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Documentos: Avaliação 802.11ac

O Gigabit WiFi já está aqui.
Promessas grandes com grandes expectativas - suas somente se o 802.11ac for otimizado e implemenmtado corretamente.


O 802.11ac foi desenvolvido e está agora cada vez mais disponível no mercado, impulsionado pelas crescentes demandas sobre a infraestrutura de WiFi.
A explosão de BYOD aumentou não somente o número de dispositivos por usuário que se conectam ao ambiente, mas também trouxe com ela um novo tipo de uso, incluindo voz, vídeo em HD, e outros aplicativos que tomam muita largura de banda bidirecional, como o Microsoft Lync, FaceTime, WebEx e outros.

A entrega destes aplicativos de alta capacidade, e baixa latência é complicada ainda mais pelo fato de que há mais dispositivos sendo acessados pelo usuário. Uma avaliação da Cisco Systems calcula que este número possa crescer para 3,5 dispositivos por usuário até 2015. Estes dispositivos altamente móveis não estão sozinhos em trazer um novo nível de tensão para a rede WiFi. A conectividade, uso e utilização de laptops a taxa de transferência de aplicativos em redes sem fio estão aumentando consistentemente. As operadoras estão começando a adotar o WiFi como um método da entrega final (da última milha) a seus clientes. Estas tendências forçam os departamentos de TI a fornecer um nível de qualidade de sinal, de cobertura, e de capacidade em dois sentidos nunca visto antes.

Para atender estas demandas, o IEEE foi ao trabalho e liberou o 802.11ac, talvez a maior evolução da entrega sem fio desde que, bem, desde que apareceu a rede sem fio. A implementação com êxito do 802.11ac em um ambiente exigirá mais do que simplesmente a compra de alguns AP novos, conectá-los na tomada e comprar alguns novos transmissores para o cliente final. Alcançar a cobertura prevista e as taxas de dados melhoradas exigirá uma compreensão clara de como o padrão 802.11ac trabalha em compração com a/b/g/n, assim como das melhores práticas para migrar para esta nova tecnologia.

  • Índice
  • Introdução
  • Planejamento e avaliação do local
  • Implementação e validação
  • Resolução de problemas e otimização

Introdução

Melhorando a tecnologia de WiFi - 802.11ac

Os padrões de redes sem fio a que nos habituamos têm diversas limitações na entrega de aplicativos da alta utilização de largura de banda. Segundo as indicações do quandro abaixo, o 802.11n tem uma taxa máxima de PHY até de 600 Mbps, com uma taxa de transferência do usuário que realisticamente chega a 200 Mbps. Esta taxa de dados é somente possível quando o ambiente de entrega é ideal, e somente com um ou dois clientes conectados. Nos ambientes híbridos reais de WiFi, onde os clientes estão compartilhando do espaço, a taxa de transferência em 802.11n pode cair a níveis abaixo de 10Mbps, níveis que não suportam a demanda atual ou futura
do usuário.

Taxas de dados de PHY para configurações seletas

802.11ac é uma tecnologia com copmpatibilidade retroativa, permitindo a migração livre de problemas nos ambientes 802.11a/n atuais. Opera somente na banda de 5 GHz e as taxas de dados potenciais suportam mais de 1 Gbps.
A faixa de 5 GHz sofre tipicamente menos disputa, menos interferência, e oferece mais canais do que 2.4 GHz, permitindo uma taxa de transferência mais alta fornecida pelo 802.11ac. A introdução do 802.11ac no mercado foi planejada em duas fases - a fase 1 com taxas de fornecimento de PHY de até 1.3 Gbps, e a fase 2 com até 6.9 Gbps. As taxas de usuários medidas hoje para a fase um podem alcançar até 800 Mbps, tornando a entrega de aplicativos com altas de taxa de bits como vídeo de HD e UHD em WiFi uma possibilidade para múltiplos usuários simultaneamente. Com este nível de desempenho, é possível suportar mais usuários, mais dispositivos, e mais capacidade no ambiente como um todo, ao mesmo tempo assegurando compatibilidade retroativa com tecnologias mais antigas.

O hardware 802.11a/n existente não pode ser atualizado para 802.11ac. É necessário hardware novo para suportar as mudanças subjacentes necessárias para se alcançar as altas taxas de dados fornecidas pelo 802.11ac.

