14:30 Uhr Track 3 Professionelle WLAN s Mit neuen Technologien und Ansätzen zum Erfolg

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1 14:30 Uhr Track 3 Professionelle WLAN s Mit neuen Technologien und Ansätzen zum Erfolg Andreas Scheurer, CEO, Wistec GmbH Beat Schumacher, IT/Telematik, EKZ Eltop Adrian Dörflinger, PM, Studerus AG

2 Agenda Technologieüberblick cell-based versus Blankets Wichtig: mit Checkliste planen Skalierbarkeit, - Beispiele aus der Praxis Einsatz von MIMO mit n -> Indoor und Outdoor? Bridges mit n?

3 WLAN-Projekte planen Liegt der Irrtum nur erst wie ein Grundstein unten im Boden, immer baut man darauf, nimmermehr kommt er an Tag. (Johann Wolfgang von Goethe - deutscher Dichter, ) Die einen merken erst dann, dass sie in der Wüste stehen, - wenn sie Sand zwischen den Zehen spüren!! (eigene Erfahrung )

4 Die Evolution zur vierten WLAN-Generation 3. Generation 4. Generation Funktion Paradigma zentral gemanagtes Enterprise-WLAN verbesserte Sicherheit Eingebauter Spektrumanalyzer Thin-APs, managed Controller universelles Multi-Applikations-WLAN mit API s (Aero Scout Transponder, EKAHAU Positioning) koordinierte AP-Übertragung (realtime) Möglichkeit von True Reuse zu profitieren (im Download) Hersteller im Enterprise- Bereich Cisco / Aerospace Aruba Motorola / Symbol Trapeze Siemens Aerohive Extricom Channel-Blanket-Technologie Meru Virtual-Cell-Technology* Grösste Nachteile Zellenplanung notwendig Interferenzschwan-kungen schlechter VoWLAN-Betrieb Nutzung von n erfordert grössere Änderungen im Netzwerk Portabilität, keine Mobilität * Bei Meru sind virtuelle Zellen Teil der Zellenplanung, also keine Blanket-Technologie verbesserte Mobilität zulasten der Kapazität Herstellerabhängiges Client-Verhalten Zusammenfassung von APs, Kein Channel-Blanket

5 Limitationen zellenbasierender Systeme Sensitivität Co-Channel Interference Immer vorhanden Client Übertragungsstärke kann nicht kontrolliert werden Client beantwortet jedes Packet mit ACK! (Sensitivity) Edge-Users Client entscheidet wann er «roamt» (häufig unbeinflussbare Einstellungen wie z.b. «Roaming Aggressivness», Energiesparmodus etc.) Client mag an «relativ gutem AP» «kleben bleiben»! Damit reduziert er die Gesamtperformance Roaming Roaming wird immer auf der niedrigsten (Basic-) ->Datenrate durchgeführt ->Verursacht Interferenz Führt zu Ping-pong Effekt

6 Eine High-Performance WLAN-IP-Wolke das Extricom Channel-Blanket Channel-Blanket Zentralisierte Logik, verteilt nur Radio AP sind überall verteilt und arbeiten auf dem selben Kanal (keine Konfiguration erforderlich) Der Switch überwacht die AP s zentral und verhindert Co-Channel Interference der Client verbindet sich mit dem Switch, nicht mit dem AP Mobilität und garantierte Bandbreite Eine «Single-Cell-Experience» bietet: gleichmässigen Durchsatz unbegrenzte Aufstellung und Dichte von APs konsistentes Client-Verhalten

7 Density der AP s

8 Dämpfung 2.4Ghz Trockene Luft (Beispiel) Distanz Verlust m 100 db m 94 db Uschon 2 m Distanz vom AP bedeuten bereits 46db Verluste 3.91 m 52 db 1.95 m 46 db

9 Vorteile in beiden Frequenzbändern n n a/b/g Rogue AP Blanket 1: 40 MHz «reines n» Blanket Blanket 2: 20 MHz a/b/g- Blanket n a/b/g Zelle 1: 40 MHz n/g -Zelle n/g???? Zelle 2: 20 MHz n/g-zelle n/g??

