1. Внедрение БЛВС в
проектах с высокой
плотностью
расположения клиентов.
Харитонов Андрей
Бизнес-консультант по беспроводным технологиям

2. Рассматриваемые вопросы
• Введение – формулировка проблемы
• Основные критерии и концепции проекта
Основы радиосвязи в средах с плотным расположением
оборудования
• Доступные элементы проекта
Протоколы и возможности беспроводной связи
Функции - RRM, ClientLink, BandSelect. Подбор антенн,
точки доступа
• Практическое применение

3. О чем эта презентация?
• О планировании радисети с микросотовой и и
пикосотовой архитектурой
• О практических рекомендациях по расчету емкости
сети и рекомендациях по выбору оборудования
• О функционале беспроводного оборудования,
который может пригодится при разворачивании
высокопроизводительной беспроводной сети

4. Так в чем же проблема?
- Не знаешь, как закончился вчера
футбольный матч?
- А разве ты не был на футболе?
- Я был. Но первый тайм простоял
в очереди за пивом, а второй - за
сосисками.

6. Wi-Fi Rocks at Super Bowl XLV
Стадион Cowboys (Dallas)
• Св. 100 000 футбольных болельшиков,
размер св. 300 000 m2
• Внедрение точек доступа внутри и вне помещений
• Св. 50 000 мобильных клиентов с автоматической аутентификацией
присутствовало на стадионе
• Св. 6 200 / 15 000 уникальных клиентов одновременно подключалось в ЧНН

7. Услуги для Болельщиков
Информация о стадионе.
Результаты сыграных матчей на стадионе (история).
Видео-трансляция матча или повтор интересных моментов
с разных камер на смартфоны болельщиков во время Действия.
Определение местоположения на стадионе и направление.
Еда на стадионе.
Туалеты на стадионе.
Входы-Выходы. Парковка.
Доступ в Интернет.
Услуги для Стадиона Услуги для Журналистов
- Тикетинг - Доступ в Интернет
(поддержка продажи и контроля билетов): с различных устройств
кассовые терминалы, POS-терминалы и т.п. CUWN (обычно это лаптопы и iPad-ы)
- Wi-Fi доступ к внутренним службам - Услуги из списка для Болельщиков
для персонала
Cisco
- Голосовая связь поверх Wi-Fi Unified
- Видеосвязь поверх Wi-Fi Wireless
Network

8. В чем преимущество Wi-Fi
PпрдGпрдGпрм 2
Pпрм  - первый закон радиосвязи
(4R ) LдопZ
2
S
С  F log 2 (1  ) - теорема Шеннона
N

9. В чем преимущество Wi-Fi

10. Пропускная способность: совокупная и
на одного пользователя
• 802.11, как и Ethernet 802.3, использует общую среду – ЭФИР не
коммутируется!
• Совокупная пропускная способность – это общая пропускная
способность, совместно используемая всеми пользователями в соте
• Чем больше сота, тем больше в ней пользователей
Для повышения пропускной способности на одного пользователя необходимо
уменьшать размер сот и устанавливать на данной площади больше точек
доступа.
• Сколько пользователей должно приходиться на одну точку доступа?
Какова совокупная пропускная способность точки доступа?
Какую среднюю пропускную способность на одного пользователя требуется
обеспечить?

11. Примеры пропускной способности на
одного пользователя
Технология Скорость Совокупная Количество Средняя
передачи данных пропускная пользователей пропускная
(Мбит/с) способность (пример) способность на
(Мбит/с) одного
пользователя
802.11b 11 7.2 10 720 кбит/с
802.11b 11 7.2 20 360 кбит/с
802.11b 11 7.2 30 240 кбит/с
802.11b/g 54 13 10 1,3 Мбит/с
802.11b/g 54 13 20 650 кбит/с
802.11b/g 54 13 30 430 кбит/с
802.11a 54 25 10 2,5 Мбит/с
802.11a 54 25 20 1,25 Мбит/с
802.11a 54 25 30 833 кбит/с
802.11n MCS7 72 (GI 400 нс) 35 10 3,5 Мбит/с
802.11n MCS7 72 (GI 400 нс) 35 20 1,75 Мбит/с
802.11n MCS7 72 (GI 400 нс) 35 30 1,16 Мбит/с

