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El efecto de la atenuación del material en el diseño inalámbrico

Algunos de los primeros elementos que debes recopilar en preparación para un site survey del sitio son un mapa del área a cubrir, información sobre la escala y una idea de los materiales de construcción. Cubrir un edificio de oficinas no es lo mismo que cubrir un almacén, y conocer el tipo de negocio y la actividad de tu cliente también proporcionará información valiosa sobre posibles problemas y limitaciones.

Incluso antes de acudir al sitio, ya debes de tener una idea clara the tipo de cobertura que se necesita, es decir, datos, voz, localización, etc.

Cuando evalúas el efecto de un obstáculo en tu señal, simplemente expresas la atenuación en la escala de decibelios (no en la escala de dBm), porque la unidad de referencia (miliwatt) es la misma en ambos lados y se vuelve irrelevante. Expresar ganancia o atenuación en ‘dBm’ sería considerado incorrecto.

Para el examen es importante memorizar esta tabla.

Ahora, es importante mencionar lo siguiente acerca de la tabla:

• No se pueden tomar estos valores como absolutos, ya que puedes encontrar valores diferentes con otros vendors.
• Diferentes Países usan diferente practicas de construcción.
• La atenuación puede variar en el tiempo, Por ejemplo, un muro de yeso en un lugar seco y con aire acondicionado puede mostrar una menor atenuación que el mismo muro en la temporada media cuando el nivel de humedad en el aire (y en el muro) es más alto.
• Los valores de atenuación se miden lejos de la pared. Si colocas tu punto de acceso en el centro de una habitación de tamaño mediano y luego te diriges al centro de la habitación vecina, es posible que midas una atenuación que coincida con la Tabla 2-2. Sin embargo, si mueves tu laptop o dispositivo de medición justo cerca de la pared que separa las dos habitaciones, la atenuación puede aumentar repentinamente, en 15 dB (según la tabla), pero también podría ser mucho más dramática (hasta 55 dB). Esto se debe a que la atenuación afecta al campo cercano del dispositivo de medición. En términos simples, la pared absorbe la mayor parte de la energía recibida por tu dispositivo.

Modelos de Implementación Comunes para Diferentes Industrias

Oficina Empresarial

En una oficina empresarial, los usuarios móviles requieren la misma accesibilidad, seguridad, calidad de servicio (QoS) y alta disponibilidad que los usuarios con conexión por cable. El entorno de oficina es inherentemente cambiante por naturaleza. Los entornos Wi-Fi empresariales muestran dos tendencias principales:

1. Incremento de dispositivos.
2. Incremento en las necesidades de movilidad.

Durante la discusión inicial con tu cliente, debes abordar la posibilidad de cambios futuros y, como mínimo, asegurarte de que tu cliente entienda las posibilidades de tu implementación en cada área. Tu survey y las especificaciones de diseño deben indicar claramente la densidad de usuarios esperada y el rendimiento promedio esperado en cada área cubierta

Los entornos de oficina a menudo tienen áreas difíciles, como áreas de vestíbulo diseñadas con grandes atrios. Se espera que haya cobertura en tales áreas, pero proporcionar cobertura en tales espacios abiertos. Las señales de muchos AP alrededor del atrio, en diferentes pisos, pueden filtrarse y viajar lejos en el espacio abierto. El resultado puede ser que se detecten demasiados AP desde el área del atrio. Es posible que deba planificar con anticipación y tener en cuenta esta dificultad, posicionando los AP lejos del área del atrio y utilizando solo uno o dos AP específicamente para cubrir el espacio abierto. Otro tipo de problema puede surgir en salas de reuniones grandes o auditorios donde se espera una densidad muy alta de usuarios

Puede que tengas que idear soluciones creativas, como el uso de antenas direccionales o una alta densidad de AP configurados con baja potencia. Finalmente, puede que necesites saber si el edificio de oficinas es propiedad exclusiva de una sola corporación o si tu cliente ocupa solo una suite en un piso. Si tu cliente ocupa solo un piso, entonces deberías esperar redes inalámbricas aledañas que no podrás modificar ni controlar.