10 Checkliste für nahezu alle WLAN-Projekte vertikaler Markt? Gebäudepläne, Elektroschemata, Steigzonen Wie viele gleichzeitige Benutzer, gewünschte Design Datenrate? Welche Anwendungen will der Kunde nützen, Pflichtenheft? Bandbreite pro User, Internetaccess oder Serverzugriff, Bridges? Welche Infrastruktur besteht schon, Internetanbindung? TCO und Laufzeiten, Nachhaltigkeit der Investition für ca.4 Jahre Bis wann soll das Projekt umgesetzt werden? Budget? Kaufen oder Mieten? Ausbaupläne? Wer leistet Service und Support, SLA, Abnahme geplant? Ästhetik, was darf sichtbar sein? Antennengewinn (HF), Kompromisse? Ambassador Lounge verlangt? Kennen Sie alle Schlüsselpersonen? Architekt, E-Planer, Eigentümer?

11 Skalierbarkeit mit Mega-Switch

12 The Mega-Switch von 4 bis 128 Accesspoints (256 AP s in 2012) bis zu 2400 Accesspoints managebar über EX-NMS Promo bis Q2/2012

13 Ambassador Lounge ab Januar 2012 Erstellen Sie ein Gäste Login, direkt auf dem Extricom Switch

14 802.11n AP s Übersicht Produkt Total #. Radios (Blankets) # Radios für jede MIMO Spatial Streams Kategorie Single Stream Dual Stream Triple stream EXRP-33n EXRP-32n EXRP-22n EXRP-22En* EXRP-30n EXRP-40En* *: geeignet für externe Antennen

15 TEFO 11 Professionelles WLAN in der Praxis

16 EKZ Geschäftsbereiche Die EKZ ist Aktionärin der Axpo Holding AG, verteilt Strom und bietet Dienstleistungen im Energiebereich an EKZ Eltop ist ein Geschäftsbereich der EKZ und bietet Dienstleistungen rund um Elektroinstallationen, IT und Telematik an Telefonie-Anlagen (VoIP und klassische Lösungen) IT-Infrastrukturen (Virtualisierung und klassische Lösungen) Professionelle WLAN Lösungen Stark- und Schwachstrom Installationen Gebäudeautomation und SAT Installationen 2 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

17 Interessante Kundenprojekte Gottlieb Duttweiler Institute, Rüschlikon EKZ Voltair, Dietikon Cagol Fashion Company AG, Zürich 3 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

18 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Betreibt wissenschaftliche Forschung Ermittelt Trends und Zukunftsszenarien Führt regelmässig Themenanlässe durch 4 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

19 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Ausgangslage Vereinzelte Access-Points installiert Nutzung bisher sehr eingeschränkt Nachfrage der Teilnehmer auf schnellen Internetzugriff wuchs 5 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

20 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Anforderungen Gleichzeitiger Zugriff von 50 Usern auf das WLAN Schneller und stabiler Internetzugriff Einsatz von Medien wie Smartphones, Tablet-PCs und Notebooks Nutzung der Frequenzbänder 2.4 GHz und 5 GHz Ästhetik (APs und Antennen möglichst unsichtbar) Einfache und zentralisierte Verwaltung des WLANs 6 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

21 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Entscheidung für EXTRICOM-Lösung von Studerus Die Channel-Blanket-Topologie überzeugte Investitionsschutz durch Skalierbarkeit Gutes Preis-Leistungsverhältnis Vertrauen in Studerus und EKZ Eltop 7 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

22 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Technische Daten Technik 24-Port WLAN Controller 23 Ultra-Thin-Access-Points (weiss) Storage für das Logging der Daten Umfang Beratung, Planung und Installation Projektkosten WLAN-Infrastruktur, Netzwerkverkabelung, Dienstleistungen CHF TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

23 GDI Gottlieb Duttweiler Institute Ästhetik Access Points nicht sichtbar! 9 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

