Diseño de redes WIFI

Fuente: http://www.telequismo.com/2013/11/diseno-wifi.html

Profesora: Nelwi Báez

¿Qué hacer?

¿Qué debo considerar?

¿Qué equipos comprar?

Nota:

• Existen algunas metodologías que nos pueden guiar en el proceso de diseño, les anexo algunas para su análisis.

• Haciendo hincapié que cada uno de uds. puede estar de acuerdo o no con los autores, solo es una guía para el diseño.

METODOLOGIAS

Top-Down Network Design• Es una metodología que propone cuatro Fases, para el

diseño de redes

I. Fase1: Análisis de Negocios Objetivos y limitaciones II. Fase2: Diseño Lógico III. Fase3: Diseño Físico IV. Fase4: Pruebas, Optimización y Documentación de la red

METODOLOGÍA DEL DESARROLLO CON CISCO

Cisco, el mayor fabricante de equipos de red, describe las múltiples fases por las una red atraviesa utilizando el llamado ciclo de vida de redes PDIOO (Planificación –Diseño –Implementación –Operación –Optimización).• Fase de planificación: los requerimientos detallados de red son identificados y la red existente es revisada.• Fase de diseño: la red es diseñada de acuerdo a los requerimientos iniciales y datos adicionales recogidos durante el análisis de la red existente. El diseño es refinado con el cliente.• Fase de implementación: la red es construida de acuerdo al diseño aprobado• Fase de operación: la red es puesta en operación y es monitoreada. Esta fase es la prueba máxima del diseño.• Fase de optimización: durante esta fase, los errores son detectados y corregidos, sea antes que los problemas surjan o, si no se encuentran problemas, después de que ocurra una falla. Si existen demasiados problemas, puede ser necesario rediseñar la red.

METODOLOGIA ELABORADA POR JAMES McCABE• FASE I. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL.• FASE II. DETERMINACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS• FASE III. ANÁLISIS DE LAS NECESIDADES DEL SISTEMA• FASE IV. CONSTRUCCIÓN

El adecuado diseño de una red WiFi se compone básicamente de 5 fases:

Toma de datos

Revisión de las instalaciones

Elección del equipamiento

Diseño preliminar

Diseño definitivo

Otra tomada del blog de un experto, el link aparece en la primera diapositiva de esta presentación, la cual recomienda lo siguiente:

TOMA DE DATOS

La toma de datos es una de las fases fundamentales a la hora de comenzar el diseño de una red WiFi. Si durante esta fase no se recaba la información necesaria o se dan

por buenos datos incorrectos el resto de fases irán creciendo sobre una base inadecuada. Es por ello que si queremos que el diseño de red satisfaga las

necesidades de nuestro cliente es fundamental que llevemos a cabo una adecuada toma de datos que nos permita conocer las necesidades y requerimientos de su

futura red inalámbrica.

Para ello en primer lugar habría que definir el tipo de servicios que se tiene previsto para la red. No es lo mismo preparar un diseño de red para una red WiFi que ofrezca acceso a internet a invitados que para una red que tenga que soportar VoIP, video y aplicaciones corporativas.

Cada servicio tiene sus propios requerimientos y obligará a aplicar unas políticas de QoS diferentes pero sobre todo afectarán a la hora de adoptar un modelo de diseño u otro

Por otro lado es sumamente importante conocer qué política de acceso quiere aplicar el cliente a su red.

¿Va a ser una red únicamente pensada para accesos desde PC o portátiles o debe considerarse también el acceso desde tablets y smartphones?

La elección de una u otra política de acceso afectará en gran medida a la densidad de puntos de acceso necesaria ya que un mismo equipo deberá soportar más o menos sesiones en función de la política de BYOD que tenga cada cliente.

Otro aspecto importante a tener en cuenta es la ubicación y características del equipamiento que conformará la red WiFi junto con los puntos de acceso.

Es decir el cliente debe indicarnos la ubicación de la electrónica de red que dotará de conexión a los equipos y la disponibilidad o no en los mismos de los mecanismos de alimentación que pudieran afectar al despliegue de la red WiFi

Por último dentro de la toma de datos es importante que el cliente facilite planos o diagramas de las superficies objeto de

cobertura de la red. Los mismos nos permitirán llevar a cabo un estudio

previo y nos facilitarán valiosa información de cara a la toma de

medidas y previsiones de cobertura teóricas.

