A 802.11ac kihívásai A 802.11n még nem ment ki a divatból, a gyártók még mindig ajánlják a telepítésekhez. Az informatikai vezetőknek viszont már gondolniuk kell a 802.11ac-ra történő átállásra, amikor az informatikai hálózatuk tervezéséről, átalakításáról van szó. Az új szabvány tele új lehetőségekkel, felkészülten várja a felhasználók növekvő igényeinek kiszolgálását, különösen a BYOD eszközök esetében. Csakúgy, mint a 802.11n a b/g előtt, a 802.11ac nagyobb sebességet ígér elődeihez képest. Elérhetővé válik az 1,3Gbps, de akár a 6,9Gbps, amennyiben a javasolt módosítások elfogadásra kerülnek. Ez a dokumentum bepillantást nyújt a 802.11ac szabvány kialakulásába, technológiai hátterébe, felvázolja az átállás lehetséges menetét. Vezetői összefoglaló A jövő vezeték nélküli hálózatai kihívások elé néznek. Lehetséges forgatókönyv, hogy 2015 közepére az okostelefonok túlnyomó többsége hardveresen már felkészült lesz a 802.11ac szabvány szerinti működésre. Azt sem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a tabletek kapacitása 3-4-szer nagyobb az okostelefonoknál. Ebből egyenesen következik a növekvő sávszélesség igény, mivel az alkalmazások többsége felhőbe költözik, továbbá a VoIP és video jelentős elterjedése minimálisra csökkenti a lehetséges késleltetés és csomagvesztés értékét. A forgalomi minták is változnak. Eddig a letöltési irány igényelt nagyobb sávszélességet. Az okostelefonok és tabletek folyamatos terjedésével frissítési igényük megnő, asztali alkalmazások, reklámok jelennek meg rajtuk. A feltöltési irányban egyre több szinkronizációs esemény történik, mint pl.: a fotók feltöltése a felhő alapú tárolóba. A legtöbb BYOD eszköz folyamatosan azonosítást végez és szinkronizál a zökkenőmentes roaming érdekében. Mindezek rövidesen megjelennek a vállalati hálózatokban, a felhasználók besétálnak BYOD eszközeikkel az épületbe és használni fogják az ottani vezeték nélküli kapcsolatokat. Az új IEEE802.11ac szabvány platformot biztosít a jövőbeli kihívásoknak történő megfeleléssel, a rádiófrekvenciás spektrum korszerűbb kihasználásával. A technológiai fejlesztések jelentős mértékben növelik a sávszélességet és a teljesítményt az 5GHz sáv felhasználásával. Bevezetése két hullámban történik. 1 hullám: az eszközök elérhetik az 1,3Gbps sebességet a szélesebb csatorna bonding használatával, illetve a megnövelt modulációval és akár 3 egyidejű adatfolyam (spatial streams) alkalmazásával. 2 hullám: az eszközök el fogják érni a 6,9Gbps sebességet a még szélesebb csatorna bonding használatával, akár 8 egyidejű adatfolyammal és a Multi-User MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technológiával. 802.11ac ígéretei Megnövelt kapacitás, magasabb áteresztőképesség több egyidejű ügyfélkapcsolat alatt, teljesítmény csökkenés nélkül Alacsonyabb késleltetés, minőségileg jobb kapcsolat a valós idejű (VoIP, video) alkalmazások érdekében Hatékonyabb energiafelhasználás következtében kisebb fogyasztás az adattovábbítás során A 802.11ac-re történő migráció tervezése során fontos figyelembe venni, hogy az AP sűrűség nagyobb lesz a 802.11a/b/g hálózatokhoz képest annak érdekében, hogy megfeleljen a felhasználói igényeknek, amit a BYOD eszközök támasztanak. A megfelelő sávszélesség, a le-, és feltöltési igények szem előtt tartása lényeges szempont. Tehát nem
