Risoluzione dei problemi delle reti Wi-Fi con il modello OSI

La pianificazione della capacità di rete è il processo di progettazione di una rete wireless per una specifica posizione, larghezza di banda, numero di access points, utilizzo del canale e altri vincoli di capacità di rete. Condurre una corretta pianificazione della capacità di rete aiuta gli ingegneri di rete a pianificare adeguatamente la struttura WiFi.
Il processo di progettazione di una rete WiFi può iniziare in molti modi. Tutti i team IT prendono una strada diversa quando si tratta di pianificare la struttura di una WLAN. Tuttavia, l’obiettivo di fornire connettività a un luogo specifico in cui gli utenti saranno connessi alla rete non cambia.

Nel nostro precedente articolo, abbiamo messo insieme sette raccomandazioni chiave per gli ingegneri di rete per pianificare una migliore progettazione della rete WiFi.

In questo articolo, prenderemo in considerazione un approccio pratico per pianificare le reti wireless. Prima di andare in profondità nell’argomento, diamo una rapida occhiata alle differenze tra la pianificazione di una rete wireless per la copertura e la capacità.

Rete wireless per la copertura

Quando si distribuiscono le WLAN per la copertura, ci sono tre variabili principali da considerare: impostazioni di potenza del dispositivo, ambiente fisico (come edifici, ostacoli, muri) e capacità dell’antenna del dispositivo. Le ultime apparecchiature aziendali adattano automaticamente le loro impostazioni per fornire una copertura ideale. Tuttavia, sono finiti i tempi in cui si pianificava la copertura. Al giorno d’oggi, con la rapida crescita dei dispositivi IoT connessi alle reti, gli utenti non vogliono solo collegare i loro laptop e smartphone a una rete WiFi. Vogliono essere in movimento e avere comunque un’ottima connessione. Vogliono caricare, scaricare e trasmettere contenuti in streaming senza la “sofferenza-buffer” e la lentezza di caricamento.

Di conseguenza, pianificare solo per la copertura sembra essere insufficiente per le esigenze degli utenti attuali. Una corretta progettazione WLAN per la capacità e la copertura, unita all’analisi dello spettro e alle indagini sul sito di convalida (pre e post-distribuzione), ridurrà la maggior parte dei ticket di assistenza che arriveranno relativi alle prestazioni delle reti dei clienti.

Rete wireless per la capacità

Quando si progetta per la capacità, invece, bisogna analizzare più variabili che daranno forma alla decisione finale, come l’applicazione principale da supportare, quanti utenti useranno la rete simultaneamente, la stima della larghezza di banda per utente e tutti gli access points. E’ importante inoltre pianificare la convalida del sito che, tra tutte le cose utili, ti aiuta a evitare i tipici buchi di copertura nelle reti WiFi.

Al giorno d’oggi, progettare le WLAN rigidamente per la copertura è un concetto antiquato. La capacità della WLAN e la riduzione del consumo di tempo d’aria vengono prima di tutto. Prima di iniziare una progettazione WLAN, è necessario valutare lo scopo primario della rete, l’applicazione principale da supportare, il numero di utenti simultanei, il tipo di dispositivi client previsti nella rete, l’obiettivo della larghezza di banda per utente e il throughput degli access points
Guardiamo ogni segmento in modo più dettagliato.

Pianificazione della capacità della rete wireless – Come iniziare

Segui questi passi per iniziare la progettazione della WLAN basata sulla capacità:

• Valutare il requisito di larghezza di banda dell’applicazione
• Quando si valuta il throughput dell’applicazione, ce n’è una principale che guida il bisogno di connettività. Prendiamo una scuola come esempio per questo articolo.
• L’applicazione primaria della scuola potrebbe essere basata su un browser, lo streaming di una lezione video o una piattaforma di apprendimento.
• Capire di cosa ha bisogno la scuola vi aiuterà a sapere quale dovrebbe essere l’obiettivo di larghezza di banda per utente. Quest’ultimo fattore guiderà ulteriori decisioni nella progettazione della rete.
• Tanaza ha implementato uno strumento che può aiutare a calcolare il requisito di larghezza di banda. Sebbene sia stato sviluppato per suggerire il tipo di access points adatti per luogo e tipo di applicazione, è utile anche per stimare la larghezza di banda richiesta per connessione utente. Controlla qui.

