Wireless LAN: Diseño

Wireless LAN: Diseño
César A. Cabrera E.
Ingeniero de Sistemas y Computación UTP
Instructor Academia Regional de Networking UTP
CCNP en proceso (BSCI)
CISCO Certified Networking Associate (CCNA)
CISCO Certified Academy Instructor (CCAI)
----- www.cesarcabrera.info ----- Pereira, 2007 ---
Modelo de diseño en tres capas
●
●
Capa de Acceso: Elementos que dan acceso a la red a las
estaciones
–
Introduce tráfico a la red, Control de acceso,
autenticación/autorización/contabilización, filtrado del tráfico,
redireccionamiento.
–
Las redes inalámbricas se deben contemplar en esta capa.
Capa de Distribución: intercomunicar partes de la red.
–
●
Redistribución de tráfico, control/redirección de tráfico, Acceso
a los servicios de la infraestructura, manipulación de
paquetes, conectividad basada en políticas
Núcleo: Conmutación de alta velocidad
–
No se manipula tráfico.
WLAN Modelo de diseño
Papel de WLAN en la
infraestructura
Dos ambientes:
●
WLAN in-building
●
WLAN Building-to-building
Posibles Requerimientos
●
Cobertura/Velocidad
●
Roaming transparente
●
Redundancia
●
Autenticación/Autorización
Papel de WLAN en la
infraestructura
Sobreposición:
●
●
Canales diferentes evitan interferencia
Sobreposición de celdas permiten el
roaming transparente (si los AP lo
soportan).
Otras consideraciones
●
●
●
Repetidores: Aumentar el alcance (necesita
un 50% de sobreposición en el mismo
canal), reduce drásticamente el rendimiento
de la red.
Redundancia: varios AP en el mismo canal,
Hot Standby de CISCO.
Escalabilidad: AP = Hub, sólo con varios AP
en diferentes frec. Se puede lograr lo que
se hace con Switches.
Disposición de los AP
Criterios:
●
Velocidad mínima requerida.
●
Nivel de movilidad
●
Densidad de usuarios.
Cobertura:
●
●
●
Usar frecuencias diferentes para c/AP.
Ubicar los AP según necesidad de
cobertura y velocidad mínima.
Determinar necesidades de densidad de
usuarios (A más usuarios menos ancho de
banda por frecuencia).
Pasos
●
Determinar la mejor posición de los AP
●
Establecer las frecuencias de operación
Canales sin interferencia en
802.11b
Disposición en 802.11b
Disposición en 802.11a
Transferencia Adaptable
Tasa de Transferencia
Adaptable
Tecnologías complementarias
●
VLAN
–
●
QoS
–
●
Seguridad, Tipos específicos de trabajo, Flujo de
tráfico/Broadcast, troncalización (Trunking).
WLAN da prioridad a cierto tráfico: diferencia
fundamental con Ethernet alambrado
Mobile IP
–
Roaming de usuarios conservando la IP
Tecnologías complementarias
●
VLAN
–
Seguridad, Tipos
específicos de
trabajo, Flujo de
tráfico/Broadcast,
troncalización
(Trunking).
Tecnologías complementarias
●
QoS
–
Usa CoS de
Ethernet para
marcar el tráfico y
eDCF+TxOP para
priorizar el medio.
Tecnologías complementarias
●
Roaming
–
Capa 2: Asociar
cliente de AP a otro
AP (IAPP propietarios)
–
Capa 3: Conservar IP
entre APs en diferente
subred
–
Mobile IP: Estándar
que requiere software
en c/cliente.
–
Proxy Mobile IP:
CISCO mecanismo
del IOS para tunelizar
el roaming.
Servicios del AP
●
Telnet/SSH: Administración remota encriptada
●
Hot Standby: Redundancia
●
CDP: Reconocimiento de otros dispositivos CISCO
●
DNS: Servidor de nombres
●
HTTP: Administración por Navegador
●
Proxy Mobile IP: Roaming transparente de capa 3
●
●
QoS: Configuración detallada de la sensibilidad del AP a la
CoS
NTP: Sincronización de hora/fecha -seguimiento de
eventos-.
Administrabilidad CISCO
Topología típica de Bridge
●
●
●
●
Bandas 802.11a:
UNII-1,2,3
Papel como root/no
root.
Modo instalación
PoE: Power over
Ethernet
Bridges CISCO
●
Serie BR350
–
●
Serie WBR350
–
●
Puentes para interiores con capacidad para
conectar hasta 8 clientes.
Serie 1400
–
●
Puentes para interiores/exteriores
Puentes de exteriores de alto rendimiento (No
soporta múltiples SSID, Proxy Mobile IP, Hot
Standby, World Mode, Broadcast Key Rotation).
Diferentes opciones de antena (incluída o no incluída)
según la aplicación.
Antenas
●
Dirección
–
●
Frecuencia de operación
–
●
2.4GHz, 5GHz, Bandas UNII-1, UNII-2, UNII-3,
ancho de banda.
Polarización
–
●
Direccional, Omnidireccional, ancho del foco
(Beamwidth)
Lineal Vertical, Lineal Horizontal, Circular.
Parámetros: Bandas, ancho del foco (BeamWidth),
Ganancia (Gain), Polarización,
Diversidad(Diversity), Potencia.
Antenas: Dirección
Antenas: Frecuencias/BW
●
●
Calibradas para operación en una frecuencia
en particular.
Ancho de banda: (Ff-Fi)/Fc (Frec. Max, Frec.
Mín, Frec. Central).
Antenas: Potencia/Ganancia
●
●
●
Potencia y Ganancia
están estrechamente
relacionadas: Potencia
es la energía radiada y
ganancia es la
efectividad de la
antena en focalizarla.
Potencia = mW ó dBm
Ganancia = dBi/dBd, a
< ancho del foco, >
ganancia.
Ancho de foco medido en
grados a la distancia en que la
potencia es la mitad de la
inicial.
Antenas: Patrones de radiación
Antena Isotrópica: Referencia para
FCC y CISCO. G = 0dBi
Antena Dipolar: Referencia para otros
dom. De regulación. G=2,14 dBi
Antenas para AP
Antenas para Bridge
Antenas: Omnidireccionales
E-Plane: Corte Vertical, Plano
de elevación.
H-Plane: Plano Horizontal,
Vista desde arriba.
Antenas: Omni
Antena de parche para Techo:
●Omnidireccional de 2.2dBi
●Indoor, 213/61m
E-Plane
Antenas: Omni
Antena de montaje en Techo:
●Omnidireccional de 5.2dBi
●Indoor/Outdoor, 107/30m
E-Plane
Antenas: Omni
Antena de montaje en mástil:
●Omnidireccional de 5.2dBi
●Outdoor, 151/43m
E-Plane
Antenas: Omni
Antena de montaje en mástil:
●Omnidireccional de 12dBi
●Outdoor, 1500/400m
E-Plane
Antenas: Omni
E-Plane
Antena de montaje en columna:
●Omnidireccional de 5.2dBi
●Indoor, 151/43m
Antenas: Omni
●
Antena de doble función integrada en AP 1200:
Instalar en pared=6dBi/Instalar vertical = 5dBi
Antenas: Direccional
Antenas: Direccional
Yagi 13,5dBi
Outdoor, 10,5/3Km
Antenas: Direccional
Plato sólido
●outdoor, 40/18Km
28dBi
Antenas: Direccional
Antena sectorial
●9,5dBi
●Ancho de foco 90º
●Punto a multipunto con cisco Aironet 1400
Antenas
Cable del BR a la antena
●
Usar siempre los cables incluídos en el kit.
●
Calcular la pérdida en el cable.
Amplificadores
●
FCC: Sólo se puede usar amplificador si se
vende con la antena y el AP.
Protección contra sobrevoltaje
●
●
●
Drenar electricidad estática
Proteger contra inducción
eléctrica (No descargas
directas).
Debe estar apropiadamente
aterrizada (<25Ω)
Ingeniería de enlace
●
●
●
●
Determinar la línea de vista
Determinar altura de las
antenas (y torres).
Determinar posiciones
alternativas de las antenas
Proporcionar soluciones si hay
obstáculos
Ingeniería de enlace
●
Línea de vista = Zona de
Fresnel
Ingeniería de enlace
●
Curvatura terrestre: Después
de 11Km (7Millas)
Ingeniería de enlace
●
Alineación de antenas: Modo instalación
●
EIRP
EIRP= Potencia Tx + Ganancia – Pérdida Cable.
●
Otros países tienen un EIRP de 20dBm
Ingeniería de enlace
Otros dominios de regulación (P.ej.: ETSI y Japón) exigen 20dBm.
Estudio de sitio
●
●
●
●
●
●
Informe escrito de las condiciones del
espacio.
Recorrido físico de toda el área de cobertura.
Establecimiento temporal de los AP o
Bridges.
Descubrir obstáculos físicos, interferencia.
Calcular necesidad de torres y altura, mejor
disposición de APs
Requiere planificación minuciosa, tiempo,
equipo, coordinación.
Estudio de sitio
●
●
●
Requerimientos del cliente: Cuántas STA, dónde,
rendimiento, cobertura
Factibilidad de la cobertura, Interferencia de otros
equipos/ruido de banda estrecha, Limitaciones
Pasos
–
Determinar herramientas necesarias y
configuraciones
–
Investigar regulación local.
–
Obtener y preparar equipo necesario
–
Efectuar el estudio de sitio y documentarlo
detalladamente
Estudio de sitio
●
Estar preparado para responder preguntas
●
Vestirse adecuadamente
●
Inducir sensación de confianza en el cliente
●
Vista o tenga a mano credenciales de la empresa
●
Tenga tarjetas de negocios disponibles
●
Traiga equipo necesario
●
Tenga en cuenta las normas de la empresa cliente
Estudio de sitio
●
Seguridad
–
No toque o mueva la antena mientras está
recibiendo/transmitiendo
–
No sostenga la antena cerca o en contacto con partes
expuestas del cuerpo mientras está Tx
–
No encienda los radios o intente establecer enlaces sin
conectar las antenas
●
Tenga en cuenta la regulación de seguridad local
●
FCC
–
Dipolos a más de 20cm de cualquier persona
–
Antenas de alta ganancia a más de 30cm
–
Antenas de alta ganancia instaladas por profesionales
Estudio de sitio
●
Material recomendado
–
●
Otro material
–
●
Access Points, Dispositivos Cliente, Portátil, Paquete
adicional de baterías, Antenas, Cámara, Cables de
varias longitudes y material para ponchar.
Amarras, Cinta aislante, Linterna, Mismo equipo que
usará el cliente, Etiquetador, Escalera, Extensiones,
Dispoitivos de medida -flexómetro, rueda de medida, etc, protección -casco, gafas, guantes-, binoculares o
telescopio, dispositivos de comunicación -walkie talkies-,
marcadores, cintas de colores, analizadores de espectro.
Se puede necesitar una grúa o un elevador en tijera.
Estudio de sitio
●
Información de la infraestructura instalada
●
Planos de los edificios
●
Diagramas del trazado esperado
●
Mapa de red físico y lógico
●
Protocolos y servicios que presta la red
●
Normas de nomenclatura de la organización
Estudio de sitio
Se instala con el driver de
la tarjeta inalámbrica
CISCO, opera en dos
modos: Pasivo (analiza el
espectro y muestra los
resultados), Activo (Envía
paquetes para encontrar
APs).
Estudio de sitio
Ejemplos
Conexión punto a punto a 800m
sobre una calle ordinaria.
Altura de antenas 3,9m
Cable en A: 6m, Cable en B: 15m
Antenas tipo Parche
Ejemplos
Área rural a 40Km
Antenas tipo disco sólido
cables a mínima longitud.
Ejemplos
Punto a multipunto en área
metropolitana
Antena omnidireccional, posible
interferencias, se asume que no hay
interferencia.
Ejemplos
Múltiples enlaces Punto a punto
en área metropolitana
Asumiendo problemas de
interferencia, ventaja: más
rendimiento.
Ejemplos
CISCO tiene
una hoja de
cálculo con
todos los
parámetros.
Protección contra sobrevoltaje