Home Office

Una oficina en casa puede enfrentarse a los mismos desafíos que una oficina en un edificio compartido: vecinos y su sistema de RF. Los AP de Cisco, incluso cuando están diseñados para pequeñas oficinas, pueden utilizar el Radio Resource Management (RRM) para seleccionar el mejor canal y nivel de potencia.

Healthcare

Los surveys en el sector de la salud suelen ser muy prolongadas debido a que casi todos los hospitales son edificios de varios pisos con numerosas habitaciones pequeñas. La encuesta debe ser considerada como un ejercicio tridimensional. Los hospitales también cuentan con habitaciones especiales, como las áreas de traumatología y radiografía, donde las paredes podrían estar revestidas de plomo y detener completamente las señales de RF. Además, los hospitales tienen políticas de acceso restringido que se aplican a ciertas áreas.

Verifica el tipo de cliente de Wi-Fi. Los entornos de atención médica suelen ser una mezcla de aplicaciones o dispositivos muy recientes y dispositivos más antiguos (posiblemente solo compatibles con protocolos antiguos como 802.11b/g) que simplemente no pueden cambiarse o reemplazarse fácilmente (porque están conectados a equipos críticos costosos que están actualizados para sus funciones relacionadas con la salud) y aún necesitan funcionar en la nueva WLAN.

Otro caso de uso común para redes inalámbricas en entornos de atención médica es el seguimiento de ubicación. Este seguimiento puede ser utilizado para activos y como punto final la estética puede ser un problema.

Hospitality

Los hoteles son muy similares a los hospitales en la construcción de sus edificios. Más allá del acceso a los huéspedes a internet, los hoteles han comenzado a utilizar las WLANs para la recolección de datos como el inventario de un minibar o bien para localización del personal. El Wi-Fi sigue siendo calificado como uno de los servicios más importantes que un hotel puede ofrecer, mucho más que el desayuno gratuito o el estacionamiento.

La seguridad de la red también puede ser una preocupación. La principal preocupación suele ser el ‘soporte cero’. El huésped del hotel debería poder conectarse a la red inalámbrica sin necesidad de asistencia externa, lo que significa que la seguridad de la conexión suele ser muy limitada para permitir la compatibilidad con el mayor número posible de dispositivos.

Hostspots

El término ‘hotspost’ se refiere a cualquier tipo de acceso inalámbrico 802.11 en áreas públicas que generalmente está destinado a huéspedes o clientes, aunque el servicio puede proporcionarse sin ninguna expectativa de compra. El hotspot puede proporcionar un servicio gratuito o puede generar un cargo al usuario.

Education

En las escuelas de primaria (grade school), los dispositivos de datos inalámbricos suelen ser computadoras portátiles proporcionadas por la escuela a la clase. En las escuelas intermedias (middle school), es posible que veas una mayor proporción de dispositivos personales, como teléfonos inteligentes o laptop. En las escuelas secundarias y universidades (high school and universities), los dispositivos personales son comunes, y muchos estudiantes llevan varios dispositivos

La densidad de dispositivos puede ser un gran problema en la infraestructura inalámbrica y puede obligarte a establecer una política de seguridad en la que cada estudiante tenga credenciales, permitiendo una sesión a la vez. También puede ser necesario implementar políticas de congestión. Un diseño común es tener en cuenta de 25 a 30 estudiantes (no dispositivos) por punto de acceso.

También es probable que necesites lidiar con grandes atrios y auditorios con alta densidad estudiantil, donde te enfrentarás a demasiada señal proveniente de demasiados puntos de acceso. Otra preocupación en esta vertical es que los estudiantes pueden ser curiosos y a veces destructivos. Las cajas de seguridad de la Asociación Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos (NEMA) con cerraduras incorporadas pueden ayudar a prevenir el vandalismo o el robo.»

