Беспроводные технологии / Проект Wi-Fi сети для Кампуса (Университетский городок, Группа офисных зданий, Заводская территория и т.п.)

Сначала хотелось бы отметить, что сети Wi-Fi для Кампусов очень популярное направление проектной разработки. А для таких Заказчиков как, например, университеты США, наличие доступа Wi-Fi для студентов уже давно стало особой отличительной чертой, которая долгое время использовалась для увеличения привлекательности Университета в глазах будущих абитуриентов (если ты не входишь в Лигу Плюща, то за студентов приходится бороться). Сейчас в США это стало едва ли не обязательно, и уровень университетских кампусных сетей Wi-Fi очень высок. Жаль, что наши Высшие Учебные Заведения нечасто могут похвастаться чем-то подобным. А ведь WLAN важен не только для созданий привлекательности, но и легко становится очень важным подспорьем в учебном процессе, построению системы безопасности и поддержке ежедневных вспомогательных операций при разумном и комплексном подходе к проектированию сети и услуг.Проанализируем возможные исходные данные проекта кампусной сети:общая концепция
— будут ли присутствовать внутренние сегменты сети (внутри помещений);
— будут ли присутствовать внешние сегменты сети (вне помещений — открытое размещение на улице);
— расположение узла управления и контроля сетью (центральный сайт);
— сервисная ориентация сети: для обеспечения внутренних задач, для продажи услуг третьим лицам, смешанный вариант;
— общий подход к предоставлению услуг на сети: какие услуги предполагается оказывать, какие из них будут предоставляться на контролируемой и гарантируемой основе, а какие на принципах «как получится».география, архитектура и особенности окружения предполагаемой зоны покрытия сетью
— внутренние сегменты сети (внутри помещений)
/ конструктивные особенности зданий
(типовое жилое или офисное помещение, офис с высокими потолками, цех, ангар и т.п.),
/ источники интерференции и их опасность,
/ требуемая плотность развертывания радиоподсистемы
(зависит от распределения пользователей, концентрации пользователей, предоставляемых услуг и т.п.),
— внешние сегменты сети (уличные сегменты)
/ холмистая местность или плоская,
/ есть ли деревья или иные препятствия в зонах распространения радиосигнала,
(необходимо учитывать сезонные особенности, например, появление листвы в теплое время года или развертывание больших рекламных конструкций, которые ранее были сняты)
/ источники интерференции и их опасность,количество пользователей Wi-Fi-сети, прежде всего мобильных
— надо четко понимать общее количество пользователей сети,
— зоны их максимальной концентрации и ожидаемые величины концентрации в этих зонах,
— процент активных пользователей из общего количества,
— ожидаемый прирост количества пользователей сети в обозримой перспективе,используемое пользовательское оборудование на сети и владение/управление им
— какие терминалы у пользователей
(лаптопы, смартфоны, планшеты и т.п.);
— какое оборудование используют корпоративные службы
(лаптопы, Wi-Fi IP-телефоны, метки RFID, беспроводные сканнеры бар-кодов и т.п.);
— есть ли четкие правила распределения пользователей в различных зонах покрытия сети по типам используемого оборудования;
— кто управляет оборудованием (конфигурирует).детализация предполагаемых услуг на сети
— детализация услуг на сети;
— требования к каждому виду услуг (полоса пропускания, задержка, джиттер, потери пакетов и т.п.);
— ожидаемые величины потребителей различных услуг;
— очень неплохо вообще попытаться продумать возможные профили трафика на сети по различным группам потребителей;
— надо также оценить возможные проблемы от «опасного» использование услуг, например, неограниченное «висение» пользователей в пиринговых сетях, как например BitTorrent, eDonkey и т.п. Имеет смысл заранее планировать минимизацию подобных проблем через специальные подходы и средства, но это не тема данной статьи.принципы безопасности на сети
— группы пользователей и методы аутентификации для разных групп
(студенты, преподавательский состав, технический персонал и т.п.);
— необходимость организации гостевого доступа и методы аутентификации в данном случае.предполагается ли поддержка мобильности и хендоверов (роуминг) между Точками Доступа в сети?Рассмотрим возможные подходы к дизайну кампусной сети:
1. Основной и проверенный подход настоящего времени — это проектирование архитектуры такой крупной сети, как Решения, управляемого Контроллером WLAN. Преимущества Централизованной Архитектуры с Контроллером WLAN по сравнению с Автономной кратко описаны здесь: wi-life.ru/texnologii/wi-fi/wi-fi-2
2. Есть опции сделать сеть на автономных уличных и офисных точках доступа или даже на дешевых домашних раутерах с Wi-Fi...-). Заставить работать можно и такую «инфраструктуру», но неизбежным фактом является то, что казалось бы большая экономия на капитальных затратах CapEx будет едва ли не мгновенно съедена ничем не ограниченным OpEx-ом (операционные затраты), так как эта сеть будет совершенно неуправляемой и крайне нестабильной в работе. Так что принимайте обоснованные решения!
