Pauli Riikosen esitysaineisto DigiKilta-tapaamisesta 9.2.2017. https://digikilta.fi/2016/12/13/digikilta-tapaaminen-9-2-2017-opetustilojen-ict-suunnittelu/

1. 14.2.2017 Pauli Riikonen
DIGIKILTA
Oppilaitoksen wlan-suunnittelu ja
-toteutus

2. 14.2.2017 Pauli Riikonen
DIGIKILTA
Pauli Riikonen
• Wlan-konsultti, Dustin Finland Oy
• Kymmeniä wlan-toteutuksia kouluihin, sairaaloihin ja
yksityisiin yrityksiin
• MikroPC:n/Mikrobitin avustaja vuodesta 2009

3. 3
Wlan-verkon vaatimukset
oppilaitosympäristössä
Wlan-toteutuksen työvaiheet ja tyypilliset
ongelmakohdat
AGENDA
Wlan-verkon todellinen suorituskyky
Laitevalmistajien omat suorituskykytestit

4. 4
Wlan-verkon vaatimukset oppilaitosympäristössä
WLAN-VAATIMUKSET

5. 5
Koulujen wlan-verkot aiemmin
WLAN-VAATIMUKSET
Yksi käytävälle asennettu
tukiasema tuo kuuluvuutta
useampaan luokkaan
Verkkoon liittyneitä päätelaitteita
pieni määrä yksittäistä luokkaa
kohden

6. 6
Koulujen wlan-verkot aiemmin
WLAN-VAATIMUKSET
Kuuluvuusmittausten perusteella
yksi tukiasema näyttäisi riittävän
hyvin, mutta…

7. 7
Entä, kun wlan-käyttö luokissa lisääntyy?
WLAN-VAATIMUKSET

8. 8
Wlan-verkon vaatimukset oppilaitosympäristössä nykypäivänä
Verkon tulee kestää vakaasti vähintään 30 päätelaitetta luokkaa kohden
• Läppärit/tabletit + oppilaiden älypuhelimet
Tarvitaan siis kuuluvuuden lisäksi kapasiteettia!
Opetuksen kannalta epäolennaisten palveluiden (Facebook, Netflix, torrentit jne.)
kaistaa tulee voida rajoittaa, jotta verkon sulava toiminta opetuksessa voidaan taata
Verkon tulee olla keskitetysti hallittavissa ja monitoroitavissa (it-osastolla on paljon
muutakin tekemistä)
WLAN-VAATIMUKSET

9. 9
Tarvitaan lisää tukiasemia:
WLAN-VAATIMUKSET

10. 10
Tarvitaan lisää tukiasemia:
WLAN-VAATIMUKSET

11. 11
Tarvitaan lisää tukiasemia:
WLAN-VAATIMUKSET
Perusperiaate:
Tukiasemat sinne, missä
käyttö on!
Ei laitekaappeihin, varastoihin,
välikaton yläpuolelle jne.

12. 12
Suuri tukiasemamäärä vaatii optimointeja toimiakseen hyvin!
Päätelaitteet eivät välttämättä liity juuri tietyssä luokassa olevaan tukiasemaan, koska
viereisestäkin tilasta kantautuu niiden mielestä riittävän vahva signaali
• Korjaus: Tukiasematehoja pudotetaan, alimpia datanopeuksia kielletään, lisäksi laitevalmistajien omat
tekniikat, kuten Aruban Clientmatch
Tukiasemien kanavat saattavat mennä päällekkäin, jolloin syntyy häiriöitä
• Korjaus: 2,4 GHz:n radioita sammutetaan osasta tukiasemia, viiden gigahertsin kaikkia kanavia
hyödynnetään (19 kpl)
WLAN-VAATIMUKSET

13. 13
Tukiasemamallin valinta
Useilla (vakavasti otettavilla) tukiasemavalmistajilla on tuotteita kolmessa kategoriassa
1. Kevyt sarja (entry level) – Vältä koulukäytössä
• Käyttävät usein samaa tekniikkaa kuin kotikäyttöönkin tarkoitetut tukiasemat
• Eivät kestä kuormaa hyvin (maksimissaan 15 yhtäaikaista käyttäjää toimiva raja-arvo)
• Soveltuvat esim. toimistokäyttöön, jossa yhteen tukiasemaan ei liity paljoa käyttäjiä
2. Keskisarja (mid-range) – Tarjoaa usein parhaan hinta-suorituskykysuhteen
• Suorituskyky aivan eri tasolla kevyen sarjan kanssa
• Kestävät vähintään 30 yhtäaikaista käyttäjää
• Eivät sisällä useimmiten ns. turhia ominaisuuksia
3. Raskas sarja (high-end, best in class) – Luokkakäytössä usein ylihintaisia hyötyihin nähden
• Käytännön suorituskyky luokkakäytössä useimmiten samaa tasoa keskisarjan kanssa
• Harkinnan arvoisia auditorioihin/liikuntasaleihin, joissa suurempia käyttäjämääriä
• Sisältävät kaikki mahdolliset hilavitkuttimet (2,5/5 gigabitin liitäntä, bluetooth beaconit, paperilla parhaat radiopiirit jne.)
WLAN-VAATIMUKSET