elég a lefedettséget tervezni, már figyelni kell a kapacitásra és a teljesítményre. Az AirMagnet Planner és Survey Pro ebben segít, nem csak a lefedettség, de a kapacitás is tervezhető kezdetektől fogva. A megnövekedett sebesség igény a vezetékes oldalt is érinti. Fontos átvizsgálni a meglévő infrastruktúrát, megfelelő terveket kell készíteni annak felkészítésére, mind a sebesség, mind a Power over Ethernet (PoE) 802.3at és 802.3af szabványok miatt. Amint az átalakítások megtörténnek, fontossá válik a teljesítmény és távtáplálás rendszerének ellenőrzése. Az átalakításokat és telepítéseket követően teszteket kell végezni a vezeték nélküli hálózaton. Célszerű ellenőrizni a valós sebességet, a teljesítményt, és ezt összehasonlítani a névleges értékekkel. A 802.11ac szabványt támogató eszközök nagy valószínűséggel gyorsabban fognak elterjedni az otthoni környezetben. Ösztönözni fogja a felhasználókat, hogy a hordozható eszközeiket bevigyék a munkahelyre a kényelmesebb munkavégzés érdekében. Ez komoly biztonsági rést fog jelenteni, lehetővé válik a potenciális elkövetők csatlakozása a belső hálózathoz. Elengedhetetlenül fontossá válik a nemkívánatos 802.11ac szabványt is támogató eszközök felismerése. A fenti mérések gyorsan és egyszerűen elvégezhetők hordozható megoldásokkal. Például a Fluke Networks OneTouch AT Network Assistant segítségével, ami a felhasználó szemszögéből képes ellenőrizni a paramétereket és ezzel időt és pénzt takaríthat meg. Mit hoz a 802.11ac? Még több alkalmazás, video streaming, adatbázisokban történő keresés, fájlátvitel, Voice over WiFi. A valós idejű alkalmazások állandó sávszélességet igényelnek, míg mások, beleértve a biztonsági mentéseket, nagy adatfájlokat, nagyszámú kliens környezetet, a nagyobb sávszélességet feltételezik. Jellemzői: 1. Adó és vevő antennák számának növelése, maximum 8 adatfolyam 2. Csatorna bounding 40, 80 vagy akár 160 széles csatornák 3. Ha az adó és vevő elég közel van egymáshoz, akkor 256 QAM kvadratúra amplitúdó modulációt használ, egyébként az n -es szabványnál megszokott 64 QAM-et. 4. Multi User MIMO működés A 802.11n szabvánnyal ellentétben, az 802.11ac az 5GHz-es sávban dolgozik. Ez teszi az ilyen vezeték nélküli hálózatokat robosztusabbá. Nem jelentkeznek azok a zavaró hatások, amelyek a 2,4GHz-es tartományt jellemzik, ahol a Bluetooth eszközök, a mikrohullámú sütők, az analóg kamerák vagy a DECT telefonok dolgoznak. A radar rendszerek viszont sugároznak az 5GHz-es tartományban! A 802.11ac megőrizte kompatibilitását a többi 5GHz-es technológiával (802.11a és n). Ez azt jelenti, hogy amennyiben a és n és ac kliensek kapcsolódnak azonos hálózathoz, a sebesség a kisebb sávszélességet támogató kliensekre redukálódik az ac -s kliensek kárára. A korai 802.11ac-s rendszerek tipikusan 1,3Gbps sebességen dolgoznak. Az elméleti sávszélesség 6,9Gbps, így ezek a rendszerek kezdenek előnybe kerülni a vezetékes társaikkal szemben. Egyre nagyobb a valószínűsége, hogy sok területen kiszorul a vezetékes infrastruktúra. Eszköz/stream 802.11n 20 csatorna bonding 40 802.11ac 40 csatorna bonding 80 Okostelefon (1 stream) 72Mbps 150Mbps 200Mbps 433Mbps Táblagép (2 tream) 144Mbps 300Mbps 400Mbps 866Mbps Notebook (3 stream) 216Mbps 450Mbps 600Mbps 1300Mbps 802.11n kontra 802.11ac adatsebesség Hogyan is működik a 802.11ac? A 802.11ac szabvány a 802.11n-ből fejlődött ki, és a következő újításokkal rukkolt elő: szélesebb csatornák, megnövelt moduláció és kódolás, beamforming (sugárformázás) és Multi User MIMO.