12. Что дают скорости передачи HT20?
 Каково соотношение числа клиентов
с поддержкой HT20 и с устаревшим
оборудованием?
 Лишь в немногих случаях
можно задать и поддерживать 14
Пропускная способность для комбинации клиентов 11a и 11n, с RTS-CTS
фиксированное соотношение 100% 11n
75% 11n
Пропускная способность на клиент, Мбит/с
50% 11n
 Использование 30 клиентов в ячейке 12
25% 11n
100% 11a
 Различие пропускной 10
способности в случаях, когда
все клиенты поддерживают 8
MCS15, и когда все клиенты
типа 802.11a/g, составляет 6
480%
4
 При соотношении 50/50
прирост пропускной 2
способности составляет 400%
по отношению к показателю 0
10 20 30 40 50 60 70
для устаревшего оборудования Количество клиентов
 При снижении соотношения до
25% клиентов MCS15 прирост
составляет 300%

13. Какова необходимая пропускная способность?
Часто меньше, чем вы думаете
 Вероятно, вы не будете поддерживать
только одно приложение Приложение и сценарий
Номинальная
пропускная
использования
 Определите наивысшую требуемую способность
пропускную способность, которую вы Интернет - эпизодически 500 кбит/с
намерены поддерживать
Интернет - систематически 1 Мбит/с
В действительности здесь нужно знать
минимальную приемлемую пропускную Аудио - эпизодически 100 кбит/с
способность, которую требует приложение
Аудио - систематически 1 Мбит/с
Рекомендуется измерить ее самостоятельно на
нескольких платформах. Даже если цифры Видео - эпизодически 1 Мбит/с
производителя/поставщика хороши, лучший Видео - систематически 2-4 Мбит/с
принцип – "доверяй, но проверяй".
Печать 1 Мбит/с
 Умножьте это число на количество Совместный доступ к файлам -
соединений/мест, которые необходимо эпизодически
1 Мбит/с
поддерживать Совместный доступ к файлам -
2-8 Мбит/с
систематически
 Это – совокупная пропускная Онлайн-тестирование 2-4 Мбит/с
способность, которая потребуется в Резервное копирование 10-50 Мбит/с
вашем пространстве

14. Пропускная способность канала в
зависимости от протокола
Протокол Пропускная способность (Мбит/с)
802.11b 7.2
802.11b/g (смеш.) 13
802.11g 25
802.11a 25
802.11n (HT20 1ss MCS7) 35
802.11n (HT20 2ss MCS15) 70*
• Если приложение требует 3 Мбит/с, то можно получить 2 места с
оборудованием 802.11b или 4 рабочих места с комбинацией b/g
• 6 - 7 мест только на канале 802.11g – или 802.11a
• Предполагается, что канал работает с пиковой эффективностью
* Два пространственных потока. Следует иметь в виду, что большинство PDA
– устройства SISO (MCS 7), макс. 35 Мбит/с

15. Необходимо иметь в виду
• 3 неперекрывающихся канала на частоте 2,4 ГГц Протокол
Это 1 (один) интерфейс Fast Ethernet 100 Мбит/с!
• 4 неперекрывающихся канала на частоте 5 ГГц
• Точки доступа 802.11n дают массу преимуществ
для устаревших клиентов a/g
• В целом – клиенты 802.11n следует рассматривать
как "бонус" и НЕ ПОЛОГАТЬСЯ на них, если нет
уверенности в их наличии или если внедрение для Тип аутентификации
смешанного типа клиентов
• Диапазон 5 ГГц будет критически важен для
поддержки высокой плотности

16. Размер соты в зависимости от
протокола/скорости
Предполагаемая доля
ошибочных пакетов 10%
Треб. соотн. Чувствит. точки
Скорость сигнал/шум доступа
1 0 -91
2 3 -91
5.5 6 -91
6 2 -87
11 9 -88
12 6 -86
24 11 -85
36 13 -85
48 17 -78
54 19 -77
Степень загрузки канала – общее количество всех радиоустройств в канале,
которые слышны на уровне выше -85 дБм. Это относится и к клиентам.