Retail

Las redes WLAN sirven a dos tipos de usuários, el personal de la tienda (staff) y a los clientes. Las tiendas también deben cumplir frecuentemente con regulaciones específicas, como las del Payment Card Industry (PCI). Estos requisitos pueden crear restricciones adicionales en el tipo de cifrado y las características de las celdas Wi-Fi desplegadas. Otra preocupación es la proximidad cercana de la tienda a otros dispositivos de RF. Algunas tiendas pueden almacenar y mostrar dispositivos de RF en el aparador, como sistemas satelitales, monitores para bebés y teléfonos inalámbricos. Otros pueden usar cámaras no Wi-Fi o sistemas telefónicos inalámbricos

Finalmente, ten en cuenta que es posible que se necesite cobertura en las zonas carga o dentro de los camiones, Necesitas observar el comportamiento del cliente. Si el personal escanea productos desde dentro de los camiones mientras cargan o descargan.

Warehousing

Durante el día puede haber un número limitado de usuarios, pero cuando llega un envío (o cuando llegan múltiples envíos al mismo tiempo), muchos o todos los usuarios pueden estar operando al mismo tiempo.

El tamaño de la celda es más importante que el data rate porque las aplicaciones de almacén generalmente son tamaños de paquetes pequeños. El overlap de cobertura de celda debe ser del 10% al 15%.

No hay forma de determinar la distancia de una señal si no conejos el tipo de inventario. Los almacenes y centros de distribución suelen estar expuestos al máximo a los elementos. Deberías evaluar si los AP pueden necesitar cajas de protección. En Estados Unidos, NEMA ha definido valores de clasificación para el tipo de protección que cada tipo de recinto puede proporcionar a sus componentes eléctricos alojados

La clasificación NEMA 4X garantiza protección contra corrosión, polvo y lluvia impulsada por el viento, y agua salpicada y dirigida por manguera; este es el nivel adecuado de protección para un AP.

Manfacturing

Las máquinas y las cintas transportadoras pueden ser fuentes de interferencia de RF. En algunas ubicaciones se pueden desplegar cercas de malla de cadena que pueden bloquear la mayoría (o todas) las señales de RF. Y, lo más importante, cualquier interrupción cuesta mucho dinero. Debería haber redundancia incorporada para asegurarse de que la red y la cobertura Wi-Fi estén siempre disponibles

Diseñando con las regulaciones en mente

En la mayoría de los casos, los puntos de acceso se venden para un dominio regulatorio específico y solo permiten los canales y niveles de potencia que son legales en ese dominio.

En Estados Unidos, las bandas de 900 MHz, 2.4 GHz y 5.8 GHz se conocen como las ISM (Industrial, Científica y Médica). Además, la banda de 5 GHz está dividida en varias U-NII (Infraestructura Nacional de Información No Licenciada). En las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz, la FCC regula la potencia radiada isotrópica efectiva (EIRP), que es la energía total radiada por las antenas del punto de acceso en un canal específico

Esto también significa que la energía radiada por unidad de frecuencia (por ejemplo, por MHz) es menor cuando se utiliza un canal más ancho (como 80 MHz) que cuando se utiliza un canal más estrecho (como 20 MHz), ya que la cantidad total de energía radiada debe permanecer igual independientemente del ancho del canal. La EIRP se calcula sumando la potencia del transmisor (en dBm) a la ganancia de la antena (expresada en antena isotrópica o decibelios referenciados a antena isotrópica [dBi]) y restando cualquier pérdida de cable (en decibelios):

EIRP = Potencia de Tx (dBm) + Ganancia de antena (dBi) – Pérdida de cable (dB)

La FCC regula las transmisiones estableciendo límites máximos para la EIRP, o la potencia de transmisión del AP y la ganancia máxima de la antena asociada, dependiendo de la banda:

