Punkty dostępowe Wi-Fi (AP) są najważniejszym elementem instalacji bezprzewodowej, gdyż to one, ich rozmieszczenie oraz konfiguracja przesądzają o jakości syganału, przepustowości i w efekcie o komforcie pracy użytkowników.
Większość producentów posiada w ofercie dwa rodzaje punktów dostępowych – wewnętrzne (indoor) i zewnętrzne (outdoor). Te pierwsze przeznaczone są do pracy w standardowych warunkach pomieszczeń zamkniętych, tj. temperatur z zakresu mniej więcej 5 - 40 C, wilgotności 10 - 95%, oraz braku tzw. „innych czynników środowiskowych”, takich jak zapylenie, deszcz, itp. AP wewnętrzne posiadają zestawy montażowe pozwalające na ich mocowanie do ścian, sufitów zwykłych i podwieszanych. Punkty zewętrzne pracują w zakresie temperatur -20 C – 50 C, przy dowolnej wilgotności i w warunkach silnego zapylenia, zaopatrzone są też w specjalne uchwyty montażowe pozwalajace na mocowanie do masztów i innych konstrukcji. AP zewnętrzne pozwalają też zwykle na dołączenie zewnętrznych anten różnego rodzaju.
Poniżej przedstawiamy najważniejsze charakterystyki punktów dostępowych.
Zakres częstotliwości pracy
Sieć Wi-Fi wykorzystuje dwa różne pasma: 2.4 GHz oraz 5 GHz, w obrębie każdego z nich dokładny przydział częstości jest zależny od rejonu świata (a czasami także państwa), w którym wykorzystywany jest AP. Pasmo 2.4 – 2.484 GHz podzielone jest na 13 kanałów, z których, np. w Europie wykorzystywane są kanały 1 – 11. Pasmo 5 GHz podzielone jest na zakresy: 5.15 – 5.25 GHz; 5.25 – 5.35 GHz; 5.47 – 5.725 GHz; 5.725 – 5.85 GHz, których wykorzystanie zależy od przepisów regulujących korzystanie z tzw. “pasma nielicencjonowanego” w danym kraju.
Większość produkowanych obecnie punktów dostępowych obsługuje obydwa pasma (2.4 oraz 5 GHZ), warto jednak zwrócić uwagę przy wyborze AP, czy dany model jest w stanie obsłużyć obydwa zakresy jednocześnie – tj. czy jest zaopatrzony w dwa niezależne moduły radiowe, po jednym na każde pasmo (dual radio). Obecnie większość nowych urządzeń mobilnych jest w stanie obsłużyć obydwa pasma, jednak przeważająca część wykorzystywanych smartphonów ciągle obsługuje wyłącznie pasmo 2.4 GHz, dlatego też w okresie przejściowym, który potrwa kilka lat, jednoczesna dwuzakresowość AP jest szczególnie istotna.
Liczba nadajników/odbiorników (MIMO)
AP lepszej klasy posiadają więcej niż jeden moduł radiowy, najczęściej 2 lub 3. Ponieważ liczba nadajników lub odbiorników jest zwykle równa, charakterystykę tę opisuje się jako MIMO 2x2 lub MIMO 3x3. Przyjmuje się, że MIMO w trybie 2:2 jest wystarczające do dobrej jakości AP, zaś MIMO 3x3 stosuje się w droższych modelach wykorzystywanych w środowiskach o dużej gęstości użytkowników, np. w salach konferencyjnych, obiektach sportowych, itp. Dla standardu Wi-Fi 5 (802.11.ac) większa niż 3 liczba modułów nie wnosi już wiele do szybkości pracy i jakości sygnału i jest obecnie rzadko stosowana. Dla stamdardu Wi-Fi 6 (802.11ac) wysokiej klasy AP mogą pracować w trybie 4x4 oraz 8x8. W oznaczeniach parametrów MIMO stosuje się też czasami notację TxRxS, np. 3x3:2 – co oznacza: 3 nadajniki, 3 odbiorniki, 2 strumienie danych.
Parametry wydajnościowe – przepustowość
Maksymalną szybkość transmisji punktów dostępowych Wi-Fi można porównać do rozdzielczości fotograficznego aparatu cyfrowego – producenci mogą prześcigać się w śrubowaniu wartości tego parametru, jednak podawane wartości mają znaczenie głównie marketingowe – o ostatecznej jakości i komforcie użytkownika decydują inne parametry i czynniki. Przykładowo - dobrze zaprojektowany AP pracujący w standardach 802.11ac obsłuży wydajniej większą liczbę użytkowników od taniego AP zgodnego z nowszą normą 802.11ax.
