Die systematische WLAN Planung erweitert den Planungshorizont

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1 WLAN Planungen gelten als aufwändig und damit als teuer. Die systematische Aufschlüsselung des Planungsprozesses in Abschnitte eines WLAN Lebenszyklus soll aufzeigen, wie dieser Aufwand während der Vorplanungsphase durch eine Erweiterung des es auf Jahre mehr als gerechtfertigt werden kann. Abbildung : Der Begriff SiteSurvey oder eingedeutscht Funkausleuchtung umfasst nur einen Teilaspekt der Planungs-schritte, die zu einem reibungslosen WLAN Betrieb führen.teil der Vorplanungen sollte auch eine ausführliche Anforderungsprofilerstellung incl. einer detaillierten Kapazitätsplanung sein. Bedenkt man hier Worst Case Szenarien die z.b. auf der feuerpolizeilich maximal erlaubten Personenzahl für ein Bürogebäude beruhen, kann eine Planung für mehrere Zyklen und somit Jahre genutzt werden. Psiber Data GmbH 2012 Seite 1

2 Der reibungslose Betrieb einer WLAN bzw. WiFi Infrastruktur setzt eine systematische Planung voraus. Abb. 1 zeigt, das es sich bei der umgangssprachlichen Funkausleuchtung bzw. dem Site Survey nur um einen Teilaspekt eines systematischen Planungsablaufes handelt. Der Planungsprozess beginnt mit den Vorplanungen. Der nächste Schritt ist die auf Grundrissen basierende Gebäudemodellierung aus funktechnischer Sicht und die Simulation ggf. verschiedener Varianten der WLAN Infrastruktur. Diese Planungsphasen können unmittelbar nach der üblichen Ausführungsplanung des Bauprojektes parallel zu den übrigen Planungen für die technische Gebäudeausrüstung durchgeführt werden. Die Funkausleuchtung dient der Überprüfung des Gebäudemodells. Nur wenige aber für die Gebäudestruktur relevante WLAN Funkzellen werden temporär installiert, vermessen und per RSS Heatmap dokumentiert. Der Vergleich der Ausdehnung der vermessenen Funkzellen mit den simulierten entscheidet über Bestätigung oder Nachbesserung des Gebäudemodells. Entsprechend lässt sich die Gesamtplanung anpassen. Zeitlich erfolgt die Funkausleuchtung kurz vor Beendigung der Elektroinstallationsarbeiten. Die Chancen auf einen weitgehend kompletten Baukörper zu treffen, sind dann am größten. Die AP Installation umfasst die Verkabelung und die AP Montage. Die AP Montageorte werden nach Planungsvorgabe komplett verkabelt. Wahlweise können sofort alle Montagepositionen mit AP besetzt werden oder in einem Teilrollout von AP wird nur ein abgeschwächtes Anforderungsprofil für geringe Kapazitäten umgesetzt. Psiber Data GmbH 2012 Seite 2

3 Die Abnahmemessung der kompletten Infrastruktur ermöglicht eine fehlerfreie und dokumentierte Inbetriebnahme auf Basis der in der Vorplanung definierten Grenzwerte für Empfangssignalstärke (RSS), Signal-Rausch-Abstand (SNR) und Redundanz. Die Ergebnisse der Abnahmemessung sollte auch Heatmaps über Paketlaufzeiten und Paketverlustraten enthalten. Die Weitergabe der Abnahmemessungsdaten an eine mobile Monitoring Lösung wie z.b. die Android App. Mobile Survey von Ekahau ist eine perfekte stationsbezogene Ergänzung zum zentralen AP bezogenen WLAN Monitoring der Infrastrukturhersteller. Nach Ablauf der Betriebszeit der zuerst ausgerollten WLAN Infrastruktur können bei erfolgter vorausschauender Vorplanung sofort neue AP s mit höheren Leistung an den bestehenden Montagepunkten installiert werden. Die WLAN Planung und die errichtete AP Verkabelung wird für einen weiteren Zyklus genutzt und verlängert den. Die kostendämpfende Verlängerung des es auf Jahre wird durch die Neubewertung der Diskussion mit den Betreibern und Planern von ITK Infrastruktur vor allem während der Vorplanungsphase erreicht. Diese werden im Folgenden ausführlicher besprochen. Detaillierte Beschreibungen der übrigen Planungsschritte sind unter (1) zu finden. Wichtigstes Ergebnis der Vorplanungen ist ein Anforderungsprofil welches u.a. Mindestwerte für die Empfangssignalstärke (RSS) den Signal-Rausch Abstand (SNR) und die Redundanz (Anzahl von AP mit bestimmter Mindestsignalstärke) festlegt. Ein Anforderungsprofil für VoWLAN führt zu einem grösseren Mengengerüst als die Anforderung /web/video. Siehe Abb. 2. Psiber Data GmbH 2012 Seite 3

