Организация Wi-Fi в объектах городской и пригородной инфраструктуры

Опубликовано в номере:
PDF версия
Ежегодно объем глобального интернет-трафика увеличивается на 25% и к 2020 г. достигнет отметки в 160 Эксабайт. Прогнозируется, что к этому времени больше половины трафика будет генерироваться с мобильных устройств. Чтобы обрабатывать такие объемы данных, необходима соответствующая беспроводная инфраструктура, и в последнее время большую популярность при создании беспроводных сетей связи стала набирать технология Wi-Fi. В статье представлен проект организации сети Wi-Fi в городской/пригородной зоне.

Принятый в 2012 г. стандарт 802.11ac позволяет говорить о Wi-Fi как о полноценной технологии, способной на равных конкурировать с проводными сетями связи и эффективно использоваться для разгрузки мобильных сетей. Однако чтобы получить широкое распространение, Wi-Fi-сеть должна удовлетворять следующим запросам пользователей:

  • иметь большую зону покрытия и позволять им свободно перемещаться по территории без прерываний сеансов связи;
  • равномерно распределять сетевые ресурсы и гарантировать высокое качество обслуживания.

Решить данные задачи позволяет «бесшовная» сеть Wi-Fi, построенная на основе оборудования Wisnetworks, официальным дистрибьютором которого является компания «ЕвроМобайл».

 

Как создается единая «бесшовная» сеть Wi-Fi?

Оборудование Wisnetworks дает возможность создавать беспроводные сети операторского класса любой сложности и масштаба. Вся линейка включает в себя около 100 моделей, среди которых точки доступа, шлюзы, мосты и базовые станции. Рассмотрим, как на базе оборудования Wisnetworks создается единая «бесшовная» Wi-Fi-сеть, работающая на объектах городской и пригородной инфраструктуры (рис. 1).

 схема организации Wi-Fi в городской и пригородной зоне

Рис. 1. Общая схема организации Wi-Fi в городской и пригородной зоне с помощью оборудования Wisnetworks

WisCloud Controller

Рис. 2. Контроллер WisCloud Controller

Основным элементом сети является аппаратный контроллер WisCloud Controller (рис. 2), который осуществляет единое централизованное управление всем парком  Wi-Fi-оборудования. Это дает сети следующие возможности:

  • Балансировка нагрузки. Все активные клиенты распределяются между подключенными точками доступа, что позволяет оптимизировать использование ресурсов, увеличить скорость обслуживания запросов и улучшить качество обслуживания пользователей (рис. 3).

    Принцип осуществления балансировки нагрузки оборудования Wisnetworks

    Рис. 3. Принцип осуществления балансировки нагрузки оборудования Wisnetworks

  • «Бесшовный» роуминг. Контроллер автоматически переключает терминальное оборудование пользователя между точками доступа при перемещении пользователя по объектам городской и пригородной инфраструктуры. Переключение осуществляется без прерывания сеансов связи. Потери информации при переключении минимальны или вовсе равны нулю (рис. 4).

    Принцип «бесшовного» роуминга оборудования Wisnetworks

    Рис. 4. Принцип «бесшовного» роуминга оборудования Wisnetworks

  • Band Steering. Данная технология позволяет автоматически перенаправлять клиентские устройства на частоту 5 ГГц, если они способны работать в данном диапазоне. Стоит отметить, что «ЕвроМобайл» имеет все необходимые сертификаты Минкомсвязи, разрешающие оборудованию работать на частотах 2,4 и 5 ГГц.

Для того чтобы организовать Wi-Fi на удаленных территориях (например, в коттеджных поселках), в точку, куда планируется провести Wi-Fi, организуется высокоскоростной транзитный канал связи. Для этого используется беспроводной мост WIS-D523AC.

Беспроводной мост, как и все базовые станции Wisnetworks, поддерживает стандарты 802.11a/n/ac, технологию WiD TDMA (Wireless Individual Division technology — усовершенствованная технология множественного доступа с разделением по времени) и MIMO (Multiple Input Multiple Output — технология одновременной передачи сигнала несколькими антеннами). Протокол WiD TDMA запатентован компанией Wisnetworks и позволяет увеличить пропускную способность устройства. Технология MIMO дает возможность улучшить отношение сигнал/шум и увеличить скорость передачи данных. Так, 2×2 MIMO для скорости 867 Мбит/с 5 ГГц дает возможность беспроводному мосту передавать данные в три раза быстрее стандарта 802.11n.

Мощность передатчика беспроводного моста, равная 27 дБм, и антенна-усилитель на 23 дБи (углы изучения 10° по вертикали и по горизонтали) обеспечивают дальность действия оборудования до 20 км. Встроенный модуль грозозащиты выдерживает разряды до 16 кВ. На расстояние 4–5 км мост способен передавать данные со скоростью 400–500 Мбит/с. Для создания каналов большей длины используются ретрансляторы.

