Technischer Anwendungsbericht: 802.11ac - Untersuchung | enterprise.netscout.com

Technischer Anwendungsbericht: 802.11ac - Untersuchung

Gigabit-WiFi ist hier.
Große Versprechen mit hohen Erwartungen - aber nur für Sie, wenn 802.11ac richtig optimiert und eingeführt wird.


Die Entwicklung von 802.11ac ist abgeschlossen und es ist jetzt in zunehmendem Maße auf dem Markt verfügbar, angetrieben durch die wachsenden Anforderungen an die Infrastruktur. Die BYOD-Explosion hat nicht nur die Anzahl der Einheiten pro Benutzer erhöht, die an die Umgebung angeschlossen werden, sie hat neue Anwendungsarten mitgeführt, einschließlich Voice, HD-Video und andere bidirektionale bandbreitenfressende Anwendungen wie Microsoft Lync, FaceTime, WebEx und andere.

Die Lieferung von diesen Hochleistungsanwendungen mit niedriger Latenz wird weiter durch die Tatsache erschwert, dass mehr Geräte pro Benutzer auf sie zugreifen. Eine Untersuchung von Cisco Systems schätzt, dass diese Zahl bis 2015 um 3,5 Geräte wachsen wird. Diese in hohem Grade mobilen Geräte sind nicht die einzige neue Belastung für WiFi. Laptop-Konnektivität, Verwendung und Anwendungsdurchsatz auf drahtlosen Netzwerken erhöht sich ständig. Betreiber beginnen, WiFi als Lieferungsmethode für die „letzte Meile“ zu ihren Kunden zu übernehmen. Diese Tendenzen drängen die IT-Abteilungen, ein bisher unerreichtes Niveau der Signalqualität, Deckung und bidirektionalen Kapazität bereitzustellen.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, machte sich das IEEE an die Arbeit und veröffentlichte 802.11ac, möglicherweise die größte Entwicklung der drahtlosen Übertragung seit, nun, der drahtlosen Übertragung. Eine erfolgreiche Einführung von 802.11ac in einer Umgebung erfordert mehr als nur den Einkauf einiger neuer APs, deren Anschluss und den Kauf einiger Client-Radios. Das Erzielen der erwarteten Deckung und verbesserten Datenraten erfordert ein klares Verständnis der Funktion von 802.11ac im Vergleich zu a/b/g/n, sowie der optimalen Verfahren für das Migrieren zu dieser neuen Technologie.

  • INHALT
  • Einleitung
  • Planung und Site-Bewertung
  • Installation und Validierung
  • Fehlersuche und Optimierung

Einleitung

Verbesserung der WiFi-Technologie - 802.11ac

Die Drahtlos-Standards, an die wir uns gewöhnt haben, haben einige Beschränkungen bei der Lieferung von Anwendungen mit hoher Bandbreite. Wie aus dem Diagramm unten ersichtlich ist, hat 802.11n eine maximale PHY-Kinetik von bis zu 600 Mbps, während der Benutzerdurchsatz realistisch bei 200 Mbps landet. Diese Datenrate ist nur in einer idealen Umgebung und nur mit einem oder zwei angeschlossenen Clients lieferbar. In den echten hybriden WiFi-Umgebungen, in denen Kunden den Raum teilen, kann der Durchsatz über 802.11n auf sub-10Mbps-Niveaus absacken, die weder die derzeitige noch die zukünftige Benutzernachfrage unterstützen.

PHY-Datenraten für ausgewählte Konfigurationen

802.11ac ist eine rückwärts kompatible Technologie und ermöglicht eine nahtlose Systemumstellung mit vorhandenen 802.11a/n-Umgebungen. Es arbeitet nur auf dem 5 GHz-Band und unterstützt potenzielle Datenraten von über 1 Gbps. Auf dem 5 GHz-Band erfolgen gewöhnlich weniger Auseinandersetzungen, weniger Störung und es bietet mehr Kanäle als das 2,4 GHz-Band an und ermöglicht den höheren Durchsatz, der von 802.11ac bereitgestellt wird. Die Einführung von 802.11ac in den Markt wurde in zwei Phasen geplant - in Phase eins würden PHY-Raten bis zu 1,3 Gbps und in Phase zwei bis zu 2 6,9 Gbps geleistet. Die heute gemessenen Benutzergeschwidigkeiten für Phase eins können bis zu 800 Mbps erreichen und machen die gleichzeitige Bereitstellung von hohen Bitgeschwindigkeits-Anwendungen wie HD- und UHD-Video über WiFi an viele Benutzer zu einer Möglichkeit. Bei diesem Leistungsniveau ist es möglich, mehr Benutzer, mehr Geräte und höhere Kapazität insgesamt in einer Umgebung zu unterstützen und dabei die Rückwärtskompatibilität mit Legacy-Technologien zu garantieren.

Die vorhandene 802.11a/n-Hardware kann nicht zu 802.11ac aufgerüstet werden. Zur Unterstützung der zu Grunde liegenden Änderungen, die zum Erreichen der von 802.11ac geleisteten Datenraten erforderlich sind, wird neue Hardware benötigt.