Szélesebb csatornák A 802.11n-es vezeték nélküli hálózatok a szabványos 20-es vagy 40-es csatornákat használják két 20 -es csatorna összefogással. A csatorna bonding volt ennek a szabványnak az egyik fő előnye, amivel sikerült sebességet növelni a korábbi szabványokhoz képest. 160 80 40 20 CH36 40 44 48 52 56 60 64 A 802.11ac fejlett csatorna bondingot használ, első körben jellemzően 80 széleset, később pedig 160-et, ami további sebesség növekedést eredményez egészen 6,9Gbps-ig. Magasabb moduláció és kódolási séma A 802.11n használja a 64 QAM-et (kvadratúra amplitúdó moduláció) 5/6 maximális kódolási sebességgel. A 802.11ac bevezette a 256 QAM-et, ahol a kódolási arány 3/4 és 5/6, ezzel is növelve a bitek számát egy időszeletben, elérve ezzel az 1,33-szor gyorsabb adatátviteli sebességet. Meg kell jegyezni, hogy a 256 QAM csak rövid távolságokon (5-6 méterig az AP-tól) nyújtja ezt a magas sebességet, amennyiben nem használunk több spektrumot és antennát. Továbbá a 256 QAM alkalmazásával a jelzaj viszony (SNR) 5-7 db-lel magasabb, mint 802.11n 64 QAM esetén. Multi User MIMO több adatfolyam (spatial stream) több antennával A MIMO a 802.11n esetében is alkalmazott technológia, több antennával egyaránt továbbításra és fogadásra. Az antennák számával hatékonyan növelhető a forgalom. 4 adó és vevő antennával potenciálisan négyszerezhető az adatsebesség, habár a piacon kapható 802.11n-es eszközök túlnyomó többsége maximum 3 antennával rendelkezik. A 802.11ac-s hozzáférési pontok már 8 adó- és vevő antennával még nagyobb adatátviteli sebességre képesek. Ezen felül a 802.11ac használja a Multi User MIMO technológiát, amely lehetővé teszi az egyidejű adatátvitelt több felhasználó számára. Elméletileg egy klienshez maximum 4 adatfolyam tartozhat egy 8 adatfolyamos, több felhasználós rendszerben. Beamforming (sugárformázás) A beamforming technikát már a 802.11n-es rendszereknél kezdték el fejleszteni. Jelentősége abban áll, hogy a vezeték nélküli jel szükség szerint a vevő felé terjedjen, javítva ezzel a teljesítményt és a lefedettséget. MU-MIMO és sugárformázás A diagram mutatja a Multi User MIMO működését a beamforming alkalmazásával, ami képes több felhasználóval egyszerre adatot cserélni, miközben az adott RF sugár dedikáltan az adott
felhasználó irányába erősebb. A 802.11ac úgy aposztrofált, mint a tökéletes megoldás a mai vezeték nélküli kihívásokra. Csak emlékezzünk arra, amikor a 802.11n bevezetésre kerül, számos kérdés merült fel, ami megoldásra várt sokáig. Elismerve ugyan a 802.11ac új képességeit (nagyobb kapacitás és teljesítmény, több adatfolyam, többutas jelterjedés, intelligens antenna kialakítás) nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy jelentősen befolyásolja a hatótávolságot és a teljesítményt az AP-k elhelyezése, az RF menedzsment, az optimalizációs és hibaelhárító stratégiák. A vezeték nélküli kapacitásnövekedés feltételeket támaszt a vezetékes infrastruktúrával szemben. Csak a kettő harmonikus együttműködése révén lehet elérni a maximális nyereséget. Vezetékes oldalon biztosítani kell a megfelelő sebességű felhordó hálózatot és a 802.3at (PoE Plus) és 802.3af szintű tápellátást és teljesítményt az AP-k számára. A 802.11ac képes kütyük valószínűleg hamarabb terjednek el a SoHo (small office, home office) környezetben, mint a vállalati szektorban. Tehát széles palettából lehet ac -s routereket választani a számítógépes boltok polcairól otthoni felhasználásra. Továbbá az új okostelefonok is hamar ac képesek lesznek. Éppen ezért a vállalatoknak rövidesen lépéseket kell tenni a biztonsági