1 Fuente: http://www.telequismo.com/2013/11/diseno-wifi.htmlDiseño de redes WIFI Profesora: Nelwi Báez Fuente:

2 ¿Qué hacer? ¿Qué debo considerar? ¿Qué equipos comprar?

3 Nota: Existen algunas metodologías que nos pueden guiar en el proceso de diseño, les anexo algunas para su análisis. Haciendo hincapié que cada uno de uds. puede estar de acuerdo o no con los autores, solo es una guía para el diseño.

4 METODOLOGIAS Top-Down Network DesignEs una metodología  que propone cuatro Fases, para el diseño de redes  I. Fase1: Análisis de Negocios Objetivos y limitaciones  II. Fase2: Diseño Lógico  III. Fase3: Diseño Físico  IV. Fase4: Pruebas, Optimización y Documentación de la red 

5 METODOLOGÍA DEL DESARROLLO CON CISCO Cisco, el mayor fabricante de equipos de red, describe las múltiples fases por las una red atraviesa utilizando el llamado ciclo de vida de redes PDIOO (Planificación –Diseño –Implementación –Operación –Optimización). • Fase de planificación: los requerimientos detallados de red son identificados y la red existente es revisada. • Fase de diseño: la red es diseñada de acuerdo a los requerimientos iniciales y datos adicionales recogidos durante el análisis de la red existente. El diseño es refinado con el cliente. • Fase de implementación: la red es construida de acuerdo al diseño aprobado • Fase de operación: la red es puesta en operación y es monitoreada. Esta fase es la prueba máxima del diseño. • Fase de optimización: durante esta fase, los errores son detectados y corregidos, sea antes que los problemas surjan o, si no se encuentran problemas, después de que ocurra una falla. Si existen demasiados problemas, puede ser necesario rediseñar la red.

6 METODOLOGIA ELABORADA POR JAMES McCABEFASE I. ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL. FASE II. DETERMINACIÓN DE LOS REQUERIMIENTOS FASE III. ANÁLISIS DE LAS NECESIDADES DEL SISTEMA FASE IV. CONSTRUCCIÓN

7 Otra tomada del blog de un experto, el link aparece en la primera diapositiva de esta presentación, la cual recomienda lo siguiente: El adecuado diseño de una red WiFi se compone básicamente de 5 fases: Toma de datos Revisión de las instalaciones Elección del equipamiento Diseño preliminar Diseño definitivo

8 TOMA DE DATOS La toma de datos es una de las fases fundamentales a la hora de comenzar el diseño de una red WiFi. Si durante esta fase no se recaba la información necesaria o se dan por buenos datos incorrectos el resto de fases irán creciendo sobre una base inadecuada. Es por ello que si queremos que el diseño de red satisfaga las necesidades de nuestro cliente es fundamental que llevemos a cabo una adecuada toma de datos que nos permita conocer las necesidades y requerimientos de su futura red inalámbrica.

9 Para ello en primer lugar habría que definir el tipo de servicios que se tiene previsto para la red. No es lo mismo preparar un diseño de red para una red WiFi que ofrezca acceso a internet a invitados que para una red que tenga que soportar VoIP, video y aplicaciones corporativas. Cada servicio tiene sus propios requerimientos y obligará a aplicar unas políticas de QoS diferentes pero sobre todo afectarán a la hora de adoptar un modelo de diseño u otro

10 Por otro lado es sumamente importante conocer qué política de acceso quiere aplicar el cliente a su red. ¿Va a ser una red únicamente pensada para accesos desde PC o portátiles o debe considerarse también el acceso desde tablets y smartphones? La elección de una u otra política de acceso afectará en gran medida a la densidad de puntos de acceso necesaria ya que un mismo equipo deberá soportar más o menos sesiones en función de la política de BYOD que tenga cada cliente. Bring your Own Device (BYOD), en castellano "trae tu propio dispositivo", es una política empresarial donde los empleados llevan sus propios dispositivos a su lugar de trabajo para tener acceso a recursos de la empresa tales como correos electrónicos, bases de datos y archivos en servidores así como datos y aplicaciones personales. También se le conoce como "Bring your own technology" o trae tu propiatecnología en castellano, ya que de esta manera se expresa un fenómeno mucho más amplio ya que no sólo cubre al equipo sino que también cubre al software

11 Otro aspecto importante a tener en cuenta es la ubicación y características del equipamiento que conformará la red WiFi junto con los puntos de acceso. Es decir el cliente debe indicarnos la ubicación de la electrónica de red que dotará de conexión a los equipos y la disponibilidad o no en los mismos de los mecanismos de alimentación que pudieran afectar al despliegue de la red WiFi

12 Por último dentro de la toma de datos es importante que el cliente facilite planos o diagramas de las superficies objeto de cobertura de la red. Los mismos nos permitirán llevar a cabo un estudio previo y nos facilitarán valiosa información de cara a la toma de medidas y previsiones de cobertura teóricas.