4 Abbildung 2 Abbildung 2: In Anforderungsprofilen werden während der Vorplanung für alle Beteiligten (WLAN-Planer, Betreiber und Errichter) verbindliche Mindestwerte für die Empfangssignalstärke, den SNR und die Redundanz. Die Definition des Anforderungsprofiles hat entscheidenden Einfluss auf das Mengengerüst/AP Anzahl der folgenden WLAN Planung. Zusätzlich kann für die Abnahmemessung eine Schwellwert für Paketlaufzeiten und Paketverlustraten festgelegt werden. Kanallastsimulationen sind ebenfalls möglich. Die Abbildung zeigt eine Screenshot der aktuellen Version von Ekahau Site Survey. Psiber Data GmbH 2012 Seite 4

5 Zusätzliche Ressourcen (Funkzellen, AP s) können durch eine detaillierte Kapazitätsplanung generiert werden. Hierfür ist die Anzahl der Nutzer und die Anzahl und Klasse von WiFi Endgeräten pro Nutzer zu ermitteln. In Abb. 3 ist eine Nutzeranzahl von 200 für ein Bürogebäude festgelegt. Es wird davon ausgegangen, das alle Nutzer über ein Smartphone verfügen. Weiterhin wird angenommen, das 50 % der Nutzer ausserdem je ein Tablet oder ein Notebook verwenden. Tablets und Notebooks sind als Dual Band Geräte definiert. Smartphones gelten derzeit als Geräte, die ausschliesslich im 2,4 GHz Band arbeiten. In unserem Zahlenbeispiel können sich je 50 % der Gesamtanzahl von Geräten auf die vorhandenen WLAN Bänder aufteilen. Abbildung 3: Die Kapazitätsplanung von Ekahau Site Survey kann helfen die WLAN Resourcenplanung auf wesentlich längere e zu projezieren als bisher allgemein üblich. Geräteklassen enthalten ein editierbares detailliertes Nutzerprofil. Dieses wird derzeit noch gleichmässig auf den WLAN Abdeckungsbereich eines Gebäudemodells verteilt. Es empfiehlt sich die Kapazitätsplanung mit maximal denkbaren Nutzerzahlen und Geräten zu erstellen. Für jede Geräteklasse lassen sich Dienste und Nutzungszeiten für diese Dienste editieren. Spitzenlasten mit Angabe eines Lastfaktors können ebenfalls konfiguriert werden. Psiber Data GmbH 2012 Seite 5

6 Bei einer gedachten Bürofläche von qm hätte jeder Nutzer bei gleichmässiger Verteilung 10 qm Fläche zur Verfügung. Auf 10 qm Bürofläche wird empfohlen, zwischen 2 und 4 Datendosen zu planen. Diese Tatsache soll Ausgangspunkt für den folgenden Exkurs sein, der sicherlich in vielen Vorplanungsgesprächen thematisiert werden muss. Die WLAN Planung wird hier gedanklich in die Überlegungen zur Verkabelungsplanung überführt. Lange wurde in der Vergangenheit darüber spekuliert, ob WLAN bzw. WiFi die horizontale Verkabelung komplett ersetzen kann. Insbesondere in Deutschland wurde diese Frage überwiegend mit Nein beantwortet. WLAN gilt höchstens als ergänzende Overlay Infrastruktur für Teilfunktionsbereiche von Büro's die ausschliesslich zusätzliche Kosten verursacht. Die WLAN Gegner lassen sich in zwei Gruppen aufteilen. 1. Ängstliche ITK Administratoren, Planer und Errichter sorgen sich um den Mehraufwand und die vermeintliche Unsicherheit, Unzuverlässigkeit und geringe Performance. 2. Die Anbieter von Verkabelungssystemen sorgen sich um das Geschäft. Beide Sorgen sind unbegründet. Warum? Durch die Mobilität der heutigen Computertechnik werden die potentiellen Gerätezahlen pro Quadratmeter Bürofläche eher höher als niedriger. Diese mobilen Geräte verfügen sinnvollerweise kaum über kabelgebundene Netzwerkanschlüsse. Mit einer Erhöhung der Anzahl der Datendosen pro Büroflächeneinheit kann man der zunehmenden Anzahl von mobilen Endgeräten natürlicherweise nicht begegnen. Psiber Data GmbH 2012 Seite 6

7 Eine hohe Anzahl von aktiven Netzwerkgeräten mit unterschiedlichen Nutzungsprofilen wie: Chat VoIP VideoVoIP ERP/CRM Zugang Webrecherche/Video Dateitransfer stellt eher hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit und natürlich auch an die Sicherheit von WLAN's. Eine leistungsschwache vorerst vermeintlich kostengünstige Overlay Infrastruktur kann das nicht leisten. Hohe Leistungsanforderungen führen tendenziell zu kleineren Funkzellen und höheren AP Anzahlen und höheren Anschaffungskosten. Woher also die zusätzlichen finanziellen Mittel nehmen, um eine leistungsfähige WLAN Infrastruktur zu planen und zu errichten? Wie bereits gesagt, nimmt der Anteil kabelgebundener Endgeräte ab. Daraus ergibt sich die Frage, weshalb weiterhin Portdichten von 2-4 pro 10 qm Bürofläche benötigt werden? Bereits heute werden die meisten, der zur Erhöhung der Flexibilität eines universellen Verkabelungssystems überschüssig installierten Datendosen niemals genutzt. Hier besteht Einsparpotenzial! Man reduziere den Portüberschuss und ggf. die Portdichte und stecke die gewonnen Mittel in eine hochwertige langfristig nutzbare Verkabelung für Access Points. Die Leistungsdaten von WLAN sind bereits mit den aktuellen Standard- Psiber Data GmbH 2012 Seite 7