Итак остановимся на том, что реально будет работать и то что является гибким, надежным и максимально масштабируется. Очевидно это будет первый подход с использованием Решения Централизованной архитектуры.Решение WLAN (БЛВС) для Кампусной сети на базе Централизованной Архитектуры
Как показывает практика, делать «ковровое» покрытие в Кампусе с доступом в каждом углу и на каждой площадке погрузки мусора совсем не обязательно. Вам надо провести собственное исследование и точно определить зоны, где покрытие действительно Важно!
Это подтверждает пример кампуса американского Университета Юго-Восточной Луизианы (SouthEastern Louisiana University). Пример взят с сайта университета.
На карте покрытия WLAN видно распределение зон покрытия внутри помещений и снаружи (уличное покрытие).
Внутри помещений -Желтый цвет
Снаружи -Зеленый цвет
Схема Кампусной Wi-Fi сети Университета SouthEastern Louisiana University здесь: wi-life.ru/treningi/wi-fi-3/praktikum/reshenie-dlya-seti-wi-fi-v-kampuse, оригинал схемы здесь www.selu.edu/admin/technology/resources/wireless/coverage/index.html
На схеме видно, что покрытие далеко не повсеместное. Все построено на принципе «горячих зон», в которых уже обеспечивается беспроводный доступ.
После выявления зон, определимся с тем, что внутри помещений будем использовать в основном внутренние Точки Доступа с Интегрированными антеннами (для специальных задач — внутренние ТД с внешними антеннами), а снаружи специальные Точки Доступа уличного исполнения в защитном корпусе и с широким температурным диапазоном. Все управляется Контроллером WLAN (точее, как минимум парой контроллеров, где один является резервным, например по схеме N+1).
В случае проектирования сети для студенческого городка зону покрытия на улице для уличных Точек надо просчитывать особенно тщательно. С одной стороны, эти точки обычно весьма дороги (в сравнении с внутренними — из-за специальных корпусов и т.п.), с другой стороны, в условиях российского климата студенты не много времени реально проводят в парке кампуса, если таковой имеется. Хотя и здесь вполне можно рассмотреть варианты внутренного сквера для студентов, зон погрузки/разгрузки транспорта для персонала, работающего с поставщиками и т.п. Самое тяжелое планирование – внутри помещений, особенно в зонах концентрации пользователей, например, аудитории и большие лекционные залы, актовые залы и обеденные зоны. Здесь основной подход – оценка «по ёмкости». Вероятно, в общих коридорах, где нет сидячих мест, нет смысла предоставлять Wi-Fi-доступ.
В кампус могут входить и весьма сложные для WLAN зоны покрытия, например, спортивные залы, высокие лекционные залы (в кампусе могут быть и офисные помещения с высокими потолками без перекрытий на высоту нескольких этажей, заводские цеха, складские ангары и т.п.). Здесь используются внутренние Точки Доступа, но с внешними антеннами, часто с направленными. Нередко в таких помещениях приходится даже отдалять ТД или их антенны от потолка — из-за наличия на оном силовых или технических конструкций, вызывающих мощное многолучевое распространение сигнала (multipath) в направлениях как от ТД, так и к ТД. Выручает использование специальных, закрепляемых на потолке, штанг, на которые уже крепятся сами Точки с антеннами или же только Антенны на кабелях, а точки в таком случае могут крепиться и на потолке, и за фальшпотолком. И, естественно, применение направленных антенн позволяет снизить многолучевое распространение, так как значительно меньше излучения уходит к потолочным конструкциям по сравнению, например, с всенаправленными омни-антеннами. Важно заметить, что в среднем высота подвеса антенн от уровня, где находятся пользователи, не должна превышать 10 м. Здесь определяющим фактором является аплинк самого маломощного устройства на сети, часто это смартфон или метка RFID. Это касается и внутреннего развертывания (например, точки на потолке с направленными антеннами), и внешнего. Снаружи чаще всего Точки подвешивают на фонарных столбах или светофорах. Но важно найти не просто место удобное для подвеса, но и такое, к которому постоянно подведено электрическое питание (24 ч), поэтому с уличными фонарями надо быть осторожнее. Так как наружную сеть часто проектируют с беспроводным транспортным каналом (бэкхолом), чтобы снизить нагрузку от необходимости проектировать и строить активную транспортную сеть на улице, то здесь прежде всего важно наличие электропитания для ТД.Разбор теоретического кейса оценки сети WLAN для Кампуса как в части технических решений, так и в части финансовой оценки, здесь: wi-life.ru/treningi/wi-fi-3/praktikum/reshenie-dlya-seti-wi-fi-v-kampuse