REVISIÓN DE LAS INSTALACIONES

Antes de acometer el diseño de cualquier red inalámbrica es sumamente aconsejable llevar a cabo una visita a las instalaciones en las que se prevé llevar a cabo la instalación de los diferentes equipos. Esta visita servirá para delimitar varios factores de suma importancia en el diseño de la red.

Por un lado nos servirá para definir el tipo de

instalación del punto de acceso que requerirá

cada zona.

En función de los resultados de la inspección podrá elegirse entre llevar

a cabo el montaje en pared, sobre techo,

apoyándonos en soportes verticales, entre otros. Tales circunstancia que

difícilmente pueden evaluarse gracias a la

información recogida en los planos.

Por otro lado la visita permitirá determinar la forma óptima en la que puede llevarse a cabo el cableado hasta cada punto de acceso. Esto no significa que tengamos que seleccionar en esta visita dónde van a ir ubicados los puntos de acceso, pero si nos permitirá conocer si el tendido del cableado necesario transcurrirá por falso techo, canaleta, tubo rígido o cualquier otro medio de canalización en cada posible ubicación de los puntos de acceso.

Por última esta inspección de las instalaciones ayudará a determinar la posible existencia de elementos degradantes de la señal, tales como:• Muros, • Ventanas o• Cualquier otro elemento que no pueda ser

identificado a través de los planos. Es difícil contar con planos en los que se indique

el material concreto de cada elemento que pueda afectar al rendimiento de la red.

Como referencia se presenta una tabla en la que se recoge cómo afectan algunos de los elementos que podemos encontrarnos en cualquier diseño de interior para una red WiFi:

ELECCIÓN DEL EQUIPAMIENTO

Luego de revisar las instalaciones en las que se acometerá la instalación y conocer los servicios y necesidades del cliente es el momento de elegir el equipamiento que vamos a emplear para cubrir las necesidades del proyecto. Para ello determinaremos básicamente tres parámetros:

TIPO DE ANTENA

En función de las necesidades concretas de cada emplazamiento a cubrir

determinaremos si las características de las antenas integradas de los equipos

pueden satisfacer nuestros requerimientos.

Por norma general se trata de antenas omnidireccionales cuya ganancia varía entre los diferentes modelos y fabricantes del mercado

pero que permite cubrir la inmensa mayoría de escenarios que nos podamos encontrar.

http://www.34t.com/unique/WiFiAntenas.asp

En el caso de que una ubicación requiera de una radiación más específica que la asociada a una antena omnidireccional deberá estudiarse el tipo de antena necesaria para cubrir las necesidades de la misma.

No hay que olvidar en este caso tener en cuenta el posible impacto visual que las antenas externas pueden provocar y poner en preaviso al cliente para evitar que dicha circunstancia de al contraste con el diseño de la red.

En el caso de que sea totalmente necesario el uso de antenas externas existen varias alternativas para minimizar el impacto visual de los equipos.

TIPO DE RADIO

De cara a elegir la tecnología radio más adecuada para el cliente

deberemos analizar sus necesidades de concurrencia y capacidad. En la actualidad el estándar de acceso no ofrece demasiadas dudas siendo el

802.11n el más empleado por madurez y rendimiento.

Si fuese necesario podría plantearse un diseño de la red

basado en 802.11ac dado que la gran mayoría de fabricantes ya

cuentan con equipos con soporte para esta tecnología pero pocas redes presentan requerimientos

suficientes como para justificar este cambio.

Tabla comparativa

Al margen del estándar de acceso se deberá tener en cuenta el número de radios

necesario para cubrir las necesidades de la red. Aunque sólo fuera por una mera

cuestión de escalabilidad es aconsejable apostar por equipos con doble radio (2.4 / 5

GHz) dado que el poco sobrecoste frente a equipos monoradio justifica de sobra la

inversión con miras al futuro.

Al margen de la decisión acerca del empleo de radios duales también es necesario decidir acerca del número de radios

necesarias. Cada una de las bandas puede disponer de una, dos o tres radios y la

elección de una cantidad u otra permitirá incrementar el número de sesiones

concurrentes a soportar por un punto de acceso..

Como premisa básica de diseño suele tomarse unos 50-60 usuarios máximos por radio, en base a ese umbral se deben realizar los cálculos de radios que se necesiten para la red.

