Wi-Fi-сети: планируем, проектируем, развертываем
21 сентябрь, 2004 - 23:00КОБлестящим планам везет на проектировщиков,
скверным планам
везет на исполнителей.
Остальным [планам] -- просто не везет.
Веслав Брудзиньский
На фоне всеобщей эйфории по поводу элементарности развертывания беспроводного
оборудования как-то затерялось маленькое "но" -- зачастую в красочных
буклетах, рассказывающих о простоте Wi-Fi-устройств, речь идет либо о связи
между несколькими недалеко расположенными абонентами, либо о беспроблемной работе
в зоне покрытия системы, хорошо спланированной провайдером услуг. Мы не предлагаем
отныне включать в комплект к каждому Centrino-ноутбуку учебник по электродинамике
и распространению радиоволн (да и знание "голой теории" в большинстве
случаев не поможет). Однако не преминем сделать акцент на определенных сложностях,
которые поджидают "универсальных компьютерных специалистов" при самостоятельном
развертывании офисных беспроводных сетей даже со сравнительно небольшим числом
точек доступа (ТД).Прежде всего, законы распространения радиоволн интересующих нас участков радиоспектра (частотные диапазоны 2400--2483,5 для 802.11b и 11g, 5150--5350 МHz для устройств по 11a) имеют ряд оригинальных особенностей и требуют наличия у проектировщика определенных знаний и опыта. Причем в отличие от оптического диапазона не следует прогнозировать работу, опираясь лишь на законы прямолинейного распространения. Не сильно поможет и житейский опыт приема радиостанций FM-вещания, волны которого достаточно легко огибают препятствия, а интерференционные процессы (связанные со сложением и вычитанием прямых и отраженных волн от предметов, находящихся в помещении) создают сравнительно мало сложностей при работе. Правила и характер возникающих проблем у WLAN-систем свой.
Так, например, большая установленная на ТД мощность для сокрытия ошибок при планировании сети далеко не гарантирует качественной радиосвязи на большей площади, так как становится источником помех для другой "своей же" ТД, работающей в том же поддиапазоне частот. Не менее противоречивы и требования к беспроводной офисной сети, созданной на территории одной фирмы: обеспечивать во всех рабочих зонах приемлемое качество связи, но (не только с точки зрения правил хорошего тона, но и ради своей собственной сетевой безопасности) по возможности быть "не слышной" за ее наружными стенами. Кроме того, в нашей стране множество беспроводных сетей продолжает создаваться и для передачи данных пользователям, удаленным друг от друга порой на несколько десятков километров. Точный расчет при планировании внешней радиолинии, требующей учета характера местности, типа использованных антенн и множества прочих факторов также является достаточно нетривиальной задачей и предполагает применение качественной контрольно-измерительной аппаратуры и соответствующих обрабатывающих программ.
В обобщенном виде все возможные сложности возникают при решении трех основных задач выбора:
- оптимальных мест размещения ТД;
- оптимального состава оборудования в этих местах (антенны, фидеры снижения, усилители);
- оптимальных режимов работы WLAN-аппаратуры (частотных каналов, уровней мощности, ориентации антенн и выбора плоскости поляризации и т. д.) для обеспечения требуемых зоны покрытия и качества при минимизации взаимных помех между ними.
Именно для нужд корпоративных заказчиков и небольших инсталляторов и предназначены продукты разработчиков специализированных программ, позволяющие при их относительной дешевизне ускорить планирование, развертывание беспроводной сети и оптимизацию ее архитектуры. Один из таких пакетов принадлежит компании Ekahau, известной на рынке ПО в первую очередь благодаря своим разработкам в области Wi-Fi-систем прецизионного позиционирования.