17. Многократное использование канала
• Вопрос: сколько каналов можно организовать в помещении?
• Внутриканальные и межканальные помехи от радиомодулей
клиентов будут единственным большим препятствием.
ПОЧЕМУ?
Индекс MCS 1/2/3 Модуляция Минимальная Треб. соотн.
пространственных потока чувствительность 20 МГц сигнал/шум (дБ)
0/8/16 BPSK 1/2 -82 1/4/7
1/9/17 QPSK 1/2 -79 4/7/10
2/10/18 QPSK 3/4 -77 6.5/9.5/12.5
3/11/19 16 QAM 1/2 -74 9.75/12.75/15
4/12/20 16 QAM 3/4 -70 13/16/19
5/13/21 64 QAM 2/3 -66 17.25/20.75/23.75
6/14/22 (802.11a/g) 64 QAM 3/4 -65 18.75/21.75/24.75
7/15/23 64 QAM 5/6 -64 19.75/22.75/25.75
*Предполагаемая доля ошибочных пакетов 10%

18. «Типовой» план зоны на предприятии
9м
81 м2 9м
• Общая загруженность – 32 пользователя
• 81 м2 /32 (польз.) = 1 пользователь на каждые 2,5 м2

19. Высокая плотность клиентов
• Следует отличать "нормальные"
условия от этих допущений
• Сидя в кресле в театре, положите
руку на спинку стоящего впереди
кресла. Это около 91,5 см
• Средняя ширина места – 61 см
• Допустим, 1 x 1 м, или 1 м2
• На месте пользователя - это 1
устройство на 1 м2
"Современная норма" – это более 1 устройства/Mac на
пользователя

20. Что такое CCA и SOP?
• В основе 802.11 – CSMA/CA, механизм предотвращения коллизий
• CCA (оценка состояния канала) – компонент механизма
предотвращения коллизий, прослушивающий канал перед
передачей
• В радиомодулях 802.11n функция CCA обычно привязана к полям
Preamble/Start пакета
• Радиомодули стали лучше (в основном)
• Для 802.11b/g/a CCA = -65 дБм и SOP = -85 дБм
• Если слышимость выше этих уровней – полоса частот
используется совместно

21. Конфликты 802.11
• Виртуальный контроль несущей (NAV) – также влияет на
пропускную способность
• Уровни обнаружения для 802.11b, 802.11g/802.11a различны
• Функции CCA, CW и NAV используются совместно для
предотвращения коллизий пакетов в эфире на беспроводном
интерфейсе и определяют степень загрузки канала

22. Эффективность канала
• Дальность, в противоположность скорости передачи, – это тот
показатель, который мы стремимся увеличить до максимума при
определении покрытия
• В проектах с высокой плотностью устройств фактически стоит
обратная задача: свести к минимуму распространение сигнала вне
ячейки
• Уменьшение размеров ячейки до минимума определяется
возможностью ограничить распространение. Существуют 3
способа достичь этого:
1. Ограничение поддерживаемых скоростей передачи
2. Управление мощностью радиомодулей (точки доступа и клиента)
3. Использование антенн подходящего типа для формирования
размеров ячейки как для передачи, так и для приема, и локализации
ячейки
• В случае правильного применения это приведет к максимальному
увеличению многократного использования канала в малом
пространстве

23. Насколько важен выбор протокола 802.11
b/g/a/n и рабочего цикла? Почему?
CCK DSSS OFDM
Время 64 байта
(мкс) 128 байтов
256 байтов
512 байтов
1024 байта
2048 байтов
Размер кадра (байт)
Мбит/с
Эфир – это конечный ресурс общего пользования

24. Важен каждый SSID!
Скорости передачи данных**
 Для каждого SSID нужен отдельный
Beacon-кадр
 Каждый SSID будет передаваться на
минимальной обязательной
скорости передачи
 Отключено - недоступно клиенту
 Поддерживается - доступно
ассоциированному клиенту
 Обязательно - для ассоциирования
клиент должен поддерживать эту
скорость

25. Масштабируемость 802.11b
*11/7 Мбит/с
*11/7 Мбит/с
Общая предлагаемая
пропускная способность =
21 Мбит/с
*11/7 Мбит/с
* Скорость передачи данных/Пропускная способность
Что если добавить еще 3 точки доступа в эту зону покрытия?

26. Масштабируемость 802.11a - 21 внутренний
канал в диапазоне 5 ГГц (США)
*54/25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
20 каналов x 25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
Общая предлагаемая
*54/25 Мбит/с емкость =
500 Мбит/с!
*54/25 Мбит/с
*54/25 Мбит/с
* Скорость передачи
данных/Пропускная способность
А если 11n? 9 связанных каналов

27. Емкость
• Совокупная емкость - это пропускная способность, умноженная
на количество доступных неперекрывающихся каналов
802.11b и 802.11g работают в одном и том же диапазоне и
используют три одинаковых канала
Любое увеличение емкости 802.11g достигается только за счет
пропускной способности
• 802.11a в настоящее время предусматривает от 4 до 21 каналов
(в большинстве регионов)
Хотя показатели пропускной способности могут быть аналогичны
802.11g, это не относится ни к числу каналов, ни к емкости
• Теоретически точки доступа с неперекрывающимися каналами
могут быть расположены вместе, чтобы обеспечить всю
доступную емкость в единой зоне покрытия
Иными словами, это определяет суммарную пропускную способность
во всей сети или на всем объекте

28. BandSelect
Выбор диапазона 5 ГГц с поддержкой со стороны точек доступа
Проблема
Двухдиапазонный радиомодуль
Двухдиапазонные клиенты постоянно поддерживают клиента
соединение в диапазоне 2,4 ГГц 2,4/5 ГГц
 В диапазоне 2,4 ГГц могут быть клиенты 802.11b/g,
вызывающие конфликты
 Диапазон 2,4 ГГц предрасположен к помехам
Обнаружение
Решение Ответ
Функция BandSelect переводит клиенты в режим 5 ГГц
Пробные сигналы обнаружения
для оптимизации использования эфира
Поиск точек доступа
 Эффективное использование более высокой емкости 2.4 5
диапазона 5 ГГц
 Высвобождение диапазона 2,4 ГГц для 802.11n
однодиапазонных клиентов
Оптимизация использования эфира за счет вывода клиентов с
поддержкой 5 ГГц с перегруженных каналов 2,4 ГГц

29. BandSelect
Индивидуальная настройка для каждого SSID

30. BandSelect
Настраиваемые параметры конфигурации

32. ClientLink 2.0 поддерживает клиентов 802.11n
Улучшения в части 4 приемопередатчиков
Повышение производительности для
любого типа клиентов
802.11n
1S 1S 2S 3S
S S S S
802.11a/g
Legacy
Увеличение уровня сигнала
Вне зависимости от вашего местоположения
802.11a/g/n Clients

33. Распределение нагрузки
Реализация
• Настраиваемая пороговая величина для включения функции
распределения нагрузки - количество клиентов
• Кадры отказа ассоциации (код 17) отправляются клиентам,
которые пытаются ассоциироваться с загруженными точками
доступа
• Если клиент не присоединяется к другой точке доступа,
"загруженная" точка доступа позволит клиенту
ассоциироваться после нескольких попыток (по умолчанию 3)
• Настройка осуществляется на глобальном уровне отдельно
для каждого контроллера
Она может быть отменена для конкретных беспроводных
локальных сетей

