Jak postavit firemní Wi-Fi v prostředí s vysokou hustotou zařízení?

Pro prostředí s vysokou hustotou klientských Wi-Fi zařízení jsou navržené TP-Link přístupové body s označením HD patřící do řešení Omada SDN s centrální správou sítě. HD zde není zkratka pro vysoké rozlišení (High Resolution), ale pro vysokou hustotu (High Density). Tyto přístupové body (AP, access points) jsou ideálním řešením pro nasazení v těchto aplikacích:

• konferenčních místnosti
• přednáškové sály, učebny
• obchodní domy
• sportovní haly
• koncertní sály
• letištní haly
• a všude tam, kde dochází ke shromažďování více osob a tím i k připojování více bezdrátových zařízení v daném prostředí.

Proč by je měl ale uživatel použít, když podle specifikací poskytují stejnou maximální signálovou rychlost Wi-Fi jako modely bez označení HD, ale jejich cena je vyšší?

Proč je Wi-Fi síť pomalá?

Obecně s rostoucím počtem klientských zařízení neklesá rychlost úměrně, ale dalo by se říct, že exponenciálně. Přístupové body určené pro firemní aplikace typicky podporují připojení několika desítek zařízení v každém pásmu a jsou obvykle omezené počtem současně připojených zařízení (tzv. concurrent clients), tj. na počet zařízení přihlášených / asociovaných do sítě. Tento údaj se obvykle uvádí ve specifikacích přístupového bodu a pohybuje se cca od 64 do 256 klientů dle výrobce a typu AP. K tomu je přizpůsobený hardware a také jeho software. Je ale potřeba si uvědomit, že to je teoretická maximální hodnota, kdy jsou sice všechna zařízení připojená, ale nepřenáší data současně. V praxi ovlivňují výslednou propustnost také další faktory, jako je typ koncových zařízení (podporovaný Wi-Fi standard a počet tzv. spatial streamů), vzdálenost od AP, interference od jiných přístupových bodů apod.

Proto se doporučuje maximální počet 30-40 klientů v pásmu 5 GHz a cca polovina v pásmu 2,4 GHz, aby přenosová rychlost ke každému zařízení byla ještě akceptovatelná pro dnešní aplikace, mezi které běžně patří i přenosy videa.

Přidání dalších AP

V prostředích s vysokou hustotou klientů se stává, že jedno AP bez problémů pokryje daný prostor. Ale propustnost sítě je malá a uživatelé si stěžují na pomalou síť nebo mají problémy se do sítě vůbec připojit. Řešením může být použití více přístupových bodů v daném prostředí a nasazení funkcí, jako je omezení maximálního počtu zařízení na rádio, vyrovnávání zátěže (load-balancing) mezi přístupové body či funkce Band Steering pro rozložení zátěže mezi pásma 2,4 GHz a 5 GHz. S rostoucím počtem AP ale roste také jejich vzájemné ovlivňování, především v pásmu 2,4 GHz, kde je k dispozici výrazně menší šířka pásma. To lze částečně eliminovat snížením vysílacího výkonu na přístupových bodech.

Vhodnějším řešením pro tato prostředí s vysokou hustotou zařízení je nasazení přístupových bodů s označením HD (High Density). Jejich hardware je pro tyto aplikace přímo určený a patřičně dimenzovaný. Pro obsluhu více zařízení současně je potřebný procesor, který má výkonovou rezervu pro implementací výpočetně náročných operací. Mezi ně patří i nasazení protokolů 802.1k a 802.11v zajišťující roamingu klientů, tj. přechod klientů z jednoho AP na druhé bez výpadku spojení.

Roaming klientů

Podle doporučení 802.11k se vytváří a dopočítává řada doplňkových parametrů bezdrátové komunikace ke každému asociovanému účastníku sítě, a to vzhledem k právě připojenému AP, ale i nejbližším okolním. Podle doporučení 802.11v se shromažďují informace o topologii sítě, které se posílají klientům podporující tento standard.

Všechny tyto informace ze všech přístupových bodů v síti shromažďuje kontrolér systému Omada. Nicméně právě přístupové body nesou výpočetní zátěž a zde se projeví jak výkon procesoru, tak velikost paměti RAM.

Proto je v HD přístupových bodech místo dvoujádrového procesoru použitý výkonnější čtyřjádrový procesor s vyšší frekvencí. Díky větší RAM paměti (1 GB místo 256 MB nebo 512 MB) lze k AP přihlásit a připojit více zařízení současně, což může být teoreticky až 1024 zařízení.

MU-MIMO

Neméně důležitá je také podpora technologie MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output), která umožňuje obsluhovat více zařízení současně na úrovni čipu. Ta je součástí tzv. druhé vlny Wi-Fi 5 přístupových bodů (označované jako 802.11ac Wave 2) a u všech Wi-Fi 6 přístupových bodů. Nejnovější standard 802.11ax Wi-Fi 6 tuto technologii vylepšuje a podporuje ji nejen ve směru stahování (Downlink), ale i ve směru nahrávání (Uplink). V kombinaci s anténním systémem 8x8 tak obsluhuje až 4x více zařízení současně v porovnání se systémy SU-MIMO (Single User MIMO, součást standardů 802.11n Wi-Fi 4 a 802.11ac Wi-Fi 5).

Jak navrhnout Wi-Fi síť a vybrat správné AP

TP-Link pro budování Wi-Fi sítí s vysokou hustotou zařízení doporučuje při návrhu počítat s těmito reálnými hodnotami:

• 100-120 zařízení pro AC1750 Wave 2 Wi-Fi 5 přístupový bod EAP265 HD
• 120-150 zařízení pro AX1800 Wi-Fi 6 přístupový bod EAP620 HD
• 150-200 zařízení pro AX3600 Wi-Fi 6 přístupový bod EAP660 HD.

Výhodou nasazení HD přístupových bodů je menší počet AP v síti, jednodušší správa, méně vzájemného ovlivňování a spokojení uživatelé. Samozřejmě můžete HD přístupové body v jedné síti kombinovat s „běžnými“ modely, tzn. použít HD modely jen tam, kde jsou skutečně potřeba.

Při návrhu firemní Wi-Fi sítě doporučujeme:

• Neřešte jen pokrytí, ale vezměte do úvahy i počet připojovaných zařízení.
• Zohledněte počet současně aktivních zařízení a potřebnou šířku pásma pro každé z nich.
• Ověřte si, zda zvolený 802.11ac Wi-Fi 5 přístupový podporuje funkci MU-MIMO. V případě volby nejnovějších Wi-Fi 6 přístupových bodů zkontrolujte, zda je standard 802.11ax podporovaný i v pásmu 2,4 GHz.
• Uvědomte si, že budete síť používat několik let. Proto uvažujte s rezervou a počítejte s nárustem zařízení v síti a s rostoucími požadavky na rychlost.
• Zvažte, jak budete přístupové body spravovat. Centrální správa z Wi-Fi kontroléru a vzdálený přístup z mobilní aplikace usnadňují správcům sítě život.
• Ověřte si délku záruční lhůty.
• Ověřte si, zda výrobce poskytuje lokální podporu i v češtině nebo slovenštině.

Potřebujete pomoci s návrhem Wi-Fi sítě nebo máte zájem o vyzkoušení Wi-Fi systému Omada SDN? Neváhejte nás kontaktovat:

Marek Vyklický
B2B Channel Manager
E-mail: marek.vyklicky@tp-link.com
Mobil: +420 735 758 508

Autor: Marek Vyklický (leden 2022)