Wie 11n nutzt auch 802.11ac das MIMO-Antennenschema und mehrfache spatiale Ströme für hohe Kapazität. Es ist ein Antennenschema bis zu 8x8 möglich, aber die meisten ausgänglichen Installationen verwenden 3x3, so wie 11n. Im Falle von 802.11ac werden 80 MHz-Kanäle durch Gruppieren von vier 20 MHz-Kanälen erstellt, die dem Benutzer höhere Datenraten ermöglichen. Dies liegt daran, dass breitere Kanäle mehr Zwischenträger für Bitübertragung ermöglichen, was zu höherem Durchsatz führt. Der Kompromiss bei der Anwendung von breiteren Kanälen ist, dass weniger gebündelte Kanäle verfügbar sind - wodurch das 5 GHz-Band auf fünf verfügbare 80 MHz-Kanalauswahlen beschränkt wird. Nur zwei dieser Kanäle sind verfügbar, wenn DFS-Kanäle vermieden werden sollen. Nahtlose Deckung mit geringer Überlappung kann unmöglich erscheinen, wenn nur zwei Kanäle verfügbar sind. Jedoch hat die Technologie die integrierte Fähigkeit, zwei angrenzende AP für den gleichen 80 MHz-Kanal konfiguriert zu haben und auf getrennte 40 MHz- oder 20 MHz-Kanäle zurückzufallen, wenn Parallelkanalstörungen auftreten.
 

Während der zweiten Phase, die 2014 beginnt, werden 160 MH-Kanäle eingesetzt, die den potentiellen Benutzerdurchsatz bis auf 6,9 Gbps erhöht. Dies gibt uns ein Bild, was 802.11ac leisten kann, wenn wir es von Anfang an richtig aufbauen.


Optimale Verfahren bei der Implementierung von 802.11ac

Ein eingehenderes Verständnis der zugrunde liegenden Technologie von 802.11ac ist kritisch bei der Planung einer Implementierung. Trotz der immensen Vorteile von 802.11ac ist es immer noch anfällig gegen die herkömmlichen Leistungskiller, die alle WiFi-Umgebungen beeinträchtigen: Nicht-WiFi-Störung, Parallelkanalstörung, mangelhafte Signalqualität, Rauschen und Kanalteilung mit langsameren Legacy-Clients. Diese Herausforderungen können nur dann erfolgreich bewältigt werden, wenn ein handfester Plan für das Implementieren dieser Technologie existiert. Widerstehen Sie dem Drang, lediglich einige 802.11ac-APs zu kaufen, sie einzuschalten und dann die Benutzer an Bord kommen zu lassen.

 

  1. Gründliche Planung und Site-Bewertung
  2. Validierung der Installation
  3. Fehlersuche und Optimierung

 

Wir beschreiben die Erwägungen und die optimalen Verfahren für jede Stufe, zusammen mit Empfehlungen zum Erreichen der besten Kapazität und Signalqualität.


Planung und Site-Bewertung
 

Es wird erwartet, dass neue Implementierungen von 802.11ac parallel zu Systemen der Legacy-a/b/g/n-Systemen erfolgen werden. Da 802.11ac rückwärts kompatibel mit a-/n-Implementierungen ist, die das 5 GHz-Band verwenden, ist es nicht erforderlich, diese älteren AP vollständig zu entfernen. Jedoch ist das Verständnis unbedingt erforderlich, welche Einheiten bereits um HF-Raum konkurrieren und wie 802.11ac die Umgebung ergänzen kann, um die Projektleistungsziele zu erreichen. Das Planungsstadium enthält eine Untersuchung vor der Implementierung zur Feststellung der existierenden Geräteausstattung, Rauschpegel, Störquellen, Signaldichte und Kapazität.


Erstuntersuchung des Standorts

Bestimmen Sie vor dem Kaufen und Installieren von 802.11ac-Geräten bzw. dem Entfernen von Legacy-APs den aktuellen Stand der WiFi-Umgebung. Identifizieren Sie Störquellen, Signaldichte, Kanalverfügbarkeit im 5 GHz-Bereich sowie die aktuelle Konfiguration aller installierten 802.11a/n-Geräte. Diesem kann eine AP-am-Stiel-Untersuchung folgen, bei der ein einzelner 802.11ac-AP aktiviert und implementiert wird und die Auswirkungen bezüglich Deckung und Durchsatz auf die Umgebung beobachtet werden.

 

Wenn wir zum Beispiel in einem bestimmten Bereich fünf Benutzer mit maximal 15 Geräten (drei pro Benutzer) erwarten, können wir, abhängig davon, wie viele Voice, Video oder nur Webservices benötigen, die erforderliche Bandweite, auf etwa 30 Mbps schätzen. Dies hängt selbstverständlich von den angewendeten Anwendungen ab und wie viele Benutzer gleichzeitig verbunden sein werden. Zur Unterstützung der Benutzerdeckung planen Sie im Allgemeinen nicht mehr als 20 aktive Geräte pro AP ein.

 


Erwägungen zur Kanalzuweisung

802.11ac ermöglicht 80MHz-Kanäle im 5 GHz-Band, wozu effektiv vier 20-MHz-Kanäle gebündelt werden. Jeder AP wird für einen primären 20 MHz-Kanal konfiguriert, z. B. 36, der als Beacon und als Ausfallkanal agiert. Wenn ein Legacy-Radio eine Verbindung zu dem AP aufbauen will, kann es diesen primären 20MHz-Kanal zur Verbindung und zum Betrieb benutzen. Da dieser einzelne Kanal jedoch innerhalb des gesamten 80 MHz Kanalbündels fällt, hält dies die Übertragung eines reinen 802.11ac-Clients zu dem AP an, während der primäre 20 MHz-Kanal in Gebrauch ist.

Das optimale Verfahren bei dem Implementieren von 802.11ac-APs ist, sie zwischen den zwei bis fünf verfügbaren 80 MHz-Kanälen zu verteilen, ein AP an das Kanalbündel 36-48 und das andere an 52-64. Wenn es notwendig wird, diese Kanäle in einem gegebenen Bereich zu überlappen, konfigurieren Sie sie zu eigenen primären Kanälen 36, 44, 52 und 60. Dadurch entsteht ein ausreichender Abstand zwischen den Kanälen zur Unterstützung der Legacy-Geräte, die mit 20MHz-Kanälen verbunden werden müssen, ohne Übersprechen von parallelen Kanälen zu verursachen.


Installation und Validierung
 

Nach einer sorgfältigen Feststellung des Kapazitätsbedarfs und des Deckungsbereichs konfigurieren und implementieren Sie die 802.11ac-APs entsprechend dem Ausführungsplan. Das bedeutet nicht einfach das Entfernen der alten APs und das Anschließen der neuen 802.11ac-APs an den gleichen Stellen. Einige Erwägungen für die Planung der AP-Konfiguration und der Standorte.

 

 

 

Nach der Berechnung der Benutzeranforderungen kann die AirMagnet Planner Software benutzt werden, um eine virtuelle WiFi-Umgebung zu erstellen, bevor die APs physisch bereitgestellt werden. Anzahl und Layout der APs können simuliert werden, um ausreichende Deckung und Kapazität in der Umgebung zu modellieren, und dabei Wandmaterialien und Störquellen in Betracht zu ziehen. Anhand dieser Daten können APs in den geplanten Bereichen physisch implementiert werden.

Eine Validierungsuntersuchung nach der Implementierung ist kritisch, um zu bestimmen, ob die Umgebung die erwartete Deckung und Kapazität wie vorgesehen liefert. Um das zu validieren, empfehlen wir sowohl eine aktive Untersuchung, die den Benutzerdurchsatz misst, als auch eine passive Untersuchung zur Messung von Signal, Rauschen, Störung, Kanalüberlappung und anderen wichtigen Parametern der gesamten WLAN-Umgebung. Die aktive Untersuchung sollte einen vorgelagerten und einen nachgelagerten Durchsatztest von einem 802.11ac-Instrument beinhalten. Dieser Test sollte während Spitzenbelastungszeiten durchgeführt werden, damit sichergestellt wird, dass alle normalen Parameter existieren, wenn der Test durchgeführt wird.

Diese aktive Untersuchung kann unter Verwendung der AirMagnet Survey Pro iPerf-Untersuchung ausgeführt werden, die echten Benutzerdurchsatz in der Umgebung misst und Bereiche mit niedrigem Durchsatz sichtbar macht. Die Verwendung eines Multiadapters zur gleichzeitigen Durchführung der passiven und aktiven Untersuchung wird empfohlen. Damit kann das Instrument die erforderlichen Datenpunkte in nur einem Durchlauf messen.

Fehlersuche und Optimierung
 

Wenn Anforderungen an den Benutzerdurchsatz nicht durch die Untersuchung erreicht werden, können Anpassungen vorgenommen werden, um zu garantieren, dass die Leistungsziele erreicht werden. Innerhalb AirMagnet Survey Pro kann die AirWise Policy Prüffunktion zur Bestimmung verwendet werden, welche Drahtlos-Faktoren in der Umgebung zu der verringerten Leistung beigetragen haben. Eine Arbeitsablaufanleitung hilft mit den richtigen Einstellungen an den richtigen Stellen, dass die gewünschten Ergebnisse erzielt werden.

Einstellungen können eine Änderung der AP-Platzierung, die Installierung von zusätzlichen APs, die Einstellung des Kanalplans, das Beseitigen von Störquellen oder die Einstellung der Übertragungsstärke zur Beeinflussung der Zellengröße umfassen. Nach den von AirWise empfohlenen Anpassungen validieren Sie die Umgebung mit einer anderen aktiven und passiven Multiadapter-Untersuchung, um sicherzustellen, dass die Leistungsziele erzielt werden.

Und schließlich liefert ein abschließender Durchlauf mit der iPerf-Funktion des Survey Pro den Nachweis, dass das Netzwerk erfolgreich zur Zufriedenstellung des Benutzerbedarfs erstellt wurde.

 
 
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