Como o 11n, o 802.11ac utiliza o esquema de antena MIMO (entrada múltipla/saída múltipla) e fluxos espaciais múltiplos para a entrega da alta capacidade. Até um esquema de antenas de 8x8 é possível, mas a maioria das implementações iniciais usarão 3x3, da mesma meneira como o 11n. No caso de 802.11ac, os canais de 80 MHz são criados agrupando quatro canais 20 MHz juntos, permitindo taxas de dados mais altas para o usuário. Isto deve-se ao fato de que quanto mais largo o canal, mais as operadoras secundárias são necessárias para a transmissão de bits, conduzindo a uma taxa de transferência mais alta. A desvantagem da utilização de canais mais largos é que menos canais ligados estão disponíveis - reduzindo a banda de 5 GHz a cinco seleções disponíveis no canal de 80 MHz. Somente dois destes canais estarão disponíveis, se os canais de DFS precisam ser evitados. A cobertura integral com baixa sobreposição pode parecer impossível quando somente dois canais estão disponíveis. Contudo, a capacidade incorporada à tecnologia de ter dois AP adjacentes configurados no mesmo canal de 80 MHz existe, passando para canais de 40 MHz ou 20 MHz diferentes quando ocorre interferência co-canal.
 

O desenrolamento da fase dois, começando em 2014, introduzirá os canais de 160 MHz, que aumentarão a taxa de transferência potencial do usuário para até 6.9 Gbps. Isto nos proporcionará uma imagem do que o 802.11ac pode fornecer, se o construirmos corretamente a partir de sua fundação.


Melhores práticas na implementação de 802.11ac

Compreender mais sobre a tecnologia subjacente do 802.11ac é essencial ao se considerar um desenvolvimento. Apesar das vantagens tremendas do 802.11ac, ele ainda é suscetível aos destruidores de desempenho padrão que têm um impacto sobre todos os ambientes de WiFi - interferência não-WiFi, interferência co-canal, qualidade de sinal deficiente, ruído, e canais compartilhados com os clientes legados mais lentos. Pode-se lidar com êxito com estes desafios somente quando um plano sólido é implementado para distribuir esta tecnologia inovadora. Resista ao impulso de comprar alguns APs 802.11ac, para conectá-los e deixar os usuários virem a bordo.

 

  1. Avaliação completa e planejamento do local
  2. Validando a instalação
  3. Resolução de problemas e otimização

 

Descreveremos as considerações e as melhores práticas para cada fase, junto com recomendações para conseguir a melhor capacidade e qualidade de sinal.


Planejamento e avaliação do local
 

Espera-se que as implementações dos novos aplicativos 802.11ac sejam feitas paralelamente aos sistemas legados a/b/g/n. Já que 802.11ac tem compatibilidade retroativa com as implementações a/n que usam a banda de 5 GHz, não é necessário remover completamente estes APs mais antigos. Contudo, é crítico compreender quais os dispositivos que já estão competindo para acessar os espaço de RF, e como o 802.11ac pode complementar o ambiente para alcançar os objetivos de desempenho do projeto. A fase de planejamento incluirá uma avaliação do pré-desenvolvimento para determinar a configuração dos dispositivo, os níveis de ruído, as fontes de interferência, a cobertura do sinal, e a capacidade atual.


Exame inicial do local

Antes de comprar e de instalar qualquer equipamento 802.11ac, ou de remover qualquer AP legado, determine o estado atual do ambiente de WiFi. Identifique as fontes da interferência, a cobertura do sinal, a disponibilidade do canal na faixa de 5 GHz e a configuração atual de todos os dispositivos 802.11a/n instalados. Isto pode ser seguido pela realização de uma avaliação "AP-On-A-Stick" (AP-em-uma-vara), onde um único AP 802.11ac é ligado e implementado, observando o impacto do ambiente sobre a cobertura e taxa
de transferência.

 

Por exemplo, se em alguma área esperamos a conexão de cinco usuários com um máximo de 15 dispositivos (três por usuário), dependendo de quantos precisam de voz, vídeo, ou somente os serviços de internet, podemos calcular a largura de banda necessária para chegarmos a cerca de 30 Mbps. Isto naturalmente dependerá dos aplicativos em uso e quantos usuários estarão conectando simultaneamente. Para suportar a densidade de usuários, planeje, geralmente, para não mais do que 20 dispositivos ativos por AP.