kockázatok csökkentése érdekében, amivel megakadályozzák, hogy ezek az eszközök ne kerüljenek be, illetve ne kapcsolódhassanak a vállalat hálózati infrastruktúrájához. Az új vezeték nélküli informatikai infrastruktúra kiépítése során általában elvárás a 802.11ac képes eszközök támogatása. A régebbi infrastruktúrák migrációjánál szintén valószínűsíthető. Az utóbbi esetben fontos a visszafelé kompatibilitás a 802.11a/b/g/n kliensek miatt. Törekedni kell a régi kliens eszközök cseréjére és az újak konfigurálásánál a 802.11ac használatára. Az n -es chipsetek esetében csak szoftveres frissítéssel nem lehet áttérni a 802.11ac támogatásra. Kizárólag a hardver cseréjével oldható meg. Ezért lesz szükség új kliens és AP eszközökre. Számos gyártó jóslata szerint az ac -re történő átállás egy evolúció és nem forradalom. Nem kell azonnal kidobni a régi, jól bevált vezeték nélküli vállalati hálózatot. Természetesen egy zöldmezős beruházásnál már javasolt ac -s infrastruktúrát építeni. A 802.11ac-s hozzáférési pontok közelebb lesznek egymáshoz, hogy az elvárt teljesítményt és sebességet tudják szolgáltatni. A csatornakiosztásra oda kell figyelni a kevés 80es és még kevesebb 160-es csatornák miatt. Egyes országokban nehéz lesz egyetlen egybefüggő 160-es csatornát használni. Ezen okok miatt nem valószínű, hogy a 160-es csatorna bonding jelentősen elterjed a vállalati hálózatokban. Sáv 20 -es szabad csatornák 20 Mhz Amerika 40 80 160 20 Mhz 40 Európa 80 UNII-1 36,40,44,48 4 2 1 1 4 2 1 1 UNII-2 UNII-3 52,56,60,64 4 1 1 4 2 1 100,104,108, 112,116,120, 124,128,132, 136,140 11 5 2 149,153,157, 161,165 5 2 1 Nem átlapolódó 13 2 1 1 19 9 4 2 Rendelkezésre álló csatornák 160 Egy jól működő vezeték nélküli hálózat alapjait a tervezéssel és a kiépítést követő felméréssel lehet lerakni. Már a tervezés során ajánlott arra gondolni, hogy egy felhasználónál akár három mobil eszköz is használatban lehet. Többféle vezeték nélküli szabványt is támogató hálózat esetében hasznosak azok a mobil, kézi méréstechnikai megoldások, amelyek képesek gyorsan és hatékonyan felderíteni a problémával fertőzött területeket, illetve betekintést engednek a vezetékes és vezeték nélküli eszközök konfigurációiba. Vezetékes hálózati kapacitás és teljesítmény követelmények A 802.11ac megjelenése magasabb követelményeket támaszt a vezetékes infrastruktúrával szemben. Hasznos lehet megvizsgálni a következőket: 1. Az adatátviteli út egy mobil kliens és a vezetékes oldali szolgáltatás között nyújtja-e azt a SLA-t (Service Level Aggreement), amit garan-
tálni kell a felhasználó számára? 2. Megkapja-e az AP a műszaki specifikáció szerinti feszültséget és teljesítményt? Klienstől a hálózat aktív eszközein keresztül a szerverig. OneTouch AT útvonal analízist végez, felismeri az útvonal összes eszközét és meghatározza a válaszidőt. További részletek az eszköz kiválasztásával jeleníthetők meg. A OneTouch AT felismeri az AP mögötti switchet, megmutatja portjának képességeit. Így könnyen ellenőrizhető, hogy kiszolgálja-e az AP által támasztott sebesség igényt. Biztonság A SoHo kategóriájú 802.11ac eszközök gyártói igyekeznek minél hamarabb piacra dobni megoldásaikat. Ezek nagy valószínűséggel hamarosan megjelennek a vállalati hálózatokban. A felhasználókkal könnyű elhitetni azt a marketing dumát, miszerint itt az 1,3Gbps sebességű WiFi hálózat. Gyorsan arra a következtetésre fognak jutni, hogy érdemes ezeket bevinni a vállalati hálózatba és rögtön lesz 1Gbps vezeték nélküli kapcsolatuk. Sajnos ezzel óriási biztonsági problémát okoznak az intézményük számára. Ahhoz, hogy