Standard 802.11ac pozwala obecnie na osiągnięcie teoretycznej przepustowości 1,3 Gbps, w praktyce jednak dla ruchu TCP możemy spodziewać się maksymalnej szybkości transmisji rzędu 700- 800 Mbps. W idealnych warunkach (jeden klient pracujący w trybie 3x3:3 i znajdujący się w niewielkiej odległości od AP, brak zakłóceń innych AP, odpowiednio wydajne aplikacje pracujące po stronie klienta i serwera) możemy spodziewać się osiągnięcia transmisji o szybkości zbliżonej do 1 Gbps. W realnych zastosowaniach czynnikami limitującymi przepustowość są inni klienci, inne punkty dostępowe oraz ograniczenia wydajności leżące poza Wi-Fi – przepustowosć sieci kablowej, ograniczenia aplikacji, itp. Ważnym ograniczeniem przepustowości sieci bezprzewodowych jest fakt, że wykorzystują one współdzielone medium – w przypadku sieci Ethernet ruch od nadajnika do odbiornika odbywa się niezależnie od ruchu w drugą stronę (łącze full-duplex - osobny kabel lub światłowód do transmisji up-link i down-link); w przypadku sieci Wi-Fi mamy do czynienia z łącznością half-duplex - sama konieczność wysyłania potwierdzeń pakietów przy przepływie danych w jedną stronę będzie czynnikiem ograniczajacym przepustowość. W tabelce obok przedstawiono teoretyczne maksymalne przepustowości dla fazy 1 oraz 2 protkołu 802.11ac.
Parametry wydajnościowe – liczba obsługiwanych użytkowników
Parametrem w praktyce ważniejszym od przepustowości jest liczba podłączonych klientów, jaką jest w stanie obsłużyć AP. Zwiększanie liczby użytkowników prowadzi do zwiększenia liczby kolizji pakietów radiowych i ostatecznie do degradacji wydajności sieci – często bardzo gwałtownego spadku wydajności, aż do całkowitego zaniku serwisu, tj. przerywania sesji i niemożności podłączenia się do sieci. W przypadku AP klasy SOHO w.w. problemy mogą pojawiać się już dla ok. 10 pracujących użytkowników. Testy obciążeniowe wykazują, że wraz ze zwiększaniem się liczby równolegle pracujących klientów, dla wielu AP szybkość transmisji danych gwałtownie spada, a stopa błędów transmisji rośnie. Dla liczby klientów rzędu 20-30 AP wielu producentów nie jest w stanie zrealizować testu. Należy zaznaczyć, że nie chodzi tylko o zmniejszenie przepustowości wraz z liczbą klientów – oczywiście, jeśli AP zapewnia np. pasmo transmisji 300 Mbps, to przy 30 klientach pasmo per-klient wyniesie 10 Mbps, co wynika z ograniczeń fizycznych. Testy obciążeniowe wykazują jednak znacznie szybszy niż wynikałoby to z arytmetyki spadek przepustowości aż do całkowitej degradacji serwisu. Liczba klientów obsługiwanych przez AP zazwyczaj nie jest parametrem podawanym przez producentów sprzętu klasy SOHO, dla AP klasy enterprise można liczyć na obsługę nawet kilkuset (100-300) urządzeń klienckich przez jeden AP.
Zasilanie
Praktycznie każdy AP może być zasilany bezpośrednio napięciem stałym, co wymaga zewnętrznego zasilacza. Ponieważ doprowadzenie zasilania do punktu dostępowego montowanego np. na suficie jest kłopotliwe, wiele modeli AP pozwala na zasilanie poprzez sieć Ethernet – zgodnie ze standardem PoE. Projektując sieć Wi-Fi warto zwrócić uwagę na wymagania AP w zakresie pobieranej mocy, w szczególności na to, czy moc dostarczana przez przełącznik PoE jest wystarczająca do zasilenia pojedynczego AP (moc per port) oraz określonej liczby AP (całkowita moc PoE przełącznika). AP zewnętrzne mogą być zaopatrzone w gniazdo 220V, co jest bardzo przydatne w wielu praktycznych sytuacjach.
Porty sieciowe
Typowo AP zaopatrzony jest w jeden port Gigabit Ethernet, który powinien zapewniać też zasilanie (PoE). W niektórych zastosowaniach przydatny może być drugi port oraz port światłowodowy (standard SFP). Modele AP przeznaczone do zastosowań w hotelach posiadają wbudowany przełącznik czteroportowy pozwalający na podłączenie telefonu VoIP, telewizora IP, itd.
