Projektowanie sieci Wi-Fi powinno uwzględniać dwa podstawowe kryteria: pokrycie oraz pojemność. Projektanci (zwłaszcza początkujący) koncentrują się zazwyczaj tylko na pierwszym aspekcie, tj. pokryciu zapominając o drugiej kwestii. Pokrycie danego obiektu siecią bezprzewodową zapewniamy poprzez odpowiednie rozplanowanie położenia i dobór odpowiedniej liczby AP. Zazwyczaj jego główną wytyczną jest określony poziom sygnału mierzony w dBm lub zapewnienie odpowiedniej szybkości transmisji w Mbps. Producenci sprzętu Wi-Fi wyższej klasy oddają zwykle projektantom do dyspozycji narzędzia pozwalające na symulacyjne określenie położenia AP na planach danego obiektu. Narzędzie takie uwzględnia specyfikę konkretnych modeli AP. Dostępne są też nie-OEM-owe wersje takich programów - najpopularniejszym jest prawdopodobnie AirMagnet Planner firmy Netscout. Symulator pokrycia sieci Wi-fi (zob. rysunek 1) pozwala na zaimportowanie planów danego obiektu (w formacie pdf lub popularnych pakietów CAD). Projektant musi określić materiał, z którego wykonane są elementy konstrukcyjne (np. karton-gips, cegła, beton zbrojony) - jest to konieczne aby możliwe było określenie współczynnika tłumienia fal radiowych, następnie po "rozłożeniu" punktów dostępowych symulator generuje mapę pokrycia sygnałem. Oczywiście, rezultaty uzyskane w ten sposób są tylko pewnym przybliżeniem stanu faktycznego - nie uwzględniają źródeł zakłóceń zewnętrznych oraz bardziej złożonych i trudnych do przewidzenia efektów propagacji sygnałów. Dlatego też przed ostatecznym rozplanowaniem położenia AP warto jest dokonać wizji lokalnej połączonej z pomiarami - tzw. Site Survey (o czym pisaliśmy już wcześniej na tym portalu). Pomiary na miejscu, uzupełniające wyniki symulacji są zwłaszcza wskazane w przypadku środowisk "radiowo trudnych", np. halach produkcyjnych z dużą liczbą metalowych konstrukcji powodujących odbicia i rozpraszanie sygnału lub magazynach składujących materiały o dużym stopniu tłumienia (przykładowo - jakiekolwiek towary ze znaczną zawartością wody: drewno, papier, itp).
Projektowanie "na pokrycie" to jednak tylko jedna strona medalu, gdyż nie uwzględnia ono obciążenia sieci bezprzewodowej przez użytkowników. Można stwierdzić, że projekt taki jest miarodajny w przypadku sieci wykorzystywanej przez jednego użytkownika. W miarę wzrostu ich liczby obciążenie dostępnego pasma przez kolejnych użytkowników, retransmisje oraz wzajemne zakłócenia będą powodować degradację wydajności. Profesjonalne systemy sieci Wi-Fi redukują tego typu problemy poprzez inteligentne zarządzanie wykorzystywanymi kanałami, dostosowanie mocy nadajników oraz odpowiednią alokację użytkowników do poszczególnych AP. Wraz ze wzrostem liczby użytkowników (ściśle mówiąc - urządzeń klienckich) istotny staje się limit urządzeń połączonych do jednego AP. Limit ten wynika z kilku czynników: m.in. z dostępnego pasma. Obecnie, zakładając wykorzystanie standardu 802.11ac i transmisję MIMO w trybie 3x3:3 możliwy jest (teoretycznie) transfer na poziomie 1.27 Gbps, dla 100 urządzeń podłączonych do AP oznacza to 12.7 MBps na urządzenie co jest poziomem stosunkowo zadowalającym dla typowego użytkownika. Dla 500 użytkowników każdy z nich dysponuje średnio przepustowością rzędu 2,54 Mbps, niewielką, ale ciągle wystarczającą dla takich zastosowań jak przeglądanie internetu czy praca z mało wymagającymi aplikacjami. Jednak limit pasma per-użytkownik nie jest jedynym na jaki natrafimy - liczba urządzeń połączonych z jednym AP nie może być dowolnie duża, jest ona ograniczona przez możliwości samego AP i jego zasoby: wydajność CPU oraz wielkość dostępnej pamięci RAM.