34. Эффективность диапазона 2,4 ГГц
• Следует исключить самые низкие поддерживаемые скорости
передачи
Согласованность между клиентами в том, когда переходить на
другую скорость передачи и на какой период, отсутствует. Следует
отключить поддержку этой функции на точке доступа.
• При возможности следует исключить сразу все режимы 802.11b
Исключение всех скоростей передачи 802.11b устраняет
необходимость в защитных механизмах 802.11g (CTS-to-self) и
значительно повышает эффективность
• Beacon-кадры передаются на минимальной для точки доступа
"обязательной" скорости
• Beacon-кадры отправляются для каждого поддерживаемого SSID

35. Проблемы
• Поведение Apple IOS
4.0 и предыдущие версии:
Произвольные (ad hoc) beacon-кадры отправляются каждые 10 миллисекунд.
Устройство автоматически присоединяется к произвольной (ad hoc) сети, если: 1)
пользователь выбрал произвольную сеть; 2) сигнал мощнее, чем у инфраструктурной
точки доступа.
4.1 (выпущена в сентябре):
Произвольные (ad hoc) beacon-кадры отправляются каждые 100 миллисекунд (некоторое
улучшение).
В произвольных сетях имеется параметр настройки "автоприсоединение", который по
умолчанию предполагается выключенным.
Однако существуют проблемы обновления с 4.0 до 4.1 (автоприсоединение обычно
по умолчанию включено).
Поэтому улучшение практически бесполезно.
4.2 : Для произвольных (ad hoc) сетей автоматическое присоединение всегда запрещено.
Это должно наконец устранить проблему, если исправление будет реализовано на
достаточном количестве устройств.
4.3: WI-FI Direct! Или нет?
34

36. Антенны Cisco 1040, 1140, 3500i
Диаграмма направленности в Диаграмма направленности в Диаграмма направленности в Диаграмма направленности в
азимутальной плоскости азимутальной плоскости вертикальной плоскости вертикальной плоскости
антенны 4 дБи (2,4 ГГц) антенны 3 дБи (5 ГГц) антенны 4 дБи (2.4 ГГц) антенны 3 дБи (5 ГГц)
Диапазон частот • 2,4-2,5 ГГц
• 5,15-5,85 ГГц
Коэффициент усиления • 2,4 ГГц: 4 дБи
• 5 ГГц: 3 дБи
Поляризация Линейная, вертикальная
Ширина ДН в азимутальной плоскости по уровню 3 дБ Всенаправленная
Ширина ДН в вертикальной плоскости по уровню 3 дБ 2,4 ГГц = 120 град., 5 ГГц = 120 град.
Разъем антенны Встроенный
Элемент крепления Встроенный
Тип антенны Всенаправленная

37. Дополнительные направленные
антенны
1250 3500e/p
1260
Код Коэффициент
продукта Описание (гориз./верт. плоскость) усиления
AIR-ANT2460NP-R Направленная патч-антенна MIMO 2,4 ГГц 80°/75° 6 дБи
AIR-ANT5160NP-R Направленная патч-антенна MIMO 5 ГГц 65°/65° 6 дБи
Одноэлементная антенна Yagi, 2,4 ГГц 55°/47° (1
AIR-ANT2410Y-R
элемент, требуется 3)
10 дБи
Двухдиапазонная направленная патч-антенна MIMO 2,4
AIR-ANT25137NP-R
ГГц 36°/36° 5 ГГц 55°/48°
13/7 дБи

38. Диаграммы направленности излучения
антенн
Диполь Всенаправленная
• Выбор антенн
критически важен для
достижения
требуемого покрытия
Патч-антенна
(микрополосковая)
Yagi

39. Специализированная антенна для ТД 3500P
2,4 ГГц
Cable A Cable B Cable C
5 ГГц
Cable A Cable B Cable C

40. Инструменты
• Инструменты для обследования и измерений – все равноценны в
одном выпуске
• Зачем использовать внешние USB-адаптеры?
Даже если в ноутбуке имеется такой же адаптер, конфигурации антенн
будут отличаться в разных моделях, а иногда и в одной модели
Следует использовать одинаковые драйверы
Лицензируйте адаптер, пользуйтесь одним и тем же инструментом и
получайте согласующиеся результаты
Проверьте интеграцию AM Surveyor и системы WCS
• Fluke AirCheck – потрясающе
Профили позволяют проводить калибровку для различной
чувствительности приемника
Возможность нескольких быстрых проверок
Портативность –
• Spectrum Expert – калибровка – используйте режим измерения
RSSI
Также отлично подходит для поиска скрытых мест

