа 802.11 ac могут дополнять среду для достижения целей проекта. Этап планирования будет включать в себя исследование перед развертыванием, которое призвано определить текущую конфигурацию устройств, уровень шумов, источники помех, покрытие сигнала и пропускную способность сети.

Начальное исследование площадки

Перед приобретением и установкой любого оборудования 802.11 ac или удалением любых имеющихся точек доступа необходимо определить текущее состояние среды WiFi. Определить источники помех, покрытие сигнала, доступность канала в диапазоне 5 ГГц и текущую конфигурацию всех установленных устройств 802.11a/n. Это может сопровождаться выполнением исследования «AP-On-A-Stick», когда включается и развертывается одна точка доступа 802.11 ac, и отмечается воздействие среды на покрытие и пропускную способность.

Отношение сигнал-шум для сети 802.11 ac

Необходимая пропускная способность

Далее необходимо рассмотреть целевую пропускную способность проекта. Сюда нужно будет включить расчет уровня пропускной способности, требуемого пользовательскими приложениями, и учесть количество пользователей каждого приложения. Пользователи могут подключаться со смартфонов, планшетов, ноутбуков и других клиентских устройств WiFi, которые будут формировать потребность в адекватном покрытии для устройств с различными возможностями.

Практический пример пропускной способности 802.11 ac

Например, если в определенной зоне ожидается подключение пяти пользователей максимально с 15 устройств (по три на одного пользователя), в зависимости от того, насколько потребуются голосовые службы, службы видео или только веб-сервисы, мы сможем оценить необходимую ширину полосы пропускания как приблизительно 30 Мбит/с. Это, конечно, будет зависеть от используемых приложений и количества одновременно подключающихся пользователей. Чтобы поддержать плотность пользователей, как правило, планируется не более 20 активных устройств на одну точку доступа.

Требуемая полоса частот на одно приложение¹

¹ Jim Florwick, Jim Whiteaker, Alan Cuellar Amrod, Jake Woodhams, Wireless LAN Design Guide for High Density Client Environments in Higher Education (Руководство по проектированию беспроводного доступа в Интернет для среды с высокой плотностью клиентов в высшем образовании) (Cisco Design Guide, 2013), стр. 8.

Соображения по распределению каналов

Стандарт 802.11 ac позволяет использовать каналы 80 МГц в диапазоне 5 ГГц, которые образуются эффективным объединением четырех каналов 20 МГц. При выборе конфигурации точки доступа настраивается один первичный канал 20 МГц, например 36, который будет выступать в качестве канала маячков и запасного канала. Если к точке доступа желает подключиться устройство более старого стандарта, оно сможет использовать этот первичный канал 20 МГц для подключения и работы. Однако так как этот отдельный канал входит в общий составной канал 80 МГц, это будет тормозить передачу клиента 802.11 ac к точке доступа, когда используется первичный канал 20 МГц.

Лучшим методом развертывания точек доступа 802.11 ac является их попеременное использование от двух до пяти доступных каналов 80 МГц. На одной точке доступа объединяются каналы 36 – 48, а на другой каналы 52 - 64. Если в определенной зоне возникает необходимость перекрытия этих каналов, настраивайте для них разные первичные каналы 36, 44, 52, и 60, соответственно. Это позволит оставить достаточный зазор между каналами для поддержки устройств более старого стандарта, которые должны подключаться к каналам 20 МГц без создания перекрестных помех между каналами.

Развертывание и проверка

После тщательного определения необходимой пропускной способности и зоны покрытия настройте и введите в эксплуатацию точки доступа 802.11 ac в соответствии с планом проекта. Это не означает простое удаление старых точек доступа и подключение новых точек доступа 802.11 ac в тех же местах. При планировании конфигурации и расположения точек доступа необходимо учитывать следующие соображения.

• Коммутационная инфраструктура

Возможно, потребуется улучшение соединений точек доступа с сетью по сравнению с тем, что требовалось раньше. Так как возможно приближение пропускной способности к уровню 1 Гбит/с, соединение точки доступа с коммутатором доступа должно быть не ниже 1 Гбит/с, с восходящей линией 10 Гбит/с до центра коммутации. Точкам доступа 802.11 ac требуется питание с использованием 802.3at (PoE+), а не 802.3af, из-за более высокой потребности антенн в электрической мощности. Это может потребовать либо модернизации коммутатора, или использования встраиваемого в линию инжектора питания.