ez ne történhessen meg, szükséges a 24x7 behatolás érzékelő (IDS) és megelőző (IPS) rendszerek használata. Amennyiben ilyen rendszerek nem állnak rendelkezésre, erősen javasolt legalább a kézi, hordozható mérő- és felügyeleti megoldásokat rendszeresíteni, hogy felfedezhetők, lokalizálhatók és kategorizálhatók legyenek a vezeték nélküli hálózati eszközök. A rendelkezésre álló információk alapján már könnyű eldönteni azok hovatartozását (saját vagy idegen), biztonsági besorolását és helyét. A OneTouch AT a hordozható jellege miatt egy ilyen eszköz, amely hamar felismeri és kategorizálja a WiFi eszközöket, továbbá segít azok fizikai helyének meghatározásában. Képes un. keresztkapcsolati analízisre (cross-linked). Ez azt a képességet hordozza magában, hogy megmutatja a WiFi képes eszközről annak vezetékes oldali kapcsolatát. Így gyorsan letiltható az adott switch port, amelyre a betolakodó 802.11ac képes eszköz csatlakozik. AA OnetTouch AT teljesítménytesztet végez a vezetékes oldalon. Méri a throughputot le-, és feltöltési irányban, továbbá a csomagvesztést és késleltetést. A 802.11ac képes AP vezetékes oldallal szemben támasztott követelményei ellenőrizhetők a OnetTouch AT segítségével. A TruePower teszt megvizsgálja a switch PoE képességét. A OnetTouch AT lokalizációs funkciója a jelszint alapján meghatározza a 802.11ac támogatású AP helyét. Ezzel a funkcióval gyorsan kiszűrhetők a veszélyes vezeték nélküli eszközök. A OnetTouch AT felfedezi és osztályozza az AP-ket a beacon keretek dekódolásának segítségével. Külön jelöli az ac képes eszközöket. Külön kategóriában felsorolja a klienseket, hálózatokat és csatornákat.
A saját AP-k kategorizálásával gyorsan felismerhetők a betolakodó eszközök. Kapcsolatok, hibaelhárítás és optimalizálás Függetlenül attól, hogy homogén 802.11ac alapú, vagy hibrid a/b/g/n/ac hálózatok kerülnek kialakításra, fontos ellenőrizni a kliens oldali kapcsolódást. Az ac képes kliensek valóban az ac -s beállításokat használják a megnövekedett sebesség és teljesítmény reményében? Ebben az esetben gondolni kell a korai 802.11ac képes AP eszközökre, amelyek csak 3 adatfolyamot és 80-es csatorna bondingot támogatnak. A 802.11a/b/g/n szabványokat támogató kliensek miatt a gyorsabb sebességre képes eszközök is szenvedni fognak, nem tudják kihasználni az ac nyújtotta előnyöket. A OneTouch AT ellenőrzi a kliensek beállításait, megmutatja a kapcsolódási paraméterket. Így könnyen ellenőrizhető annak 802.11ac képessége, illetve az a/b/g/n kliensek jelenléte. Roaming Az egyre növekvő számú BYOD eszközök alapértelmezett módon várják el a hálózattól a maximális mobilitást, a roamingot. Ezen túlmenően sok alkalmazás különféle típusú adatot mozgat a hálózaton, beleértve a hagyományos adatot, hang és video tartalmat, ami egyben folyamatos kapcsolatot feltételez. Egy pillanatnyi kimaradás megzavarhatja, illetve lehetetlenné teszi a kommunikációt, sőt adatvesztéssel is járhat. Éppen ezért fontos megvizsgálni a vezeték nélküli hálózat roaming képességét, megbízhatóságát. Vizsgálni kell a jelszintet, a zajt, a csatornaszámot, az újraküldések számát, mivel ezek karakterizálják a lefedettséget, a terheltséget és interferenciát, ami meghatározza a környezet barangolási adottságát. Ezek a paraméterek mérhetők, és kiértékelhetők erre megfelelő eszközökkel. Az AirMagnet WiFi Analyzer, illetve a OneTouch AT képesek ezen vizsgálatok elvégzésére. A 802.11ac szabvány visszafelé kompatibilis. A OneTouch AT képes ellenőrizni az AP konfigurációját és a kliens kapcsolódást. A Log tabon nyomonkövethető a kapcsolódás folyamata. A