8 definitionen für den Ersatz der horizontalen Verkabelung geeignet. 450 Mbit/s Funkzellenkapazität sind Stand der Technik. Die Gigabitschwelle wird mit dem bereits in Arbeit befindlichen WLAN Standard IEEE ac überschritten. Ein weiterer Standard, IEEE ad, macht ein zusätzliches Frequenzspektrum bei 60 GHz für WLAN nutzbar. Mit dem Standard ac ändert sich für die Funkzellenplanung nichts. Bereits heute sollte neben 2,4 GHz die Planung von 5 GHz Funkzellen selbstverständlich sein. Bei 60 GHz ist wegen der Wellenlänge im Millimeterbereich davon auszugehen, das beste Signalqualitäten und damit Leistungsdaten nur bei Line of Sight (LOS ) bzw. Near line of Sight (NLOS) Funkstrecken erreicht werden. Das bedeutet pro geschlossenem Büroraum eine Funkzelle und damit mindestens einen Access Point nach dem künftigen Standard.11 ad ungefähr mittig je Raum. Montagepunkte für AP sollten sich aus funktechnischer Sicht vorrangig in Deckenhöhe befinden. In unmittelbarer Nähe dieser Montagepunkte plant man auch die zugehörige Datendose. Aus Sicht der Kabelführung und Dosenmontage liegt hier der eigentliche Unterschied zur herkömmlichen Etagenverkabelung bei der Datendosen in der Regel im Brüstungskanal oder in Fussbodentanks platziert sind. Je nachdem wie viel herkömmliche Datendosen ggf. ersatzlos in den Deckenbereich verlegt werden, kann eine WLAN Infrastruktur entweder kostenneutral oder preiswerter im Vergleich zur herkömmlichen Etagenverkabelung sein. Das ist die gute Nachricht für den Betreiber. Die Hersteller von Verkabelungssystemen können sich trotz mehrheitlicher drahtloser Anbindung der Endgeräte auf ähnliche Bedarfe an Gebäudekabel freuen wie bisher. Statt der Geräte selbst werden WLAN AP s nach einem durch eine Kapazitätsplanung ermittelbaren Höchstbedarf für einen von Jahren verkabelt. Die AP s sollten mit hochwertigsten Kabeln angebunden werden. Bei 6,93 Gbit/s Bruttokapazität einer 5 GHz Funkzelle nach IEEE ac + bis zu 600 Mbit/s nach IEEE n bei 2,4 GHz (netto ca. 3,8 Gbit/s) müssen die Links zu einem Dual Band AP Psiber Data GmbH 2012 Seite 8

9 10 Gbit/s störungsfrei transportieren. Sparschirmungen sollten vermieden werden. Wegen der üblichen PoE Stromversorgung nach IEEE af (15 W) und at (30 W / 60 W) empfehlen sich Querschnitte von AWG 22 statt der häufig aus Sparsamkeit eingesetzten AWG 23 Adern. Die Nachfrage nach qualitativ hochwertigeren Verkabelungskomponenten für die AP Anbindung dürfte den Herstellern ebenfalls gefallen. Fazit Die umfassende Neubewertung der Überlegungen zur Vorplanungsphase eines WLAN Lebenszyklus können die Ergebnisse einer heutigen WLAN Planung für Zeiträume nutzbar machen, die derzeit für Planungen von strukturierten Etagenverkabelungen üblich sind. Der Boom bei Tablets und Smartphones und Marketingtrends wie BYOD verringern den Anteil von direkt per Kabel anschliessbaren ITK Endgeräten. Der Bedarf an verkabelten Ports sollte bereits in aktuellen ITK Planungen reduziert und die Einsparungen für die hochwertige Verkabelung der WLAN Infrastruktur genutzt werden. Der vorgestellte WLAN Planungszyklus sollte deshalb schnellstens zum Denkmodell eines jeden ITK Planers werden. Autor Dipl. Ing. René Kriedemann ist Geschäftsführer von 2 nd wave WLAN consulting einem ITK- Beratungsunternehmen, welches sich auf die Planung und Analyse von drahtlosen lokalen Netzwerken spezialisiert hat. 2 nd wave hat drahtlose Infrastrukturen mit mehr als 3 Millionen qm Fläche für WLAN Betreiber aus unterschiedlichsten Branchen geplant und/oder auditiert. Psiber Data GmbH 2012 Seite 9