41. Большое спортивное сооружение с высокой
плотностью зрителей (20 тыс. мест и более)
 Разделите зону покрытия
на ячейки для поддержки
приложения и
предполагаемого числа
его пользователей
 Используйте точки доступа
с направленными
антеннами для
формирования ячеек сети
WLAN в зонах посадочных
мест
 Используйте крепление с
регулируемым наклоном
для управления шириной
радиолуча в вертикальной
плоскости
 Предусмотрите поддержку
устройств 2,4 ГГц и 5 ГГц
 Если используются
двухдиапазонные точки
доступа, проверьте,
требуются ли для их
питания коммутаторы с
поддержкой PoE+ Примечание. Места физического крепления точек
доступа на стадионе также влияют на емкость системы

42. Пример: одноуровневая система
• 322 места
(красный)
• 480 мест (синий)
• По одной точке
доступа на
секцию
Деление зоны
покрытия зависит
от возможных
мест крепления
точек доступа и
антенн

43. Пример: двухуровневая радиосистема
• 1020 мест
• 96 в глубину
• 47 в ширину
Секции
зрительских мест
в нижней части
амфитеатра
обслуживаются
другой точкой
доступа

44. План соты радиосети на зрительских
местах стадиона
 В перекрывающихся
ячейках должны
использоваться
неперекрывающиеся
каналы (показано
использование 3
неперекрывающихся
каналов в диапазоне 2,4
ГГц)
 Для автоматического
управления каналами и
мощностью точек доступа
используйте систему
управления
радиоресурсами (RRM)
 При использовании точек
доступа с направленными
антеннами деление зоны
зрительских мест зависит
от того, где точки доступа
могут быть установлены и
куда могут быть
направлены

45. Если заказчиком является стадион
Помни: пользуйся услугами технического
консалтинга (AS). Иначе....

46. ... результат будет печален....

47. Управление получившейся радиосетью
• Использовать RRM? ДА!
• DCA будет поддерживать план каналов при изменении уровней
помех – это хорошее решение
• Порог TPC для регулирования уровней мощности и снижения их
до минимума
Для диапазона 5 ГГц устанавливайте более высокий порог
Для 2,4 ГГц - более низкий
• Минимизируйте размеры ячейки путем запрета низких скоростей
передачи
• Поддерживайте 20%-е перекрытие ячеек
Настоятельно рекомендуются версии ПО 6.0 и выше

48. Трансляция контента на беспроводное
устройство в РРВ
Мужчины забывают все, в то же
время женщины ничего не
забывают. Именно поэтому при
трансляции спортивных
состязаний часто показывают
повторы.

49. Дополнительные сведения
• Руководство Cisco по проектированию и развертыванию сети
802.11n
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns340/ns394/ns348/ns767/white_
paper_80211n_design_and_deployment_guidelines.html
• Официальный документ по ClientLink:
http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/wireless/ps5678/ps10092/white_paper
_c11-516389.html
• Отчет Miercom по ClientLink:
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns340/ns394/ns348/ns767/Mierco
m_Test_Report_Cisco_ClientLink.pdf

50. Основные практические выводы
Основные практические выводы из этой
презентации:
–Управление размерами ячеек и локализация - ключ к повышению
совокупной пропускной способности
–Многократное использование каналов 2,4 ГГц: при площади менее 10
тыс. кв. футов происходит совместное использование каналов.
Направленные антенны и тщательное проектирование помогут повысить
интенсивность использования каналов. Каждое место обладает своими
особенностями
–Минимальная поддерживаемая скорость – 24 Мбит/с
–Инструменты и умение ими пользоваться
–Если заказчиком является стадион, необходимо привлекать службу
технического консалтинга

51. Спасибо!
Просим Вас заполнить анкеты.
Ваше мнение очень важно для нас!