13 REVISIÓN DE LAS INSTALACIONESAntes de acometer el diseño de cualquier red inalámbrica es sumamente aconsejable llevar a cabo una visita a las instalaciones en las que se prevé llevar a cabo la instalación de los diferentes equipos. Esta visita servirá para delimitar varios factores de suma importancia en el diseño de la red.

14 Por un lado nos servirá para definir el tipo de instalación del punto de acceso que requerirá cada zona. En función de los resultados de la inspección podrá elegirse entre llevar a cabo el montaje en pared, sobre techo, apoyándonos en soportes verticales, entre otros. Tales circunstancia que difícilmente pueden evaluarse gracias a la información recogida en los planos.

15 Por otro lado la visita permitirá determinar la forma óptima en la que puede llevarse a cabo el cableado hasta cada punto de acceso. Esto no significa que tengamos que seleccionar en esta visita dónde van a ir ubicados los puntos de acceso, pero si nos permitirá conocer si el tendido del cableado necesario transcurrirá por falso techo, canaleta, tubo rígido o cualquier otro medio de canalización en cada posible ubicación de los puntos de acceso.

16 Por última esta inspección de las instalaciones ayudará a determinar la posible existencia de elementos degradantes de la señal, tales como: Muros, Ventanas o Cualquier otro elemento que no pueda ser identificado a través de los planos. Es difícil contar con planos en los que se indique el material concreto de cada elemento que pueda afectar al rendimiento de la red.

17 Como referencia se presenta una tabla en la que se recoge cómo afectan algunos de los elementos que podemos encontrarnos en cualquier diseño de interior para una red WiFi: En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.

18 ELECCIÓN DEL EQUIPAMIENTOLuego de revisar las instalaciones en las que se acometerá la instalación y conocer los servicios y necesidades del cliente es el momento de elegir el equipamiento que vamos a emplear para cubrir las necesidades del proyecto. Para ello determinaremos básicamente tres parámetros:

19 TIPO DE ANTENA En función de las necesidades concretas de cada emplazamiento a cubrir determinaremos si las características de las antenas integradas de los equipos pueden satisfacer nuestros requerimientos. Por norma general se trata de antenas omnidireccionales cuya ganancia varía entre los diferentes modelos y fabricantes del mercado pero que permite cubrir la inmensa mayoría de escenarios que nos podamos encontrar. Orientan la señal en todas direcciones con un haz amplio pero de corto alcance. Si una antena direccional sería como un foco, una antena omnidireccional sería como una bombilla emitiendo luz en todas direcciones pero con una intensidad menor que la de un foco, es decir, con menor alcance. Las antenas Omnidireccionales "envían" la información teóricamente a los 360 grados por lo que es posible establecer comunicación independientemente del punto en el que se esté. En contrapartida el alcance de estas antenas es menor que el de las antenas direccionales.

20 En el caso de que una ubicación requiera de una radiación más específica que la asociada a una antena omnidireccional deberá estudiarse el tipo de antena necesaria para cubrir las necesidades de la misma. No hay que olvidar en este caso tener en cuenta el posible impacto visual que las antenas externas pueden provocar y poner en preaviso al cliente para evitar que dicha circunstancia de al contraste con el diseño de la red. En el caso de que sea totalmente necesario el uso de antenas externas existen varias alternativas para minimizar el impacto visual de los equipos.

21 TIPO DE RADIO De cara a elegir la tecnología radio más adecuada para el cliente deberemos analizar sus necesidades de concurrencia y capacidad. En la actualidad el estándar de acceso no ofrece demasiadas dudas siendo el n el más empleado por madurez y rendimiento. Si fuese necesario podría plantearse un diseño de la red basado en ac dado que la gran mayoría de fabricantes ya cuentan con equipos con soporte para esta tecnología pero pocas redes presentan requerimientos suficientes como para justificar este cambio.

22 Tabla comparativa

23 Al margen del estándar de acceso se deberá tener en cuenta el número de radios necesario para cubrir las necesidades de la red. Aunque sólo fuera por una mera cuestión de escalabilidad es aconsejable apostar por equipos con doble radio (2.4 / 5 GHz) dado que el poco sobrecoste frente a equipos monoradio justifica de sobra la inversión con miras al futuro. Al margen de la decisión acerca del empleo de radios duales también es necesario decidir acerca del número de radios necesarias. Cada una de las bandas puede disponer de una, dos o tres radios y la elección de una cantidad u otra permitirá incrementar el número de sesiones concurrentes a soportar por un punto de acceso..

24 Como premisa básica de diseño suele tomarse unos 50-60 usuarios máximos por radio, en base a ese umbral se deben realizar los cálculos de radios que se necesiten para la red.

25 Para ello se muestra una tabla con alguno de los principales terminales de acceso a la red y las posibilidades de conexión que permiten. 2,4 GHz 5,4 GHz SMARTPHONES iPhone 4S Sí No Samsung Galaxy S2 HTC Desire Sony Ericsson Xperia U Blackberry Curve 9320 TABLETS iPad Samsung Galaxy Tab Sony Tablet S Microsoft Surface Google Nexus Como puede apreciarse son los smartphones los que más limitaciones de conectividad presentan por lo que debe intentar contar con la banda de 2.4 GHz para el uso de este tipo de terminales.

26 DISEÑO PRELIMINAR Una vez decidido el equipamiento óptimo para el despliegue de la red es momento de realizar un estudio preliminar en el que se decida la ubicación de los puntos de acceso y la parametrización que haremos de los mismos. Llegados a este punto y antes de ponernos a colocar puntos de acceso por los planos, tenemos que tener en cuenta que este diseño preliminar deberá adecuarse a las necesidades propias del cliente buscando en función de sus requisitos maximizar ciertos parámetros de la red. Para ello habitualmente se hace uso de alguno de los siguientes modelos de diseño.

27 DISEÑO BASADO EN COBERTURAEste modelo de diseño se centra en maximizar los niveles de cobertura, intentando cubrir con un equipo el máximo área de cobertura posible. Se trata de algo habitual en redes en las que la capacidad no es una prioridad. En el caso de que apostemos por este modelo debemos contemplar una separación entre dispositivos de entre 30 y 60 metros dependiendo si nos encontramos en espacios más o menos diáfanos (a espacios más diáfanos distancias mayores). Un espacio diáfano es un espacio a través del cual pasa la luz casi en su totalidad.  Una sala diáfana es una sala muy amplia donde pasa la luz casi en su totalidad.

28 En este caso la potencia de los equipos puede fijarse en valores más altos (entre el 60 y 90%) para intentar alcanzar zonas lo más extensas posibles llevando siempre un control para minimizar las interferencias que podamos provocar en los equipos vecinos. Este modelo de diseño es cada vez menos habitual, pero puede ser interesante en determinados escenarios.

29 DISEÑO BASADO EN CAPACIDADEl constante crecimiento del número de dispositivos conectados a la red así como el tipo de tráfico requerido (vídeo,voz y datos) obliga a contemplar un modelo de diseño que ofrezca mejor capacidad y número de sesiones concurrentes que el diseño basado en cobertura que hemos comentado con anterioridad; se trata de llevar a cabo un diseño basado en capacidad. Para ello tendremos que hacer uso de una mayor densidad de puntos de acceso aunque ello conlleve hacer uso de celdas más pequeñas. Este nuevo enfoque para las celdas requerirá un ajuste de la potencia transmitida para evitar interferencias con el resto de la red pero la pérdida de cobertura resultará en unos resultados de capacidad muy superiores. Sesiones concurrentes: conexiones simultaneas que puede tener un router

30 En este caso se aconseja que la distancia entre los puntos de acceso se ajuste entre 15 y 20 m y que la potencia de los equipos no se fije en valores excesivamente altos para evitar las interferencias entre los diferentes sistemas radiantes. Suele considerarse como valores adecuados para este tipo de diseños potencias entre el 25 y el 60% dependiendo de las condiciones de cada celda concreta. Una vez determinado el modelo de diseño de red planteado la siguiente fase es definir la ubicación de los equipos y analizar si los niveles de cobertura previstos con dicha ubicación cubren los requisitos del cliente.

31 Diseño basado en cobertura (izquierda) frente a diseño basado en capacidad (derecha)

32 Para la determinación de las ubicaciones óptimas es aconsejable seguir ciertos consejos que ayudarán a obtener el máximo rendimiento de nuestra red con la inversión más ajustada posible.

33 Por ejemplo: En el ámbito de un proyecto de red WiFi es habitual encontrarse con el diseño de un entorno en el que se deban cubrir diferentes plantas. En este caso se debe intentar no hacer coincidir en el plano vertical la ubicación de los diferentes equipos dado que por un lado provocaríamos interferencias entre los equipos y por otro no optimizaríamos los niveles de cobertura de la red. Los mecanismos de control automático de potencia disponibles en la mayoría de equipamiento WiFi profesional en el caso de detectar altos niveles de interferencia actuarían reduciendo la potencia de transmisión de los equipos con la consecuente pérdida de cobertura que ello conlleva.

34 Diseño multiplanta mal planteado

35 Si por el contrario ubicamos en diferentes planos los equipos evitaremos esta circunstancia y permitiremos que los equipos transmitan con unos niveles de potencia superior con la consecuente optimización de su área de cobertura.

36 Diseño multiplanta optimizado

37 Otro de los escenarios habituales que puede encontrarse en despliegues de redes WiFi es aquel que contempla una estructura con pasillos y zonas de cobertura a ambos lados del pasillo. Se trata de una estructura típica en hoteles y centros educativos, escenarios potenciales de uso de redes WiFi. En este caso en muchas ocasiones se hace uso del pasillo para la ubicación de los equipos y desde allí ofrecer cobertura a las instalaciones ubicadas a ambos lados del pasillo. Este acercamiento puede ser adecuado para ciertos entornos, pero en muchas ocasiones puede no serlo por no cubrir adecuadamente la totalidad del área de interés y por las interferencias que provocarían entre sí los equipos al encontrarse ubicados en zonas con línea de vista entre los mismos.

38 Diseño en pasillo mal planteado

39 Diseño en pasillo optimizado

40 Teniendo en cuenta todas estas consideraciones y tras determinar la ubicación óptima de los equipos debe evaluarse la idoneidad de dicha ubicación para cubrir las necesidades del proyecto. Para llevar a cabo los cálculos necesarios existen numerosas herramientas software tanto genéricas como propias de cada fabricante que ofrecen una parametrización de los equipos susceptibles de ser empleados y permiten la importación de los planos y esquemas disponibles de las instalaciones del cliente.

41 A continuación se recogen algunas de las principales herramientas empleadas para este tipo de estudios: Aruba VisualRF Airmagnet Survey Ekahau Site Survey Motorola LAN Planner Juniper Ring Master Hacer click para ver Ver ejemplo de reporte Con cualquiera de estas herramientas pueden obtenerse informes con un detalle de la ubicación y parametrización de los equipos. En general, si se han seguido las diferentes premisas recogidas en estas mejores prácticas, los resultados obtenidos sirven perfectamente como punto de partida para llevar a cabo la instalación y puesta en marcha de la red.

42 Adicional: Radio Mobile; es un programa de simulación de radio propagación gratuito desarrollado por Roger Coudé para predecir el comportamiento de sistemas de radio, simular radioenlaces y representar el área de cobertura de una red de radiocomunicaciones, entre otras funciones. 

43 DISEÑO DEFINITIVO Por último tomando como base el diseño preliminar es necesario confirmar que el mismo cubrirá las necesidades del cliente, para lo que se debe llevar a cabo un site survey de la red planteada. Esta fase, fundamental en proyectos de este tipo, es muchas veces eliminada de los proyectos por cuestiones presupuestarias tomando como diseño definitivo el definido durante la fase preliminar provocando en ocasiones resultados que no cubren las necesidades definidas por el cliente. Un estudio del sitio es una inspección de un área donde se propone el trabajo, para recopilar información para un diseño o una estimación para completar las tareas iniciales que se requieren para una actividad al aire libre. Se puede determinar una ubicación precisa, el acceso, la mejor orientación para el sitio y la ubicación de los obstáculos. El tipo de encuesta sobre el sitio y las mejores prácticas que se requieren dependen de la naturaleza del proyecto. [ 1 ] Ejemplos de proyectos que requieren un estudio preliminar del sitio incluyen la construcción urbana, [ 2 ] la construcción especializada (por ejemplo, la ubicación de un telescopio) [ 3 ] y la red inalámbrica de diseño. [ 

44 La realización de estos estudios tiene por objetivo llevar a cabo una simulación real del rendimiento que tendría la red planteada en la fase de diseño preliminar. Para ello deberemos hacer uso de puntos de acceso como los contemplados en el diseño preliminar (o con características análogas) y ubicarlos de forma temporal en las ubicaciones definidas en el diseño preliminar. Para ello podemos usar elementos como trípodes, mástiles o soportes de micrófono o directamente si no conlleva demasiada complicación podremos fijar los equipos al techo o pared.