Dla niedrogich AP klasy konsumenckiej wyzwaniem jest już obsługa więcej niż 10 połączonych urządzeń, punkty dostępowe niższej klasy z reguły nie są w stanie obsłużyć więcej niż 20-30 klientów na raz. AP klasy enterprise obsługują nawet do 500 połączonych klientów (jak podają producenci, w praktyce można przyjąć 200-300). Czy liczba taka w realnych zastosowaniach jest wystarczająca? W większości środowisk tak: w typowym biurze czy też magazynie rzadko do jednego AP będzie połączonych więcej niż 100 użytkowników.
Warunki środowiskowe wymuszają na tyle gęste rozmieszczenie AP, że w strefie obsługiwane przez jeden punkt dostępowy rzadko liczba użytkowników przekroczy w.w. limit. Są jednak wyjątki - w przypadku typowych zastosowań komercyjnych (biura, hotele, itp.) są to sale konferencyjne, oraz inne duże obszary o znacznej koncentracji użytkowników - np. tereny targów. W przypadku zastosowań w przestrzeni publicznej przykładem są tu obiekty sportowe: hale i stadiony. Więcej o charakterystyce różnych zastosowań pisaliśmy wcześniej - w odrębnym artykule. Skupmy się jednak na zastosowaniach komercyjno-biurowych - w przypadku obszarów o znacznej koncentracji użytkowników projektant powinien uwzględnić nie tylko siłę sygnału ale i możliwości AP w zakresie obsługi odpowiedniej liczby użytkowników. Np. w sali konferencyjnej, w której może przebywać 100 osób może pracować ponad sto urządzeń WiFi - użytkownik coraz częściej zaopatrzony jest w: laptop, smartfon, a czasami także kolejne urządzenie z Wi-Fi (smart watch, tablet), średnio może to oznaczać 200 aktywnych urządzeń na obszarze, który, jeśli chodzi o pokrycie mógłby z powodzeniem obsługiwać jeden AP. Jednak w tego typu wypadku należało by dedykować 2 AP tylko do obsługi sali konferencyjnej. Podobnie w przypadku przestrzeni targowych, hal wystawienniczych, itp - gdzie mamy do czynienia ze znaczną liczbą użytkowników na przestrzeni pozbawionej w dużej mierze naturalnych czynników tłumiących sygnał. Otwarty obiekt (hala) o wymiarach 100 x 200 m i powierzchni 20 tys. m2 może być pokryty sygnałem przez 5-10 AP, jednak liczba ta będzie niewystarczająca do obsłużenia kilku tysięcy urządzeń Wi-Fi - liczba 25-30 AP i to b. wysokiej klasy była by bardziej adekwatna. Przykładem punktu dostępowego dedykowanego do zastosowań o dużej gęstości użytkowników jest Ruckus Wireless R710 - jest to AP 4x4:4, zgodny ze standardem 802.11ac wave 2 - oznacza to, że wykorzystując technologię MU-MIMO (multi-user MIMO) jest on w stanie prowadzić równolegle komunikacje z 3 niezależnymi urządzeniami klienckimi, uzyskując zgregowaną przepustowość 1733 Mbps (w paśmie 5 GHz)
Podsumowując - obecnie przyjmuje się, że projektując "biurowe" Wi-Fi należy oszacować liczbę AP dwa razy większa niż wynikało by to z samego pokrycia. Osobno należy uwzględnić przypadki szczególne takie jak sale konferencyjne czy też obszary dużej koncentracji użytkowników.
Więcej informacji na naszym portalu:
- Projektowanie sieci Wi-Fi: pokrycie a pojemność, cz. 2
- Projektowanie sieci Wi-Fi: pokrycie a pojemność, cz. 1
- Roaming w sieciach Wi-Fi
- Kto i co zakłóca Wi-Fi