OneTouch AT felfedezi a 802.11ac támogatású AP-ket, megmutatja paramétereiket, lokalizálja azokat, kliens kapcsolódási tesztet végez, analizálja a csatornákat (2,4 és 5GHz), rögzíti és feldolgozza a menedzsment és vezérlő kereteket, ellenőrzi a kliens kapcsolatokat és méri a végfelhasználói elégedettséget. Teljesítmény és szolgáltatás minőség A végső cél, hogy a 802.11ac vezeték nélküli hálózat szolgáltassa az elvárt sebességet, teljesítményt és válaszidőt. Amennyiben ezen elvárások figyelembevétele a hálózat tervezése során megtörténik, akkor a felhasználók egy jól működő szolgáltatás rendszert használhatnak. Nézhetnek streaming videókat, használhatnak VoIP-ot, mozgathatnak nagyméretű fájlokat, leveleket, stb. Az a képesség, hogy mérhetővé válik a fenti szolgáltatások minősége, lehetővé teszi átlátni, megérteni és megtapasztalni, amit a felhasználó érzékel. A mérések elvégezhetők vállalati hálózaton, a távoli telephelyek közötti WAN kapcsolatokon keresztül egészen a felhő alapú szolgáltatásokat nyújtó adatközpontokig. A vezetékes és vezeték nélküli hálózaton kapott mérési
eredmények összehasonlíthatóak, értékes információt nyújtanak annak meghatározásához, hogy a probléma térben (vezetékes, vezeték nélküli hálózat) és időben (az adatkapcsolat mely fázisában) hol jelentkezik. A mérési eredmények optimálishoz történő viszonyítása is fontos feladat. Az értékek függnek a hálózat felépítésétől, konfigurációjától, az adatfolyam irányától. A rendszeres mérések segítenek megérteni, mi a normális a különböző ügyfelek és szolgáltatások esetében. Természetesen egy jól működő hálózatban is lehetnek olyan anomáliák, amiket csak egyes felhasználók érzékelnek. Ebben az esetben segíthet a forgalom rögzítése (capture) és utólagos elemzése. Összefoglalás A 802.11ac szabvány megjelenése kihívás a hálózati szakembereknek, a mérnököknek és az IT menedzsereknek. Körültekintően kell megtervezni a 802.11ac bevezetését hálózatukban, minden telephelyen. Át kell gondolniuk, milyen szempontok alapján fog megvalósulni, milyen változások szükségesek a meglévő infrastruktúrában. Ezek között említhető a felhasználói sűrűség, ami a kapacitást és a sávszélesség igényt is meghatározza. Ezek fognak elvezetni a hozzáférési pontok helyének meghatározásához és a meglévő vezetékes infrastruktúra átalakításához, mint pl.: hozzáférési pontok helyeinek kábelezése, megfelelő tápellátás biztosítása. Az otthoni ac -s vezeték nélküli hozzáférési pontok megjelenésével a vállalati biztonság felülvizsgálatra szorul annak érdekében, hogy időben felfedezhetőek és lokalizálhatóak legyenek a külső és egyben nemkívánatos eszközök. Végül, de nem utolsó sorban ellenőrizni kell a roaming képességet, az alkalmazások teljesítőképességét, a szerver válaszidőt a kliens szemszögéből. Ez segít megérteni és meghatározni a normális hálózati működést és annak előnyét, amit a 802.11ac bevezetése jelentet az intézmény számára. A OneTouch AT különféle alkalmazás teszteket (FTP, email, video, web) képes végezni mind a vezetékes, mind a vezeték nélküli hálózaton. Így könnyen összehasonlítóvá válik a két kapcsolat teljesítőképessége. A OneTouch AT képes sávszélesség teszteket végezni vezetékes és vezeték nélküli kapcsolaton egy másik OneToch AT-vel, illetve Link- Runner AT-vel. Az Equicom Méréstechnikai Kft. megoldásai tervezési, üzemeltetési-hibaelhárítási és monitorozási feladatokra 802.11ac hálózatokhoz. A OneTouch AT képes végponti eszközként, illetve inline módon kapcsolódni a hálózathoz és rögzíteni a rajta áthaladó forgalmat egy mélyebb protokoll analízis érdekében.