Пакет программ Ekahau Site Survey (ESS) 2.1 для сетей 802.11a/b/g существенно упрощает решение задач на всех этапах: планирования, развертывания, дальнейшей оптимизации/настройки WLAN. Причем делать это можно с учетом реальных результатов мониторинга производительности и других характеристик сети. Из аппаратного обеспечения для этого потребуется лишь ноутбук с адаптером Wi-Fi и желательно -- внешняя антенна, позволяющая повысить точность проводимых измерений. Соответственно, для наружных работ при покупке опционального программного модуля понадобится GPS-приемник с интерфейсным кабелем. ПО ориентировано на функционирование в среде Windows 2000/XP.
|
| Рис. 1. Состав инсталляционного
пакета |
|
| Рис. 2. ESS 2.1 ускоряют
выполнение всех этапов работы с WLAN |
|
| Рис. 3. Расставляем ТД и
анализируем флуктуации уровня сигналов... |
|
| Рис. 4. ...и анализируем
отношение С/Ш в рабочих зонах |
|
| Рис. 5. "Двигаем"
стены, меняем расположение и параметры ТД и сразу оцениваем результат |
Ekahau Client превращает обычный ноутбук с Wi-Fi-адаптером в инструмент для контроля беспроводной сети и позволяет в большинстве случаев избежать затрат на приобретение и размещение дополнительной измерительной аппаратуры. К слову, список совместимых с ПО адаптеров постоянно пополняется и может быть обновлен с сайта компании.
Основной программный продукт разбит на модули: базовый, Ekahau Reporter, планировщик Ekahau Planner и опциональный модуль, поддерживающий работу GPS-приемника по протоколу NMEA через обычный COM-порт (рис. 2).
Несмотря на достаточно высокую функциональность, изучение этого ПО много времени не потребует. При запуске клиента сети в системном трее появляется пиктограмма, свидетельствующая о старте. По щелчку правой клавиши мыши можно просмотреть тип поддерживаемого адаптера(-ов) и произвести необходимые установки (в том числе указать настройки для NMEA-COM-интерфейса).
Теперь запускаем основное приложение Site Survey, реализованное с использованием Java, и, открыв проект (либо создав новый), приступаем к записи обзора текущего состояния сети. Интерфейсное окно программы состоит из трех частей: древовидной зоны, в которой выбирается режим работы (карта, результаты обследования, перечень найденных и/или симулированных ТД), основного окна, где отображаются результаты (карта, трассы движения, параметры ТД) и вспомогательного нижнего окна, в котором можно увидеть уровни сигналов, приходящих от каждой ТД, управлять режимами визуализации результатов (по силе сигнала, отношению С/Ш, скорости передачи и т. п.), устанавливать режимы адаптера(-ов) тестового ноутбука и интервала сканирования, а также оперативно уточнять параметры точек при эмуляции Wi-Fi-сети (рис. 3).
Мы рекомендуем начать практическую работу именно с проведения аудита с целью изучить радиообстановку внутри обследуемой зоны. Второй шаг -- устанавливаем хотя бы одну ТД на свободном от помех частотном канале с типовой мощностью излучения, чтобы оценить степень "проблемности" обеспечения покрытия всех рабочих зон в помещениях.
Для этого необходимо убедиться, что исследуемая ТД активна и, нажав кнопку записи на панели инструментов, не спеша обойти инспектируемые помещения. В результате в основном окне программы получим схему движения, в каждой точке которой становятся известны параметры сети. Сразу обратим внимание, что скорость сканирования, результирующая точность и удобство работы с ПО мониторинга сети заметно различаются в зависимости от типов адаптера Wi-Fi и применяемой антенны. В случае несложной конфигурации исследуемого помещения полученные данные трассировки могут быть использованы при создании плана помещения. Ре-зуль-таты следует сохранить как рабочую карту в формате JPG или PNG-файла. Для группы помещений сложной конфигурации лучше начать работу по-другому -- отсканировав, например, со строительной документации план помещений и убрав (либо "обесцветив" в любом графическом редакторе) лишние детали. И наконец, еще один вариант. Будучи уверенным в благоприятности помеховой обстановки, можно начать сразу с симуляции будущей сети, используя модуль Ekahau Planner. С его помощью следует нарисовать (либо дорисовать на полученном ранее транспаранте) "понятным" для восприятия программой образом стены, окна, двери, проемы и т. п. и попробовать как можно более тщательно виртуально проработать несколько вариантов построения сети, мышкой устанавливая и перемещая точки доступа на плане этажа здания. При этом следует помнить, что рядом работающие ТД должны использовать разные группы каналов (поддиапазоны) (рис. 4,5).