14. 14
Wlan-toteutuksen työvaiheet ja tyypilliset ongelmakohdat
WLAN-TYÖVAIHEET

15. 15
Wlan-toteutuksen työvaiheet
1. Verkon vaatimusten selvittäminen
2. Alustavien laitevalintojen tekeminen
3. Tilojen kartoitus ja tukiasemasijaintien määrittäminen
4. Lopullisen tuotelistauksen laatiminen ja tuotteiden tilaus
5. Wlan-verkon käyttöönotto
6. Toiminnan tarkistus ja mahdolliset korjaustoimenpiteet
WLAN-TYÖVAIHEET

16. 16
1. Wlan-verkon vaatimusten selvittäminen
Aloituspalaveri, jossa käsitellään muun muassa seuraavat asiat:
• Miten paljon wlan-verkossa tulee olemaan käyttäjiä? Miten määrän odotetaan muuttuvan
lähitulevaisuudessa?
• Missä wlan-verkon tulee toimia? Pohjakuvat kohteesta mieluiten tässä vaiheessa!
• Tullaanko verkkoon päästämään ainoastaan koulun läppäreitä/tabletteja vai myös oppilaiden omat
laitteet?
• Onko kunnalla rakenteilla muita kohteita, joissa haluttaisiin hyödyntää samaa wlan-tekniikkaa?
• Millainen on alustava budjetti?
WLAN-TYÖVAIHEET

17. 17
2. Laitevalintojen tekeminen
Päätetään vaatimusten ja budjetin perusteella tuotteet, jotka vastaavat parhaiten asiakkaan tarpeita
Mahdollisia virheitä:
• Valittujen laitteiden suorituskyky ei riitä käyttötarkoitukseen
• Valitut laitteet ovat aivan överikalliita ja ylimitoitettuja käyttötarkoitukseen nähden
• Valitut laitteet eivät tue kaikkia vaadittuja ominaisuuksia
• Laajennusvara on heikko
WLAN-TYÖVAIHEET

18. 18
3. Tilojen kartoitus ja tukiasemasijaintien määrittäminen
Kaapeloinnin tarkistus
• Onko katossa vapaita verkkopisteitä tukiasemille? Uusiin kohteisiin suositeltavaa asennuttaa rakennusvaiheessa
datapiste kattoon kaikkiin luokkiin, auditorioihin ja suurimpiin aulatiloihin
• Voiko seinissä olevia verkkopisteitä hyödyntää?
• Onko kaapelointi vähintään cat5e-tasoa, jotta 1 Gbit/s taataan?
Jakamokaappien tarkistus
Tukiasemasijaintien määrittäminen
• Silmämääräisesti, simuloimalla, kuuluvuusmittausten perusteella tai näiden yhdistelmänä
• Suunnittelu viiden gigahertsin ehdoilla!
WLAN-TYÖVAIHEET

19. 19
4. Lopullisen tuotelistauksen laatiminen ja tuotteiden tilaus
WLAN-TYÖVAIHEET
Tehdään lopulliset tuotevalinnat kartoituskäynnillä saatujen tietojen pohjalta

20. 20
5. Käyttöönotto
Tukiasemien asennus suunnitelman mukaisille paikoille
Wlan-verkon konfigurointi
• Peruskonfigurointi + optimoinnit
Tyypillisiä haasteita:
• Palomuuria ja/tai kytkimiä hallitsee kolmas osapuoli
WLAN-TYÖVAIHEET

21. 21
6. Toiminnan tarkistus ja mahdolliset korjaustoimenpiteet
Riittävän suorituskyvyn todentaminen
Ylikuuluvuuden mittaaminen (2,4 GHz)
Roamauksen testaus
WLAN-TYÖVAIHEET

22. 22
Wlan-verkon todellinen suorituskyky
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY

23. Wlan-verkon (ei niin mairittelevia) ominaispiirteitä
Half duplex -tyyppinen eli langaton päätelaite voi tietyllä hetkellä ainoastaan joko lähettää tai vastaanottaa dataa
• Vrt. lankaverkko, jossa lähetys ja vastaanotto samanaikaisesti on mahdollista (full duplex)
Yhden wlan-päätelaitteen tai -tukiaseman liikennöidessä kaikki muut samalla kanavalla toimivat laitteet ovat
hiljaa ja odottavat omaa lähetysvuoroaan
• Esimerkiksi mediatoistimet kuten Apple TV:t kannattaa kytkeä mahdollisuuksien mukaan aina lankaverkkoon!
Epävarma siirtotie: wlan on altis viiveenvaihteluille, pakettihävikille ja uudelleenlähetyksille
Päätelaitteiden wlan-sovittimet ja niiden ajurit merkittävässä roolissa koko wlan-verkon toimimisen kannalta, ei
ainoastaan tukiasemat!
• Halpisläppärit ja kiinalaiset halpis-Android-laitteet pahimpia
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY

24. 24
Wlan-standardit ja niiden nopeusluokat
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY
Standardi Julkaisuvuosi Taajuus, GHz
Teoreettinen
nopeus, Mbit/s
802.11 1997 2,4 2
802.11a 1999 5 54
802.11b 1999 2,4 11
802.11g 2003 2,4 54
802.11n 2009 2,4 ja 5 300 (600)
802.11ac 2013 5 1300 (6900)

25. 25
Wlan-standardit ja niiden nopeusluokat
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY
Standardi Julkaisuvuosi Taajuus, GHz
Teoreettinen
nopeus, Mbit/s
Käytännön
nopeus, Mbit/s
802.11 1997 2,4 2 < 1
802.11a 1999 5 54 < 25
802.11b 1999 2,4 11 < 5
802.11g 2003 2,4 54 < 25
802.11n 2009 2,4 ja 5 300 (600) 150-200
802.11ac 2013 5 1300 (6900) 350-400

26. 26
Kanavat ja kanavanleveydet
2,4 ja 5 GHz:n taajuudet jakautuvat 20 MHz:n levyisiin kanaviin
• 2,4 GHz: 13 kanavaa, joista ainoastaan kanavat 1, 6 ja 11 eivät mene muiden kanssa päällekäin
• 5 GHz: 19 toisiaan häiritsemätöntä kanavaa
N- ja ac-standardit mahdollistavat kanavien niputtamisen, jolloin 40 ja 80 MHz:n (ja ac wave 2:n myötä
myös 160 MHz:n) kanavat mahdollisia
40 MHz:n kanavien käyttö usein paras kompromissi
160 MHz ja usein myös 80 MHz käyttökelvottomia tiheän tukiasemasijoittelun kohteissa kuten kouluissa!
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY
2401-2483 MHz 5170-5710 MHz

27. Yhtäaikaiset datavirrat (spatial streams)
MIMO = Multiple Input Multiple Output
• Useampi antenni lähettää samanaikaisesti eri signaalia, jolloin yhdellä purskeella saadaan välitettyä enemmän dataa
MU-MIMO = Multi User MIMO
• Kukin tukiasema-antenni voi palvella eri päätelaitteita samanaikaisesti (vain tukiasemalta päätelaitteille päin!)
• Päätelaitetuki toistaiseksi heikko
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY

28. Päätelaitteen vaikutus suorituskykyyn
Päätelaitteet voivat muodostaa tukiasemaan yksi, kaksi tai kolme yhtäaikaista datavirtaa riippuen niiden wlan-
kyvykkyydestä
• Yhden datavirran laitteet (1x1 mimo): Valtaosa älypuhelimista
• Kahden datavirran laitteet (2x2): Valtaosa läppäreistä
• Kolmen datavirran laitteet (3x3): Tunnetuimpia Applen Macbookit, ei juuri muita
Useamman datavirran laitteilla on tapana ”ryöstää” kaistaa heikommiltaan
• Käyttäjäkohtainen kaistanrajoitus erittäin suositeltavaa ottaa käyttöön!
Superhienosta ja -kalliista tukiasemasta ei ole maksiminopeusmielessä mitään hyötyä, jos päätelaitteet eivät tue
sen ominaisuuksia
WLAN-VERKON SUORITUSKYKY

29. 29
Laitevalmistajien omat suorituskykytestit
MARKKINOINTIMATERIAALIT

30. 30
Laitevalmistajien omat suorituskykyvertailut
MARKKINOINTIMATERIAALIT
Oma tuote selviytyy mystisesti ylivoimaiseksi voittajaksi: Cisco

31. 31
MARKKINOINTIMATERIAALIT
Laitevalmistajien omat suorituskykyvertailut
Oma tuote selviytyy mystisesti ylivoimaiseksi voittajaksi: Aruba
”Once again the Aruba AP-225 clearly outperforms the Cisco 3702i.”

32. 32
MARKKINOINTIMATERIAALIT
Laitevalmistajien omat suorituskykyvertailut
Oma tuote selviytyy mystisesti ylivoimaiseksi voittajaksi: Ruckus

33. 33
Kiitos!
DIGIKILTA

34. 34
DIGIKILTA
pauli.riikonen@dustin.fi