Valutare il throughput aggregato delle applicazioni

Una volta che si conosce il throughput della larghezza di banda per applicazione e connessione, si può calcolare il necessario throughput aggregato delle applicazioni nell’area che si intende coprire con la WLAN.
Come regola generale, si dovrebbe avere un throughput applicativo aggregato per diverse aree. Per esempio, uno per le aule, un altro per i corridoi e gli uffici del personale, poiché le connessioni e il fabbisogno potrebbero essere diversi in ogni area.

Quindi, diciamo che stai progettando una rete WiFi per una scuola per supportare lo streaming video, che richiede almeno 3 Mbps per utente in una classe di 50 studenti.

[Throughput dell’applicazione] * [Numero di utenti concorrenti] = Throughput aggregato dell’applicazione
Se facciamo un rapido calcolo, il risultato sarebbe:
3 Mbps * 50 studenti = 150 Mbps per l’aula
Nota: il risultato che si ottiene qui è una stima teorica da usare nei calcoli del passo 4.

Valutare il throughput aggregato per access point

In pratica, la maggior parte degli APs supporta le ultime tecnologie e le massime velocità di trasmissione dati definite secondo gli standard. Il throughput medio dell’AP disponibile è di solito dettato da altri fattori come le capacità dei dispositivi client, gli utenti concorrenti per access point, il tipo di tecnologie da supportare e la larghezza di banda.
In realtà, le capacità dei dispositivi client possono avere un impatto significativo sul throughput, poiché i dispositivi stessi che supportano solo le tariffe legacy avranno un throughput inferiore rispetto a un dispositivo client che supporta tecnologie più recenti.

Quando si valutano i requisiti di velocità dei dispositivi client, è possibile eseguire un sondaggio sui device per determinare le loro capacità wireless. Per esempio, se la scuola vuole dare la priorità al throughput per l’hardware proprietario, dovresti identificare le bande wireless supportate da quei dispositivi (per esempio, 2.4 GHz contro 5 GHz). Inoltre, è fondamentale controllare gli standard wireless supportati (802.11a/b/g/n/ac) e il numero di flussi spaziali che ogni dispositivo supporta.

Raccomandazioni

Per garantire la qualità dell’esperienza, assicurati di avere circa 25 dispositivi client per radio o 50 dispositivi client per AP in ambienti ad alta densità.
In un contesto ad alta densità, suggeriremmo di avere una larghezza di canale di 20 MHz per ridurre il numero di access point che utilizzano lo stesso canale.
I dispositivi client non sempre supportano le velocità di trasmissione dati più elevate. Sulla base della velocità di trasmissione dati pubblicizzata dal produttore, è bene stimare la capacità di trasmissione wireless del dispositivo client. Una pratica comune è quella di considerare circa la metà della velocità dei dati. Dopo di che basandosi su questo valore, ridurre ulteriormente il throughput del 30% per una larghezza di canale di 20 MHz.

Calcolare quanti punti di accesso sono necessari per una perfetta pianificazione della capacità della rete

Suggeriamo di ricontrollare i requisiti di throughput dell’applicazione. Questo avrà un forte impatto sul numero di access points da distribuire e, quindi, aumenterà i vostri costi operativi se questi saranno calcolati male.
Tornando al nostro esempio precedente, prendiamo in esame la progettazione della WLAN per una scuola con i seguenti requisiti e presupposti:

• Applicazione principale da supportare: streaming video, che richiede 3 Mbps con risoluzione standard.
• L’aula ospita 50 studenti che trasmettono video in streaming sul portatile della scuola allo stesso tempo.
• Tutti i portatili supportano lo standard wireless 802.11ac. Inoltre, hanno la capacità di 3 flussi spaziali.
• La rete WiFi è configurata per canali da 20MHz.
• L’access point WiFi produce fino a 101 Mbps di throughput.
• Per calcolare approssimativamente quanti AP sono necessari per soddisfare la capacità dell’applicazione di streaming video, utilizzare la seguente formula:

[Throughput aggregato dell’applicazione] / [Access Points Throughput] = Numero di Access Points basato sul throughput
150 Mbps/101Mbps = 1,48 ~ 2 AP per aula.

Una volta definito il numero di access points, si può procedere al loro posizionamento fisico. Esegui un’indagine del sito per garantire un’adeguata copertura del segnale in tutte le aree e anche una corretta spaziatura degli APs sulla planimetria, con la minima interferenza co-canale e una corretta sovrapposizione delle celle. È fondamentale considerare l’ambiente RF e i materiali di costruzione usati per il posizionamento degli APs.