К сожалению, хотя для ознакомления с пакетом ESS 2.1 без лицензии предоставляется 14 дней, присущие функциональности ограничения не позволяют оценить удобство модулей пакета в целом. Ограничения Eva-lu-a-tion-версии заключаются не только в невозможности записи полученных результатов работы, но и в крайне малом времени, отведенном на создание, редактирование и расстановку ТД на плане помещения или карте-плане местности, в недостаточном количестве отсчетов в режиме инспектирования сети и т. д. А для проведения всей цепочки пред- и послепроектных этапов, генерации отчета и завершающего контрольного аудита с целью определения различий между прогнозируемыми и практически полученными в результате мониторинга параметрами сети необходимо как минимум вчетверо больше времени. Поэтому о полноте взаимодействия модулей программы между собой нам пришлось судить по отчетной страничке на Web-сайте компании. Она свидетельствует, что по окончании работ формируется подробный отчет в формате HTML/XML с результатами трассировки помещений, визуализированными зонами суммарного покрытия и прогнозом отношения С/Ш, зонами предпочтительной работы клиентов с той или иной ТД и, конечно, расчетными значениями максимальных скоростей соединения с абонентами.
Приятно удивило нас знакомство с внутренней структурой конфигурационных файлов. Выяснилось, что в отличие от ряда других, более дорогих пакетов аналогичного ПО, здесь достаточно легко, например, самостоятельно ввести новый тип антенн или структурный элемент для работы с планами (новый тип стены, окна и т. п.). Делается это простым редактированием текстовых файлов.
В заключение нам остается лишь отметить, что несмотря на всю "софтверность" предлагаемого пакета, он все же остается частью программно-аппаратного комплекса. Поэтому мы по-считали нужным опробовать его работоспособность с несколькими типами Wi-Fi-адаптеров. Так, никаких особых проблем с неизвестным для ПО Ekahau и штатным для ноутбука ASUS W1 встроенным адаптером Intel Pro/Wire-less 2200BG при анализе замечено не было. Единственное, после замены его адаптерами XG-621 (11b и g) и AG-621 (3-стандартным) под слот mini-PCI от стороннего производителя были обнаружены систематические ошибки и стали очевидны причины их возникновения. Они связаны с тем, что диаграмма направленности антенны, встроенной в данный ноутбук (как, впрочем, и у большинства других портативных ПК), по форме весьма далека от круговой. Поэтому для повышения точности измерений настоятельно рекомендуем либо следовать инструкции разработчика ПО и использовать PCMCIA-адаптеры, допускающие подключение внешней антенны (как, например, у XI-326HP+ и ему подобных от Z-com), либо попробовать в качестве радиозонда USB-устройство с внешней антенной (например, ZB-1725 от того же производителя). Отметим также, что, по нашим предварительным оценкам, наиболее четкую работу продемонстрировала система на PCMCIA-карточках, построенных на чипсетах Prism 2.5/3.0 и Agere. Наиболее капризными и медленными по темпу сканирования маршрута оказались адаптеры на старых комплектах (AR5001) микросхем от Atheros.
Ориентировочная стоимость этого ПО в стандартной поставке -- 1620 евро, дополнительный опциональный программный модуль работы с GPS-приемником -- еще 1140 евро, а наиболее полная версия Professional Edition -- 3890 евро. На наш взгляд, как для небольшого инсталлятора Wi-Fi-сетей или провайдера беспроводных услуг, так и для "начинающего" владельца беспроводной корпоративной сети это ПО представляет собой достаточно выигрышный вариант по соотношению затраты/функциональность.
Тестовая версия Ekahau SiteSurvey 2.1, ТД и Wi-Fi-адаптеры
от Z-com
предоставлены компанией "Н-Тема": тел. (044)
205-4942.
Ноутбук ASUS W1 предоставлен компанией DataLux: тел. (044) 249-6303