Banda	Nombre	Canales	EIRP
2.4 GHz	ISM	1, 6, 11 (3)	36 dBm
2.4 GHz	ISM	1, 6, 11 (3)	36 dBm
5 GHz	U-NII-1	36 to 48 (4)	36 dBm
5 GHz	U–NII-2A	52 to 64 (4)	30 dBm
5 GHz	U–NII-B	0	0
5 GHz	U–NII-C | U–NII-2e	100 to 144 (12)	30 dBm
5 GHz	U-NII-3	149 to 165 (5)	36 dBm
5 GHz	U-NII-4	169 to 177 (3)	36 dBm
6 GHz	U-NII-5	1, 5, 9, up to 93 (24)	LPI Rules
6 GHz	U-NII-6	97 to 113 (5)	LPI Rules
6 GHz	U-NII-7	117 to 185 (18)	LPI Rules
6 GHz	U-NII-8	189 to 233 (12)	LPI Rules

Eligiendo el survey correcto

Offsite surveys no se realizan en el sitio, sino generalmente antes. El objetivo de un offsite surveys es evaluar el plano del edificio y estimar el número de AP necesarios. Esta tarea es importante porque la mayoría de los surveys onsite evalúan la posición de 10 a 12 AP por día. Existen dos tipos de offsite survey:

• Blueprint Study: En este tipo de estudio, se analizan los planos para identificar áreas que requieren un enfoque específico, como áreas que son difíciles de cubrir debido a su forma, material de construcción u obstáculos.
• Predictive Survey: En una encuesta predictiva, se utiliza una herramienta para posicionar los puntos de acceso (AP) en un mapa que representa cada piso a cubrir.

Tambien, existen multiples site surveys onsite:

• Wallkthrough: En un recorrido, caminas por las instalaciones e inspeccionas visualmente el lugar. Un recorrido es importante para complementar el blueprint.
• Layer 1 site survey: A veces llamada layer 1 sweep este tipo de encuesta tiene como objetivo detectar la actividad RF (no Wi-Fi) en las instalaciones.
• Layer 2 site survey: Existen dos sub tipos de esta clase
  • Passive Surveys: Donde evalúas la presencia de redes Wi-Fi existentes.
  • Active Surveys: Donde ínstalas temporalmente APs ara evaluar la cobertura.
• Post-deployment Site Survey: Realizas este tipo survey después de que la red Wi-Fi que diseñaste ha sido implementada para probar la cobertura y el rendimiento.

Herramientas de diseño

Offsite survey Tools

Estas herramientas te permiten cargar un mapa, especificar su escala y proyectar la cantidad de puntos de acceso necesarios. Algunas herramientas son genéricas; otras te permiten elegir el proveedor y modelo de AP, especificar la densidad de usuarios, dibujar obstáculos, especificar la aplicación objetivo, establecer la altura esperada del AP, entre otros

Onsite Survey Tools

Estas herramientas te permiten realizar Surveys de Capa 1 o Capa 2 (validación o APoS), a menudo con un adaptador inalámbrico específico

• Hamina Wireless Network Planner: Esta es una herramienta de planificación de redes basada en la nube en 3D que te permite diseñar redes Wi-Fi empresariales, 5G privadas y redes inalámbricas IoT. También puedes usarla para planificar switching y cableado (incluido el presupuesto de puertos y PoE). La herramienta puede generar mapas de cobertura, listas de materiales (BoMs) e informes basados en navegadores y en PDF.
• Ekahau Pro: Esta es una herramienta profesional que tiene todas las funciones descritas hasta ahora, y se presenta como una aplicación que instalas en una computadora portátil. Aunque principalmente destinado a encuestas en el lugar, Ekahau Pro incorpora un modo de planificación.
• Cisco Prime Infrastructure: Esta es una herramienta de gestión de redes que se instala en un servidor LAN. Proporciona un modo de planificación, como se detalla al final de este capítulo. También puedes usarlo para evaluar el rendimiento de tu cobertura. No integra funciones de encuestas en el lugar.
• Yagna RF Wi-Fi site planner: Esta es una herramienta de planificación en línea simple que soporta la mayoría de los AP de Cisco, obstáculos, tipos de aplicaciones, densidades de usuarios y más. Se integra con Google Maps y también puede generar listas de materiales (BoMs)