Как получить много уличного WiFi? Опыт построения Оutdoor-сетей с высокой плотностью абонентов
Улица, парк, деревья, большое количество абонентов — самые худшие условия WiFi покрытия. Если добавить лето, т.е. листву на деревьях, ослабляющую сигнал и подорванную на гаджетах молодежь, то получим краш-тест для беспроводного оборудования. Именно такие условия были на Селигере, где в свое время была развернута WiFi-сеть для участников ежегодного слета.
Исходные данные. 14 тысяч человек. Площадка 20 гектаров. Уличный WiFi. Магистральный канал 100 Мбит/с без ограничений по длительности интернет-сессии и объема потребляемого трафика. Нагрузки в виде соревнований участников слета по скорости поиска информации в интернете — до 1000 одновременно работающих абонентов. И всё это при минимальном количестве WiFi точек доступа.
Решение задачи. Исходя из критерия минимизации количества мест установки оборудования и высокой плотности клиентских устройств были выбраны точки доступа производства Ruckus Wireless. (Если взять непрофессиональное оборудование, то требуемое для такого количества абонентов число точек доступа может сравняться с количеством деревьев в лесу — шутка, но не далекая от истины).
Определение профиля пользователя. Было высказано предположение об использовании клиентами преимущественно смартфонов, что означает наличие лишь одного приемопередатчика и в основном в диапазоне 2,4 ГГц.
Типовая станция для обслуживания по всему азимуту состоит из трех секторных устройств. Но зачастую из-за сложности размещения, часть сайтов (точек присутствия) размещалось не в центре скопления пользователей и включала лишь один или два сектора.
Оцениваем доступную емкость систем, исходя из выбранной производительности на клиента. Профиль клиента ограничен диапазоном 2,4 ГГц и одной поляризацией. В таких условиях, используя диапазоны шириной 20 МГц, мы можем рассчитывать на производительность в радиоканале 65 Мбит/с. Полезная производительность на такой канальной скорости составит около 45 Мбит/с.
Использование лишь диапазона 2,4 ГГц на открытом пространстве приводит к значительному взаимовлиянию систем, поэтому емкость оборудования будет уменьшена переповторами. Оценивая переповторы на уровне 35%, мы можем говорить о производительности примерно 30 Мбит/с на базовую станцию. Таким образом, при нагрузке 100 абонентов можно говорить примерно о 256 кбит/с реального трафика на клиентское устройство. Вроде бы не много. Но так как Ruckus поддерживает справедливое обслуживание клиентских устройств, можно допустить переподписку и ограничить емкость на абонента уже вдвое большим значением.
Согласно заданию, прокладка кабельных систем допускалась лишь под землей и с напряжением не выше 48 вольт. Логическая схема сети представляла несколько радиосетей с различными настройками безопасности, каждая сеть тегировалась своим VLAN. Таким образом, был разработан типовой проект базовой станции из 6-ти метровой мачтовой опоры, нескольких устройств Ruckus ZoneFlex7762, инжекторов, медиа-конверторов.
В сети применились точки доступа двух типов — модели ZF7762-S и ZF7762. Символ «S» — означает секторную антенну с усилением 12 дБ и углом охвата 120 градусов. Без символа «S» имеем всенаправленную (ONMI) точку доступа.
Внешний вид точки доступа Ruckus ZoneFlex7762
Точки доступа Ruckus ZoneFlex7762-S (секторная) и 7762 (OMNI) с открытыми крышками
Зона покрытия ONMI и секторных точек доступа и способ их крепления в местах подвеса
Структурная схема сети
Что любопытно, все 14 000 абонентов обслуживались всего одним контроллером серии 1100. Учитывая важность события, контроллер резервировался (они допускают горячее резервирование) аналогичным, для обеспечения надежности.
Обследование объекта производилось утилитами Fluke Network. Оценка производилась как по уровню сигнала сектора, так и по уровню интерференции соседних станций, по результатам изменялся частотный план и наклон секторов. После введения в эксплуатацию отслеживались основные параметры системы, такие как количество пользователей, производительность сети.
Производительность системы, доступность секторов
Статистика по трафику, клиентским устройствам
Краткие результаты развертывания сети.Предположение о преобладании одноканальных устройств подтвердилось, емкость сети и пропускная способность рассчитана правильно. Система выдержала пиковую нагрузку в тысячу подключений, нагрузка на часть точек превысила 150 подключений на точку. Заказчик по понятным причинам очень беспокоился о стабильности работы Wi-Fi сети в таком напряженном режиме, но Ruckus показал себя надежным высокопроизводительным оборудованием. В результате нареканий со стороны организаторов мероприятия и пользователей не было.