 


Considerações na atribuição do canal

O 802.11ac permite canais de 80 MHz na Faixa de 5 GHz, que conecta eficazmente quatro Canais de 20 MHz. Cada AP será configurado a um único canal primário de 20 MHz, 36 por exemplo, e atuarão como um beacon e canal de reserva. Se um rádio legado desejar conectar-se ao AP, poderá usar este canal de 20 MHz primário para conectar-se e operar. Contudo, já que este único canal encaixa-se nos canais gerais ligados de 80 MHz, isto irá interromper as transmissões de um cliente 802.11ac puro para o AP enquanto o canal de
20 MHz primário estiver em uso.

A melhor prática para a distribuição de 802.11ac APs é espalhá-los entre dois a cinco Canais dos 80 disponíveis, um AP conectando-se aos canais de 36-48 MHz e o outro ao canais de 52-64 MHz. Se tornar-se necessário sobrepor estes canais em uma determinada área, configure-os a canais primários diferentes 36, 44, 52, e 60 respectivamente. Isto permite uma diferença entre os canais para que os dispositivos legados possam conectar-se aos canais de
20 MHz, sem induzir a interferência do co-canal.


Implementação e validação
 

Depois, cuidadosamente, determine a capacidade precisa e a área da cobertura, configure e distribua os APs 802.11ac de acordo com o plano do projeto. Isto não significa simplesmente remover os APs antigos e a conectar os APs 802.11ac novos nos mesmos locais. Há diversas considerações ao planejar a configuração de APs e o local.

 

 

 

Após calcular os requisitos do usuário, o software do AirMagnet Planner pode ser usado para criar um ambiente virtual de WiFi antes da instalação física dos APs. O número e a disposição dos APs podem ser simulados para modelar a cobertura e a capacidade adequada no ambiente, levando em consideração os materiais das parede e as fontes de interferência. Usando estes dados, os APs podem fisicamente ser distribuídos nas áreas planejadas.

Uma análise de avaliação pós-implementação é crítica para determinar se o ambiente está proporcionando a cobertura e a capacidade esperadas, como previsto. Para validar isto, recomenda-se uma análise ativa que meça a taxa de transferência dos usuários, assim como uma análise passiva para medir o nível de sinal, ruído, interferência, sobreposição de canais da WLAN, além de outros parâmetros importantes do ambiente inteiro. A análise ativa deve incluir um teste para cima e para baixo da taxa de transferência com uma ferramenta 802.11ac. Este teste deve ser executado durante tempos do pico de tráfego para se ter certeza de que todos os parâmetros normais encontram-se implementados quando o teste é executado.

Esta análise ativa pode ser executada usando o AirMagnet Survey Pro iPerf Survey, que medirá e mapeará a taxa de transferência dos usuários do mundo-real no ambiente enquanto visualiza áreas com baixa taxa de transferência. Recomenda-se usar uma análise com múltiplos adaptadores para executar simultaneamente as análises passiva e ativa, permitindo que a ferramenta meça os pontos de dados necessários em somente uma passada.

Resolução de problemas e otimização
 

Se alguns dos requisitos de taxa de transferência do usuário não forem alcançados durante a análise, os ajustes podem ser feitos para assegurar-se de que os objetivos de desempenho estejam sendo atingidos. No AirMagnet Survey Pro, o recurso de verificação de política sem fio - Airwise Policy - pode ser usado para determinar que fatores no ambiente sem fio contribuíram para o desempenho reduzido. Um fluxo de trabalho guiado é fornecido para ajudar a fazer os ajustes corretos nos locais corretos para se atingir os objetivos desejados.

Os ajustes podem incluir mudanças da posição de APs, instalação de APs adicionais, ajustes do plano dos canais, eliminação de fontes de interferência, ou ajustes das potências de transmissão que afetam o tamanho da célula. Depois dos ajustes recomendados pelo AirWise, valide o ambiente com um outro multi-adaptador, realizando análises ativa e avaliação passiva para assegurar que os objetivos de desempenho foram atingidos.

Finalmente, uma passada final com o recurso iPerf do Survey Pro fornecerá a prova que a rede foi construída com sucesso para satisfazer as necessidades dos usuários.

 
 
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