45 Una vez ubicados los equipos se hará uso de un software específico como Airmagnet Survey o Ekahau Site Survey que permiten tomar una serie de medidas de radiación que a posteriori permitirán componer un mapa de calor. Como es obvio es importante que el equipo donde se vaya a hacer uso del software disponga de la tarjeta de red necesaria (doble radio, n,…) y que la misma esté incluida en la lista de tarjetas compatibles facilitada por el fabricante del software.

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47 Gracias al mapa de calor generado se podrá determinar el rendimiento esperado de la red con una fidelidad muy superior a la que se puede extraer de un estudio preliminar basado en la información recogida en los planos. En el caso de que se detecte que las ubicaciones propuestas en el diseño preliminar no cubren las necesidades del proyecto, en esta fase se deben acometer las modificaciones de diseño necesarias para ofrecer los niveles requeridos.

48 Como se habrá podido comprobar el diseño de una red WiFi es un proceso que requiere de personal y herramientas especializadas. Esto unido al tiempo de vida habitual de estas redes (7-10 años) justifica el hecho de confiar su gestión a personal con la cualificación y experiencia necesaria para llevarlo a cabo.

49 Luego de tener la red funcionando existen software que permiten monitorear su desempeño

50 Software para redes wi-fiNota: Esta información es del blog del prof. Albino Goncalves y la data que muestra es de un trabajo especial de grado del año Muestra los distintos software para el análisis y monitoreo de redes

51 Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-FiNombre de Software Netstumbler 0.4.0 Vistumbler 10.1 Inssider 2.0 Wireless Mon 3.1 NetSurveyor NetSurveyor Pro Xirrus Wifi Inspector 1.2.0 netview 1.30 Homedale 1.15 Wifi Hopper 1.2 Área de Uso Educativa/ Industrial Doméstica Tipo de Licencia Gratis Gratis (GPL) Gratis (Apache 2.0) Prueba por 30 días Prueba por 10 usos Prueba por 15 días Sistema Operativo Windows 2000/XP Windows Vista/7 Windows XP/Vista/7 Windows 2000/XP/ Vista/7 Idioma Inglés Plurilingüe Requiere instalación Gráficos de Intensidad de Señal 1 Gráfico 2 Gráficos 4 Gráficos 3 Gráficos 6 Gráficos No tiene Gráficos Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

52 Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-FiConexión a GPS Exportación a Google Earth Reporte de los resultados Bandas Soportadas 2,4-5,8 GHz 2,4 GHz Detecta Estándares de la IEEE 802.11a/b/g 802.11a/b/g/n 802.11b/g/n Manual de Usuario Manual vía web Interfaz gráfica Sencilla Poco Intuitiva Sencilla y Amigable Sencilla y amigable Muy Sencilla Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

53 Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-FiPermite la conexión a Red Wi-Fi Modo “Demo” Identificador de red MAC Address Canales de Transmisión Tipo de Seguridad Valor del nivel de la Señal Modulación Fabricante de equipo de red Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

54 Evaluación Técnica Software Análisis Redes Wi-FiDesde el punto de vista técnico se seleccionaron como alternativas más viables los siguientes software: Inssider 2.0, NetSurveyor y Xirrus Wi-Fi Inspector debido a que son herramientas fáciles de manejar, con interfaz gráfica muy amigable a la vista del usuario y en cuanto a las variables que analizan se complementan uno con el otro, pero sobre todo que son compatibles con Windows 7. Fuente: Sánchez, Méndez (2011)

55 Redes Inalámbricas y MovilidadInssider Ampliación Redes

56 Redes Inalámbricas y MovilidadInssider Ampliación Redes

57 Xirrus

58 Xirrus

59 Netstumbler

60 Netstumbler

61 Otro muy utilizado: WirelessMon 4.0

62 WirelessMon Ventana principal con MetaGeek Wi-Spy: Esto muestra el nivel de señal es muy alto en el canal 1

63 WirelessMon El mapa de la ventana

64 Les anexo la guía de usuario de Xirrus, en caso de necesitarlaLuego de analizar cada uno de las características que presenta el cuadro, seleccionen una para la practica a realizar: Haga clik: para mayor información aqui Les anexo la guía de usuario de Xirrus, en caso de necesitarla