В точке, куда проведен транзитный канал связи, устанавливается базовая станция, способная работать в двух диапазонах частот: 5 ГГц и 2,4 ГГц. Частота 5 ГГц служит для поддержания транзитного канала связи, а частота 2,4 ГГц — для раздачи Wi-Fi пользователям, находящимся неподалеку от базовой станции.

Наиболее оптимально по соотношению цена/качество использовать как двухдиапазонную базовую станцию модель WCAP-AC-OS. Два диапазона частот позволяют WCAP-AC-OS раздавать канал абонентам (поддерживается до 150 пользователей) и вести транзитный канал на другие базовые станции, находящиеся в более удаленных точках. Передача сигнала осуществляется с помощью секторной 13-дБи 90° антенны.

Для крупных населенных пунктов с большой площадью поддерживается установка до 4 базовых станций WCAP-AC-OS. В качестве удаленных базовых станций можно использовать WCAP-AC-Outdoor. Это устройство хорошо подходит для покрытия небольшого парка, детской площадки, сквера и т. д. Способно также одновременно поддерживать транзитный канал на частоте 5 ГГц и местный обмен с пользовательскими устройствами на частоте 2,4 ГГц.

Чтобы обеспечить максимальный охват домовладений при распределении сигнала, базовые станции обычно устанавливаются на столбе или крыше высокого дома. В случае размещения конкретного домовладения на расстоянии более 100 м от базовой станции устанавливается оборудование CPE (сustomer premises equipment), которое обеспечивает прием информации от базовой станции и ее передачу на оборудование пользователя.

Разведение Интернета по домовладению зависит от его размеров и пожеланий владельца. Для решения этой задачи можно использовать обычные точки доступа, такие как WCAP-AC и WIS Q5300. Эти CPE могут подключаться цепочкой в режиме PoE на дистанции до 120 м. Также для раздачи Wi-Fi может использоваться точка доступа наружного исполнения серии WCAP-Outdoor.

Базовые станции серий WCAP-AC-OS/WCAP-AC-Outdoor/ WCAP-Outdoor представлены на рис. 5.

 Базовые станции серий WCAP-AC-OS / WCAP-AC-Outdoor / WCAP-Outdoor

Рис. 5. Базовые станции серий WCAP-AC-OS / WCAP-AC-Outdoor / WCAP-Outdoor

Все базовые станции обладают ESD-защитой и сделаны из алюминия IP6X, что защищает оборудование от погодного воздействия. Все это позволяет использовать наружные базовые станции даже в самых сложных метеоусловиях.

Точки доступа, используемые в проектах в качестве CPE, обладают высокой производительностью и могут быть выполнены в различных удобных для монтажа исполнениях. В больших помещениях (выставочные залы, павильоны и др.) оборудование крепится на потолок. Также оборудование может быть закреплено на специальный штатив, что позволит беспрепятственно переносить установку и по мере необходимости организовывать сеть на любой территории.

Для организации Wi-Fi внутри офисов и торговых центров в решении используется высокопроизводительный маршрутизатор. Если требуется обслуживать достаточно большое количество пользователей, для этого подойдет 8-портовый (2 × 100/1000 Мбит/с RJ45 + 2 × SFP+ 1/10 Гбит/с) Multi-WAN Hotspot-маршрутизатор WIS-R 8000.

Производительность маршрутизатора позволяет в режиме реального времени обслуживать до 2000 пользователей, поддерживая одновременно 1 300 000 сессий. Маршрутизатор обладает возможностью квотирования объема трафика/полосы пропускания и агрегации/балансировки до 5 каналов связи. Layer-7 smart QoS позволяет контролировать ширину канала, ограничения по скорости, а также устанавливать приоритеты для различных типов трафика.

В оборудование встроен кастомизируемый веб-портал аутентификации для разных групп клиентов. Обеспечивается работа с настраиваемой пользовательской страницей входа и PPPoE-сервером. Предоставляется профессиональный AAA-сервис — как для CPE, так и для мобильных пользователей. Верификация пользователей может осуществляться по дате/продолжительности/выделенной квоте.

Для подключения и разнесения большего числа точек доступа к маршрутизатору подключается 10-портовый неуправляемый гигабитный коммутатор WIS-SG900P, поддерживающий PoE 802.3at на 8 портах. Высокая производительность коммутатора позволяет ему обрабатывать до 20 Гб/c Интернет-трафика.

Для случаев, когда по каким-либо причинам нет возможности организовать транзитный канал, но можно использовать сотовый канал связи, оборудование Wisnetworks позволяет создать автономное временное решение. Данный вариант можно применить для организации Wi-Fi на выездных мероприятиях, фестивалях на природе и т. д. Схема построения сети схожа с решением для офисов и торговых центров, которое было рассмотрено выше, но вместо маршрутизатора WIS-R 8000 используется 3G/LTE-роутер.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *