Planificación de una red Inalámbrica

Materiales de apoyo para entrenadores en redes inalámbricas

Metas

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‣ Entender porqué es importante la planificación de una red inalámbrica (o inclusive un simple enlace) y de qué manera realizarla efectivamente

‣ Conocer cuál es la información más importante que debemos recabar antes de realizar una inspección de sitio o “Site Survey” y cómo llevarla a cabo

‣ Familiarizarnos con algunas herramientas gratuitas que pueden facilitar la planificación de la red y la simulación de diferentes escenarios

¿Por qué es necesario planificar una red inalámbrica?

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Empecemos con una lista de aquellos casos en los que la planificación no es necesaria y puede obviarse (o simplificarse notablemente):

‣ despliegues muy simples: por ejemplo, un AP para dar servicio a un salón de conferencias

‣ repetidas instalaciones del mismo equipo en sitios diferentes pero similares

‣ experimentos o pruebas, destinados a familiarizarnos con equipo de reciente adquisición

En todas las situaciones anteriores, se puede simplemente proceder a la instalación sin necesidad de realizar el procedimiento formal de planificación.

Cómo planificar una red inalámbrica

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‣ Se presenta un simple procedimiento paso a paso, como una guía para que usted organice su propia planificación y diseño de la manera más efectiva.

‣ Recuerde que en un campo complejo como el de las redes no existe nunca un procedimiento paso a paso perfecto que pueda garantizar siempre el éxito: Ud. tendrá que adaptar el esquema de planificación a las realidades locales con sus ventajas y limitaciones.

‣ La planificación apropiada toma tiempo. Recuerde asignar un tiempo razonable para la planificación y empezar a hacerla desde el propio inicio del proyecto

Defina sus metas

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1) Defina sus metas y caracterice el resultado deseado de su proyecto, con cifras medibles tales como:

• uso promedio (número de clientes conectados)

• caudal promedio/pico (total/por usuario)

• latencia y otros aspectos que pueden influir en los servicios ofrecidos por la red

• confiabilidad (porcentaje de indisponibilidad)

• costos de mantenimiento

Entienda las limitaciones

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2) Conozca las limitaciones y restricciones a las que se enfrenta, tales como:

‣ disponibilidad local de equipos

‣ aspectos regulatorios (permisos, pagos de licencias, frecuencias y potencias permitidas, homologación de equipos)

‣ limitaciones del ISP

‣ acceso a sitios y a la infraestructura (azoteas, torres)

‣ disponibilidad de energía eléctrica (y su calidad/confiabilidad)

‣ recursos humanos (para despliegue/mantenimiento)

‣ restricciones financieras (presupuesto/flujo de caja)

Diseño y simulación

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3) Comprobación de factibilidad: diseñe y simule la arquitectura de su red inalámbrica, considerando aspectos como:

‣ ubicación de los nodos y su accesibilidad (mapas)

‣ equipos que se desplegarán en cada nodo

‣ disponibilidad de estructuras de soporte para las antenas

‣ presupuesto de potencia de RF y disponibilidad de línea de vista en cada salto (con la ayuda de Radio Mobile)

‣ fuente de energía para cada equipo

‣ selección de la frecuencia de operación de cada salto

‣ aspectos relacionados con la co-ubicación, tales como la interferencia en cada nodo

Google Earth

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http://earth.google.com/

‣ Verificar la línea de vista entre ubicaciones

‣ Obtener coordenadas GPS de los sitios

‣ Cubre la casi totalidad de sitios

‣ En algunas ciudades hay detalles hasta de edificios

Hay muchos programas que se pueden usar para simular radioenlaces y cobertura de estaciones base, algunos con costos de miles de dólares.

Se ahorra tiempo considerable utilizando simuladores del enlace. Si la simulación muestra que un enlace no es viable, ni siquiera hace falta hacer una inspección del sitio.

Radio Mobile es un programa gratuito dirigido a los radioaficionados desarrollado por Roger Coudè que está basado en el conocido modelo de propagación sobre terreno irregular Longley-Rice, válido desde 20 MHz a 20 GHz. Utiliza varios tipos de mapas digitales de elevación disponibles gratuitamente para todo el mundo.

Simulación de enlaces con Radio Mobile

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Inspección del sitio (Site survey)

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4) La inspección de cada sitio relevante tiene por objeto evaluar los aspectos positivos y negativos tales como:

‣ acceso al sitio y a las estructuras de interés‣ disponibilidad de energía eléctrica y puesta tierra‣ análisis del espectro electromagnético relevante (para

selección de los canales más idóneos)‣ despeje de la línea de vista hacia otros sitios‣ existencia de estructuras aprovechables para montar

antenas‣ verificación de requisitos previo a la instalación (personal

requerido, llaves, escaleras, etc.)‣ verificación de coordenadas con GPS y de la elevación‣ documentación de todo con notas y fotos

lleve consigo:‣ Cuaderno y pluma

‣ Arnés, guantes y útiles de escalada

‣ Brújula, GPS (si disponible)

‣ Binóculos o telescopio pequeño

‣ Analizador de espectros

‣ Mapa del área de interés

‣ Cámara digital

‣ Cinta métrica

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Algunos consejos de expertos

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‣ En enlaces a muy larga distancias, puede ser muy difícil ubicar el lugar remoto. Durante el día se puede utilizar un espejo para reflejar la luz del sol en le sitio remoto y así localizarlo. De noche se pueden usar luces intermitentes.

‣ Un globo lleno de helio atado a un cordel puede ser utilizado para localizar el extremo remoto y también para determinar la altura de la torre requerida para obtener línea de vista.

‣ La cobertura de la telefonía móvil no es universal. Lleve un par de radios cuando trabaje en lugares remotos (especialmente para alineación de antenas).

‣ Los paraguas pueden ayudar a visualizar la pantalla de un laptop en un día soleado.

‣ Seguridad: use guantes, casco protector y arnés al trepar una torre

Diseño final

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5) El diseño final de su red inalámbrica usando la información relevada durante la inspección del sitio:

‣ escogencia final de los equipos para cada nodo

‣ cálculo final del presupuesto de potencia para cada salto

‣ planos detallados para el montaje de las antenas y el recorrido de todos los cables (RF/Ethernet/energía/puesta a tierra)

‣ plan de frecuencias

‣ topología y arquitectura de la red, asignación de direcciones IP

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MANGOCHI

MPINGWEBLANTYRE COM

ZOMBA PEAK

5 GHz mikrotik

HOSP

PANEL

2,4 GHz ubiquiti

medcol-mpingwe-111IP: 192.168.1.111tx: 5300 rx: 5180

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:21remote-mac: 00:15:6D:63:CE:1A

mpingwe-medcol-108IP: 192.168.1.108tx: 5180 rx: 5300

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:1A remote-mac: 00:15:6D:63:CE:21

mpingwe-zomba-103IP: 192.168.1.103tx: 5805 rx: 5240

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:00 remote-mac: 00:15:6D:63:CE:0D

zomba-mpingwe-109IP: 192.168.1.109tx: 5240 rx: 5805

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:0D remote-mac: 00:15:6D:63:CE:00

zomba-mangochi-105IP: 192.168.1.105tx: 5745 rx: 5260

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:06remote-mac: 00:15:6D:63:CE:11

mangochi-zomba-104IP: 192.168.1.104tx: 5260 rx: 5745

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:11remote-mac: 00:15:6D:63:CE:06

mangochi-zomba-107IP: 192.168.1.107tx: 5180 rx: 5745

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:0Eremote-mac: 00:15:6D:63:CE:0F

zomba-mangochi-101IP: 192.168.1.101tx: 5745 rx: 5180

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:0Fremote-mac: 00:15:6D:63:CE:0E

zomba-mpingwe-110IP: 192.168.1.110tx: 5320 rx: 5180

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:01remote-mac: 00:15:6D:63:CE:24

mpingwe-zomba-106IP: 192.168.1.106tx: 5180 rx: 5320

Nstreme: 00:15:6D:63:CE:24 remote-mac: 00:15:6D:63:CE:01

Este es un ejemplo de un plano de red con direcciones MAC e IP, nombres de anfitriones, ubicaciones, interconexiones, bandas de operación y frecuencias utilizadas.

Antes del despliegue:

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6) Pasos finales antes del despliegue (no la noche anterior ;-):

‣ elabore un calendario para todas las compras, transporte y despliegue de los equipos.

‣ planee con anticipación la adjudicación de los recursos humanos: quien irá adónde y cuándo para hacer qué (e informe a los interesados con antelación).

‣ configure y pruebe todos los equipos antes de salir del laboratorio (haga una simulación completa de toda la red de ser posible)

‣ prepare una lista de comprobación de todo el equipo/herramientas/suministros que va a necesitar en cada sitio

‣ coloque una etiqueta en todos los dispositivos con información relevante como contraseñas, direcciones IP, nombres de los puertos, etc.

Despliegue

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7) Despliegue:

‣ instale todo el equipo, antenas y cables

‣ realice un ajuste final de la alineación de las antenas mediante un generador de señales y analizador de espectros (si dispone de ellos)

‣ pruebe las fuentes de alimentación y los cables Ethernet

‣ compruebe que los radios funcionan

‣ compruebe que el enlace funciona

‣ haga un ajuste final de la alineación de las antenas usando las lecturas de intensidad de señal en el receptor (si no lo hizo en el punto 2)

‣ realice pruebas de prestaciones en cada uno de los enlaces y en la red completa

‣ impermeabilice todos los conectores expuestos a la intemperie y las cajas estancas, apriete todas las tuercas de los herrajes de antenas.

Post-despliegue

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8) Tareas posteriores al despliegue (a ser realizadas en el sitio durante la instalación o inmediatamente después de la instalación):

‣ documente la configuración definitiva de todos los dispositivos

‣ revise los planos de recorrido (con diagramas) de todos los cables, RF, Ethernet, energía y puesta a tierra, documentando cualquier diferencia con el plan original

‣ anote la potencia de señal RF recibida en cada receptor, para comparación y referencia futura

‣ diseñe un plan de mantenimiento y de visita de cada sitio

Radio Mobile es paraWindows pero puede ser usado en Linux o MACmediante emuladores.

Proporciona toda clase de detalles para radioenlaces punto a punto, incluyendo nivel de señal esperado en cualquier punto a lo largo de la trayectoria, tomando en cuenta el efecto de la difracción en los obstáculos.

Automáticamente construye el perfil entre dos puntos a partir de los datos de elevación y muestra las zonas de Fresnel y la curvatura de la tierra, así como la altura de antena requerida para despejar los obstáculos. Es una herramienta maravillosa para explorar distintos escenarios y diferentes valores para las variables del sistema.

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Simulación de enlaces con Radio Mobile

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Para redes punto a multipunto muestra el área de cobertura de la estación base (con diferentes colores para diferentes intensidades de señal), sugiere sitios convenientes para la ubicación de la Estación Base y permite ver los efectos en el área de cobertura de cambiar el diagrama de radiación de la antena.

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Utiliza rumbos verdaderos pero también suministra el valor de la declinación magnética en el sitio con lo que se pueden relacionar las lecturas de la brújula con los datos del mapa.

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Descargue Radio MobileDescargue Radio Mobile de aquí:

http://www.cplus.org/rmw/english1.html

Encontrará también las instrucciones sobre como obtener los mapas digitales de elevación de su área de interés.

Estos mapas vienen en archivos (ficheros) cada uno de los cuales abarca 1 grado de longitud X grado de latitud, por lo que puede ser necesario descargar varios ficheros si su red cubre una zona extensa.

Después de haber descargado los mapas se puede trabajar sin acceso a Internet (requerido en cambio cuando se usa Google Earth).

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Conclusiones

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• El esfuerzo dedicado a la planificación se compensa diez veces con lo ahorrado en la instalación y mantenimiento.

• Configure y pruebe todos los equipos “en el laboratorio” antes de desplegarlo en el campo.

• Mantenga una buena documentación de las variables de configuración de todos los dispositivos como ayuda para la detección de fallas y expansiones futuras de su red.

• No olvide incluir el mantenimiento en su planificación (tanto en lo financiero como en la logística)!

• Herramientas como Radio Mobile permiten automatizar muchas partes del proceso de planificación.

Para más detalles sobre los tópicos presentados en esta charla, vaya al libro Redes Inalámbricas en los Países en Desarrollo, de descarga gratuita en varios idiomas en:

http://wndw.net/

Gracias por su atención