2,4 GHz 5,4 GHz

SMARTPHONES

iPhone 4S Sí No

Samsung Galaxy S2 Sí Sí

HTC Desire Sí No

Sony Ericsson Xperia U Sí No

Blackberry Curve 9320 Sí No

TABLETS

iPad Sí Sí

Samsung Galaxy Tab Sí Sí

Sony Tablet S Sí Sí

Microsoft Surface Sí Sí

Google Nexus Sí Sí

 

Para ello se muestra una tabla con alguno de los principales terminales de acceso a la red y las posibilidades de conexión que

permiten.

Como puede apreciarse son los smartphones los que más limitaciones de conectividad presentan

por lo que debe intentar contar con la banda de 2.4 GHz para el uso de este tipo de terminales.

Una vez decidido el equipamiento óptimo para el despliegue de la red es momento de realizar un estudio preliminar en el que se decida la ubicación de los puntos de acceso y la parametrización que haremos de los mismos.

Llegados a este punto y antes de ponernos a colocar puntos de acceso por los planos, tenemos que tener en cuenta que este diseño preliminar deberá adecuarse a las necesidades propias del cliente buscando en función de sus requisitos maximizar ciertos parámetros de la red. Para ello habitualmente se hace uso de alguno de los siguientes modelos de diseño.

DISEÑO PRELIMINAR

DISEÑO BASADO EN COBERTURA

Este modelo de diseño se centra en maximizar los niveles de cobertura, intentando cubrir con un equipo el máximo área de cobertura posible.

Se trata de algo habitual en redes en las que la capacidad no es una prioridad. En el caso de que apostemos por este modelo debemos contemplar una separación entre dispositivos de entre 30 y 60 metros dependiendo si nos encontramos en espacios más o menos diáfanos (a espacios más diáfanos distancias mayores).

En este caso la potencia de los equipos puede fijarse en valores más altos (entre el 60 y 90%) para intentar alcanzar zonas

lo más extensas posibles llevando siempre un control para minimizar las

interferencias que podamos provocar en los equipos vecinos.

Este modelo de diseño es cada vez menos habitual, pero puede ser

interesante en determinados escenarios.

DISEÑO BASADO EN CAPACIDAD

El constante crecimiento del número de dispositivos

conectados a la red así como el tipo de tráfico requerido (vídeo,voz y datos) obliga a contemplar un modelo de diseño que ofrezca mejor capacidad y número de

sesiones concurrentes que el diseño basado en cobertura que hemos comentado con

anterioridad; se trata de llevar a cabo un diseño basado en

capacidad.

Para ello tendremos que hacer uso de una mayor densidad de puntos de

acceso aunque ello conlleve hacer uso

de celdas más pequeñas.

Este nuevo enfoque para las celdas requerirá un ajuste de la potencia

transmitida para evitar interferencias con el

resto de la red pero la pérdida de cobertura

resultará en unos resultados de capacidad

muy superiores.

En este caso se aconseja que la distancia entre los puntos de

acceso se ajuste entre 15 y 20 m y que la potencia de los equipos

no se fije en valores excesivamente altos para evitar

las interferencias entre los diferentes sistemas radiantes.

Suele considerarse como valores adecuados para este tipo de

diseños potencias entre el 25 y el 60% dependiendo de las condiciones de cada celda

concreta.

Una vez determinado el modelo de diseño de red planteado la

siguiente fase es definir la ubicación de los equipos y

analizar si los niveles de cobertura previstos con dicha

ubicación cubren los requisitos del cliente.

Diseño basado en cobertura (izquierda) frente a diseño basado en capacidad (derecha)

Para la determinación de las ubicaciones óptimas es aconsejable seguir ciertos consejos que ayudarán a obtener el máximo rendimiento de nuestra red con la inversión más ajustada posible.

Por ejemplo: En el ámbito de un proyecto de red WiFi es habitual encontrarse con el diseño de un entorno en el que se deban cubrir diferentes plantas. En este caso se debe intentar no hacer coincidir en el plano vertical la ubicación de los diferentes equipos dado que por un lado provocaríamos interferencias entre los equipos y por otro no optimizaríamos los niveles de cobertura de la red. Los mecanismos de control automático de potencia disponibles en la mayoría de equipamiento WiFi profesional en el caso de detectar altos niveles de interferencia actuarían reduciendo la potencia de transmisión de los equipos con la consecuente pérdida de cobertura que ello conlleva.

Diseño multiplanta mal planteado

Si por el contrario ubicamos en diferentes planos los equipos evitaremos esta circunstancia y permitiremos que los equipos transmitan con unos niveles de potencia superior con la consecuente optimización de su área de cobertura.

Diseño multiplanta optimizado

Otro de los escenarios habituales que puede encontrarse en despliegues de redes WiFi es aquel que contempla una estructura con pasillos y zonas de cobertura a ambos lados del pasillo.

Se trata de una estructura típica en hoteles y centros educativos, escenarios potenciales de uso de redes WiFi.

En este caso en muchas ocasiones se hace uso del pasillo para la ubicación de los equipos y desde allí ofrecer cobertura a las instalaciones ubicadas a ambos lados del pasillo.

Este acercamiento puede ser adecuado para ciertos entornos, pero en muchas ocasiones puede no serlo por no cubrir adecuadamente la totalidad del área de interés y por las interferencias que provocarían entre sí los equipos al encontrarse ubicados en zonas con línea de vista entre los mismos.

Diseño en pasillo mal planteado

Diseño en pasillo optimizado

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones y tras determinar la ubicación óptima de los equipos

debe evaluarse la idoneidad de dicha ubicación para cubrir las necesidades del proyecto.

Para llevar a cabo los cálculos necesarios existen numerosas herramientas software tanto genéricas como

propias de cada fabricante que ofrecen una parametrización de los equipos susceptibles de ser empleados y permiten la

importación de los planos y esquemas disponibles de las instalaciones del cliente.

A continuación se recogen algunas de las principales herramientas empleadas para este

tipo de estudios:

Aruba VisualRF

Airmagnet Survey

Ekahau Site Survey

Motorola LAN Planner

Juniper Ring Master

Con cualquiera de estas herramientas pueden obtenerse informes con un detalle de la ubicación y parametrización de los equipos. En general, si se han seguido las diferentes premisas recogidas en estas mejores prácticas, los resultados obtenidos sirven perfectamente como punto de partida para llevar a cabo la instalación y puesta en marcha de la red.

Ver ejemplo de reporte

Hacer click para ver

Adicional:

Radio Mobile; es un programa de simulación de radio propagación gratuito desarrollado por Roger Coudé para predecir el comportamiento de sistemas de radio, simular radioenlaces y representar el área de cobertura de una red de radiocomunicaciones, entre otras funciones.

DISEÑO DEFINITIVO

Por último tomando como base el diseño preliminar es necesario

confirmar que el mismo cubrirá las necesidades del cliente, para lo que se debe llevar a cabo un site survey de la

red planteada.

Esta fase, fundamental en proyectos de este tipo, es muchas veces eliminada de

los proyectos por cuestiones presupuestarias tomando como diseño

definitivo el definido durante la fase preliminar provocando en ocasiones

resultados que no cubren las necesidades definidas por el cliente.

La realización de estos estudios tiene por objetivo llevar a cabo una simulación real del rendimiento que tendría la red planteada en la fase de diseño preliminar.

Para ello deberemos hacer uso de puntos de acceso como los contemplados en el diseño preliminar (o con características análogas) y ubicarlos de forma temporal en las ubicaciones definidas en el diseño preliminar.

Para ello podemos usar elementos como trípodes, mástiles o soportes de micrófono o directamente si no conlleva demasiada complicación podremos fijar los equipos al techo o pared.

Una vez ubicados los equipos se hará uso de un software específico como Airmagnet Survey o Ekahau Site Survey que permiten tomar una serie de medidas de radiación que a posteriori permitirán componer un

mapa de calor.

Como es obvio es importante que el equipo donde se vaya a hacer uso del software disponga de la tarjeta de red necesaria

(doble radio, 802.11n,…) y que la misma esté incluida en la lista de tarjetas

compatibles facilitada por el fabricante del software.

Gracias al mapa de calor generado se podrá

determinar el rendimiento esperado de la red con una fidelidad muy superior a la que se puede extraer de un estudio preliminar basado en la información recogida

en los planos.

En el caso de que se detecte que las ubicaciones

propuestas en el diseño preliminar no cubren las

necesidades del proyecto, en esta fase se deben

acometer las modificaciones de diseño necesarias para

ofrecer los niveles requeridos.

Como se habrá podido comprobar el diseño de una red WiFi es un proceso que requiere de personal y

herramientas especializadas. Esto unido al tiempo de vida habitual de estas redes (7-10 años) justifica el

hecho de confiar su gestión a personal con la cualificación y experiencia necesaria para llevarlo a

cabo.

Luego de tener la red funcionando existen software que permiten

monitorear su desempeño

Ing. Albino Goncalves

SOFTWARE PARA REDESWI-FI

Nota: Esta información es del blog del prof. Albino Goncalves y la data que muestra es de un trabajo especial de grado del año 2011. Muestra los distintos software para el análisis y monitoreo de redes

Ing. Albino Goncalves

Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-Fi

Nombre de

Software

Netstumbler

0.4.0

Vistumbler

10.1

Inssider 2.0 Wireless

Mon 3.1

NetSurveyor

2.0.9350.0

NetSurveyor

Pro 1.0.9650

Xirrus Wifi

Inspector

1.2.0

Wireless

netview

1.30

Homedale

1.15

Wifi

Hopper

1.2

Área de

Uso

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Educativa/

Industrial

Doméstica Doméstica Educativa/

Industrial

Tipo de

Licencia

Gratis Gratis

(GPL)

Gratis

(Apache

2.0)

Prueba por

30 días

Gratis Prueba por

10 usos

Gratis Gratis Gratis Prueba

por 15

días

Sistema

Operativo

Windows

2000/XP

Windows

Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

2000/XP/

Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

XP/Vista/7

Windows

2000/XP

Idioma Inglés Plurilingüe Inglés Inglés Inglés Inglés Inglés Inglés Inglés Inglés

Requiere

instalación

Gráficos de

Intensidad

de Señal

1 Gráfico 2 Gráficos 4 Gráficos 3 Gráficos 6 Gráficos 6 Gráficos 2 GráficosNo tiene

Gráficos1 Gráfico 1 Gráfico

Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

Ing. Albino Goncalves

Conexión a

GPS

Exportación

a Google

Earth

Reporte de

los

resultados

Bandas

Soportadas

2,4-5,8

GHz2,4-5,8 GHz 2,4-5,8 GHz 2,4-5,8 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4-5,8 GHz 2,4-5,8 GHz 2,4-5,8 GHz

2,4-5,8

GHz

Detecta

Estándares

de la IEEE

802.11a/

b/g802.11a/b/g/n

802.11a/b/

g/n802.11a/b/g/n 802.11b/g/n 802.11b/g/n

802.11a/b/

g/n802.11a/b/g 802.11a/b/g

802.11a/

b/g

Manual de

Usuario

Manual vía

web

Manual vía

web

Manual vía

web

Manual vía

web

Interfaz

gráfica

Sencilla Poco Intuitiva Sencilla y

Amigable

Poco Intuitiva Sencilla y

amigable

Sencilla y

amigable

Sencilla y

amigable

Muy

Sencilla

Muy

Sencilla

Poco

Intuitiva

Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-Fi

Ing. Albino Goncalves

Permite la

conexión a

Red Wi-Fi

Modo “Demo”

Identificador

de red

MAC Address

Canales de

Transmisión

Tipo de

Seguridad

Valor del nivel

de la Señal

Modulación

Fabricante de

equipo de red

Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-Fi

Ing. Albino Goncalves

Desde el punto de vista técnico se seleccionaron como alternativas más viables los siguientes software: Inssider 2.0, NetSurveyor 2.0.9350.0 y Xirrus Wi-Fi Inspector 1.2.0 debido a que son herramientas fáciles de manejar, con interfaz gráfica muy amigable a la vista del usuario y en cuanto a las variables que analizan se complementan uno con el otro, pero sobre todo que son compatibles con Windows 7.

Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-Fi

Ing. Albino Goncalves

Inssider

Ing. Albino Goncalves

Inssider

Ing. Albino Goncalves

Xirrus

Ing. Albino Goncalves

Xirrus

Ing. Albino Goncalves

Netstumbler

Ing. Albino Goncalves

Netstumbler

WirelessMon 4.0Otro muy utilizado:

WirelessMonVentana principal con MetaGeek Wi-Spy: Esto muestra el nivel de señal es muy alto en el canal 1

WirelessMonEl mapa de la ventana

Luego de analizar cada uno de las características que presenta el cuadro, seleccionen una para la practica a realizar: Haga clik: para mayor informaciónaqui

Les anexo la guía de usuario de Xirrus, en caso de necesitarla