• Ширина канала

В зависимости от потребностей пользователей на точках доступа 802.11 ac можно настраивать ширину канала 20 МГц, 40 МГц или 80 МГц. Каналы 80 МГц имеют бόльшую пропускную способность, но во многих сетях могут быть доступны только два таких канала. В плотно используемой среде с сотнями возможных пользователей, для предоставления адекватной связи потребуется больше точек доступа, что может вынудить использовать 22 неперекрывающихся канала 20 МГц. Тщательно рассчитайте плотность пользователей и ожидаемую пропускную способность приложений, так как эта информация будет иметь решающее значение в принятии решения о необходимом количестве точек доступа и выборе ширины используемого канала. Также нужно внимательно проанализировать сочетание клиентов 802.11 ac и клиентов 11а и 11n. Если большинство клиентов 11a/n, возможно, имеет смысл использовать каналы 20 или 40 МГц, так как остальная полоса частот канала 80 МГц будет оставаться неиспользуемой во время работы клиента 11a/n.

Визуализация ширины канала 20/40/80/140 МГц в AirMagnet Survey

• Покрытие точки доступа

К разным зонам предъявляются разные требования по пропускной способности сети. В зависимости от плотности пользователей и приложений может оказаться так, что высокая пропускная способность потребуется только в отдельных зонах, в то время как зоны коридоров и вестибюлей резервируются для передачи данных. Для определения мощности и направленности антенн, размера соты и идеального метода развертывания может потребоваться подробная информация от производителя точки доступа.

После расчета потребностей пользователей до физической установки точек доступа можно воспользоваться программой AirMagnet Planner для моделирования виртуальной среды WiFi. Для обеспечения адекватного покрытия и пропускной способности можно установить количество точек доступа и их расположение, принимая во внимание материалы стен и источники помех. Используя эти данные затем уже можно физически размещать точки доступа в запланированных зонах.

Для того, чтобы определить, обеспечивает ли среда ожидаемое покрытие и планируемую пропускную способность помещение необходимо протестировать после развертывания. Для проверки можно использовать как активное измерение пропускной способности сети для пользователя, так и пассивное исследование с измерением сигнала, шумов, помех, перекрывания каналов и других важных параметров всей среды WLAN. Активное обследование должно включать в себя проверку пропускной способности как восходящего, так и нисходящего потока с инструмента 802.802.11 ac. Чтобы убедиться, что все обычные параметры соответствуют норме во время испытания, такое тестирование следует проводить в часы пикового трафика.

Активное исследование запускается с помощью AirMagnet Survey Pro iPerf; при этом измеряется и отображается в режиме реального времени доступная пользователю пропускная способность, и выделяются зоны с низкой пропускной способностью. Рекомендуется проводить многоадаптерное исследование, которое позволяет одновременно запускать как пассивные, так и активные проверки. Это позволяет за один раз измерить все необходимые точки данных.

Поиск и устранение неисправностей, оптимизация

Если в ходе обследования не достигнуты какие-либо из требований пользовательской пропускной способности, можно внести поправки, которые позволят гарантировать соответствие целевым показателям производительности. Для того чтобы определить, какие беспроводные факторы в окружающей среде влияют на снижение производительности, можно использовать функцию проверки Airwise Policy в AirMagnet Survey Pro. В качестве помощи для правильной корректировки в нужных местах для достижения желаемых целей предоставляется специально разработанный рабочий процесс.

Корректировки могут включать в себя изменение местоположения точек доступа, установку дополнительных точек доступа, корректировку плана каналов, устранение источников помех или регулировку мощности передачи, что влияет на размер соты. Чтобы убедиться в достижении поставленных целей, следуйте корректировкам, рекомендованным Airwise, проверьте среду с помощью другого мультиадаптера, проведите активное и пассивное исследование.

И, наконец, заключительная проверка с помощью функции iPerf из Survey Pro позволит доказать, что сеть успешно построена в соответствии с потребностями пользователя.

Проверка соответствия конструктивным требованиям 802.11 ac

Успешное внедрение 802.11 ac

AirMagnet Survey Pro позволяет легко оценить все преимущества реализации стандарта 802.11 ac. Но если не провести тщательное планирование, проверку и оптимизацию, потенциальные преимущества стандарта 802.11 ac будут потеряны вследствие воздействия прежней среды, чрезмерных шумов, плохого планирования каналов или неправильного размещения точек доступа.

Получить максимальную отдачу от стандарта 802.11 ac, можно, например, используя анализаторы WiFi семейства AirMagnet от компании Fluke Networks.

См. также:

• Преимущества стандарта WiFi IEEE 802.11 ac над 802.11 n
• Ключевые нововведения WiFi стандарта 802.11 ac
• Нюансы внедрения стандарта 802.11 ac
• Планирование мероприятий по реализации 802.11 ac
• Решения для обслуживания сетей 802.11 ac