Jak projektować sieci Wi-Fi?

Mówi się, że dom jest tam, gdzie Wi-Fi działa bez zarzutu. O ile w naszych domowych biurach z jednym AP stosunkowo łatwo można znaleźć powód słabego sygnału, o tyle projektowanie Wi-Fi w sieciach firmowych to nieco inna historia.

O tym, jak zaplanować sieć bezprzewodową oraz dlaczego automatyczne planery i kontrolery nie wystarczą, aby zagwarantować wysokiej jakości sygnał w każdym miejscu w firmie, dowiesz się z tego materiału.

Dlaczego Wi-Fi Wi-Fi nierówne?

Przy projektowaniu Wi-Fi nie możemy sobie wziąć gotowego scenariusza, który w przeszłości dobrze się sprawdził w innym projekcie. W jednym wariancie tańsze rozwiązanie będzie działać, w drugim już nie. W kolejnym przypadku 2.4 GHz musi być włączone, a w innym nie itd. Nawet mając zaprojektowaną sieć w biurze i otwierając kolejne biura, nie możemy zwyczajnie powielić tego samego schematu. Moglibyśmy pomyśleć, że skoro w pierwszym biurze mieliśmy 10 Acces Pointów, a w drugim mamy dwa razy więcej ludzi, wystarczy wziąć 20 Access Pointów i gotowe.

To nie działa w ten sposób.

Przyjrzyjmy się kolejno powyższym punktom.

Bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych

Projektowanie Wi-Fi bez site survey? Nie tędy droga.

Dobrą praktyką w projektowaniu sieci bezprzewodowych jest to, aby w pierwszym kroku, zweryfikować miejsce, gdzie ona ma powstać. Następnie zaplanować, zlecić do instalacji i przeprowadzić drugi site survey już po uruchomieniu, aby sprawdzić, czy sieć działa poprawnie i wykonać pomiary. 

Co ważne, site survey wykonujemy zarówno w przypadku projektów greenfield, kiedy projektujemy nową sieć, jak i w przypadku projektów brownfield, w których rozwijamy istniejącą sieć o kolejne komponenty lub wręcz badamy przyczyny jej niepoprawnego działania.

Problemy w istniejącej sieci mogą wynikać na przykład ze specyfiki miejsca, w którym Access pointy zostały zainstalowane albo z samego sposobu ich instalacji. Access Pointy mogą być zainstalowane w miejscu, w którym nie ma użytkowników, a za tzw. winklem użytkowników jest dużo więcej, w wyniku czego wszyscy podpinają się do jednego AP, który ulega przeciążeniu. 

Weryfikacja potencjalnego miejsca instalacji ma szczególne znaczenie, jeśli projektujemy sieć Wi-Fi na zewnątrz budynku. W jednym z naszych projektów mieliśmy pokryć siecią obszar, po którym poruszały się pojazdy, by kierowcy mieli dostęp do Internetu.

Pierwszą trudnością był fakt, że musieliśmy znaleźć miejsca do montażu. Nie było to łatwe, w konsekwencji Acces Pointy montowaliśmy na istniejących słupach. Kolejna trudność polegała na tym, że na terenie zakładu klienta znajdowały się blaszane kontenery, które nie służyły propagacji sygnału. Dodatkowo środowisko outdoor wymagało częstszych weryfikacji po montażu. Jeden z Access Pointów zamontowaliśmy za nisko, w związku z czym potrącił go TIR.

Nawet niewielkie przesunięcie acces pointa, czy jego zasłonięcie może znacząco wpłynąć na jakość połączenia.

Kolejną ważną kwestią jest konfiguracja tych urządzeń, a także nadzór nad nimi. 

Kontroler sieci bezprzewodowej

W przypadku domowego AP, jego działanie ograniczone jest do bryły budynku. Z kolei w firmach mamy zupełnie inne warunki – open space, kilkadziesiąt, a nawet kilkaset osób i jeszcze więcej urządzeń. Naszym zadaniem jest ich połączenie i właściwe skomunikowanie. W przypadku sieci Enterprise powinniśmy móc zarządzać nią centralnie. Zadbać o to, aby kontroler koordynował pracą punktów dostępowych. 

Kontroler nie zrobi za nas wszystkiego

Czy wystarczy podłączyć, skonfigurować kontroler i już niczym się nie przejmować, czy jednak musimy wykonać jeszcze dodatkową pracę? Kontroler sieci bezprzewodowej pomoże nam w wielu rzeczach, ale w procesie kontroli nad siecią bezprzewodową ważny jest również czynnik ludzki.

W ramach aplikacji kontrolera możemy planować sieć i ją konfigurować. Podajemy parametry sieci, a w następnym kroku kontroler rozmieszcza nam Acces Pointy. Wszystko brzmi pięknie, tylko trzeba mieć na uwadze kwestie praktyczne, czyli np. to,  że w danym miejscu, które zostało wskazane po prostu nie da się fizycznie zamontować Access Pointa. 

Kontroluj kontroler

Kolejna sprawa, to jeżeli AP zostały automatycznie rozmieszczone, powinniśmy sami zweryfikować, czy kontroler zrobił to poprawnie. Wtedy naocznie możemy się przekonać, gdzie są użytkownicy, ilu ich jest oraz czy w tym kontekście access pointy są właściwie rozlokowane.

Równomiernie nie oznacza najlepiej

Aby dobrze zaprojektować sieć Wi-Fi musimy opracować mapę i nanieść na nią elementy, które mają znaczenie dla rozchodzenia się sygnału. Takimi elementami są przegrody, które mają inny stopień tłumienia w pokojach a inny np. w salach konferencyjnych. W przypadku automatycznego planowania punkty zostaną rozłożone równomiernie, czyli tak samo dla pokoju i dla salki, mimo, że to dla sygnału bezprzewodowego różne środowiska. Dlatego wymagana jest tutaj praca manualna oraz site survey przed samym planningiem. Dobrze jest przejść się po pomieszczeniach i zweryfikować, gdzie w ogóle montaż jest możliwy. W ten sposób zabezpieczamy się przed sytuacją, w której zaplanowany przez kontroler punkt dostępowy trzeba przesunąć o kilka metrów, co może zaburzyć jakość sygnału.  

Kiedy nie dawać “wolnej ręki” kontrolerowi Wi-Fi?

Gdy Access Pointy zarządzane są przez wspólny kontroler, warto zastanawiać się, czy są miejsca, którymi kontroler nie powinien zarządzać. Dlaczego? Kontroler zwykle automatycznie rozkłada kanały Wi-Fi, tak aby się wzajemnie nie zakłócały. To, paradoksalnie, może prowadzić do problemów z połączeniem. Weźmy przykład klienta, który ma biura w kompleksie składającym się z dużego centrum handlowego oraz prywatnych mieszkań. W takim miejscu jest mnóstwo różnych sieci Wi-Fi. Jeśli pozwolimy kontrolerowi działać automatycznie, będzie on co jakiś czas zakłócał działanie sieci. Wprowadzając zmianę w jednym kanale, wpłynie na lawinową zmianę kanałów w pozostałych sieciach. 

Jak zachowuje się  kontroler w momencie, gdy AP jest uszkodzony?

Aktualnie zaczęły pojawiać się rozwiązania oparte na uczeniu maszynowym i one stosunkowo szybko reagują na zmieniające się warunki. Natomiast rozwiązania z niższej półki reagują niestety z opóźnieniem. Zauważą coś, zmierzą i zmienią w reakcji na sytuację, która już nie występuje. Tego typu opóźnienie to swego rodzaju ping – pong. 

Dobre praktyki przy planowaniu sieci WiFi

Czego należy uniknąć, wystrzegać się przy planowaniu sieci Wi-Fi, a na co zwrócić uwagę?

Wyłączenie kanału 2.4GHz

Bardzo często pierwszym podstawowym problemem jest interferencja na kilku zakresach. Wiemy, że na niższych częstotliwościach sygnał propaguje się dalej, więc wszędzie tam, gdzie nie ma potrzeby utrzymywania kanału 2.4GHz, należy go wyłączyć.  

Wyrównywanie zasięgów 2.4GHz i 5.8GHz

Jeżeli kanał 2.4 mimo wszystko jest potrzebne, bardzo istotne jest to, aby wyrównywać zasięgi. 2.4GHz ma zdecydowanie większy zasięg niż 5.8GHz, dlatego należy zmodyfikować parametry sygnału, aby były one odpowiednio dopasowane. Ponadto Access Pointy powinny one być rozmieszczone w takiej odległości, aby zasięg był taki sam dla 5.8 i 2.4. 

Dobre rozlokowanie Acces Pointów

Weźmy przykład akademików. Najgorsze co można zrobić w budynku typu akademik, to umieścić Access Pointy w korytarzach, zwłaszcza, gdy korytarze sa zamknięte drzwiami przeciwpożarowymi. W takim przypadku zasięg jest bardzo kiepski, a uruchomione parametry kontrolera, który automatycznie dopasowuje moc i kanały są bardzo zaawansowane. Access Pointy widzą się na korytarzu, natomiast w pokojach zasięg jest zupełnie inny.

Rozwiązaniem jest zwiększenie zasięgu, aby sygnał docierał do pokojów. Jednak z uwagi na fakt, że AP umieszczone na korytarzu “widziały się” nawzajem, konieczne było ręczne ustawienie i rozdzielenie kanałów tak, aby się nie zakłócały. 

Odpowiednia liczba użytkowników

Kontynuując wątek akademika, przyjrzyjmy się innej kwestii. Najbardziej obciążony punkt dostępowy znajduje się przy windzie. Wynika to z faktu, że każda osoba wysiadająca do windy łączyła się do tego Access Pointa. Dopiero po opuszczeniu windy i przejściu do pokoju następuje przełączenie do innego AP. Obciążenie pojedynczego AP negatywnie wpływa na utrzymanie połączenia. Rozwiązaniem może być zwiększenie mocy, przy czym należy uważać, aby moc była na tyle niewielka, żeby użytkownik mógł przełączyć. W przeciwnym przypadku nadal obciążamy Access Point przy windzie, a dodatkowo pozwalamy na interferencję z AP umieszczonym przy pokoju.

Pomiary po instalacji

Na poprawne działanie sieci wpływa wiele nakładających się na siebie uwarunkowań. Nawet, jeśli starannie dobraliśmy kanały, rozmieściliśmy Access Pointy i zadbaliśmy o moc sygnału, warto obserwować, jak użytkownicy w praktyce korzystają z sieci. Znane są przypadki, kiedy kilka dni po instalacji zasłonięto Access Point wysoką szafą lub kiedy przejeżdżający TIR potrącił słup z AP, przez co sieć nie zapewniała odpowiedniego sygnału. 

Jak powiedzieliśmy we wstępie, każda sieć to odrębny projekt i każda może zaskoczyć nawet doświadczonego inżyniera. Na szczęście ten posiada wiedzę i narzędzia, które pozwalają szybko zareagować na niepożądane interferencje czy zaniki sygnału.

—

Artykuł powstał na podstawie odcinka podcastu Próba Połączenia, w którym o projektowaniu sieci bezprzewodowych opowiadał Marcin Dryjański, CEO Rimedo Labs.