24 EKZ Voltair Neustes Flaggschiff der EKZ Personalrestaurant mit 5 Seminarräumen Ausgestattet mit neusten Technologien 10 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

25 EKZ Voltair Ausgangslage Anschaffung für Neubau geplant Evaluation professionelle WLAN Lösung Strenges Produkte-Auswahlverfahren 3 WLAN Anbieter wurden evaluiert 11 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

26 EKZ Voltair Anforderungen Access Points mit Power over Ethernet (PoE) Zugriff der Gäste über einen beschränkten Zeitraum Dauerhafter Internetzugriff für VIP s Unterstützung Sicherheitsstandards (Verschlüsselung und Authentifizierung) Abdeckung der Dienste wie Daten und Sprache ohne Interferenz Kein Datenroaming 12 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

27 EKZ Voltair Entscheidung für EXTRICOM-Lösung von Studerus Lösung überzeugte durch die interferenzfreie Architektur Argumente Channel-Blanket-Technologie versus Zellenplanung Einfaches Management des Controllers Gutes Preis-Leistungsverhältnis Besuch beim Referenzkunden 13 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

28 EKZ Voltair Technische Daten Technik 16-Port WLAN Controller 12 Ultra-Thin-Access-Points (weiss) Storage für Datenlogging Drahtloser Hotspot Gateway mit Belegdrucker Firewall Umfang Beratung, Planung und Installation Projektkosten WLAN-Infrastruktur, Dienstleistungen, ohne Netzwerkverkabelung CHF TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

29 EKZ Voltair Ästhetik Access Points nicht sichtbar! 15 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

30 Cagol Fashion Company AG Vertreibt hochstehende Modeartikel im oberen Preissegment Anspruchsvolle Kundschaft Bestechend schöne Räumlichkeiten 16 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

31 Cagol Fashion Company AG Ausgangslage Günstige Variante mit 3 APs und 2 unterschiedlichen Fabrikaten Zugriff auf WLAN mit mehr als 3 Usern instabil und langsam Störungen durch weitere Firmen mit WLAN im Gebäude Kunde hatte Angebot mit zellenbasierender Lösung vorliegen 17 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

32 Cagol Fashion Company AG Anforderungen Gleichzeitiger Zugriff von 10 Usern auf das WLAN Power over Ethernet (PoE) Unterstützung der AP s Stabile Internetverbindung mit guter Performance geringe Betriebskosten 18 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

33 Cagol Fashion Company AG Entscheidung für EXTRICOM-Lösung von Studerus Zellenbasierende Lösung konnte Anforderungen nicht erfüllen Roamingfreier Zugriff auf WLAN (wegen Channel-Blanket-Technologie) Lizenzmodell (Start mit 4 Ports, erweiterbar bis 8 Ports) Zugriff auf das EKZ Eltop Servicedesk 19 TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

34 Cagol Fashion Company AG Technische Daten Technik 8-Port WLAN Controller 4 Ultra-Thin-Access-Points (weiss) Umfang Beratung, Planung und Installation Projektkosten WLAN-Infrastruktur, Dienstleistungen, ohne Netzwerkverkabelung CHF TEFO11 / Beat Schumacher / 24. November 2011

35 Herzlich willkommen! Andreas Scheurer wistec GmbH 8834 Schindellegi Tel wistec.ch

36 Agenda MIMO Technologie / Bridge-Lösungen MIMO Technologie Standards , MIMO, Anzahl Streams, Voraussetzungen der Umgebung, Durchsatz, Auswirkungen auf Antennen Antennentechnologie Eignung, Auswahlkriterien, Durchsatz, Auswirkungen auf Position und Ausrichtung WLAN Lösungen outdoor Punkt-Punkt Bridging (Outdoor, Long-Range) Fresnelzone, Polarisierung, Berechnungen & Messungen

37 wichtige WLAN Standards b a g Speed 11 Mbps 54 Mbps 54 Mbps Band 2.4 GHz 5-6 GHz 2.4 GHz Coverage 50/400 m 25/200 m 50/400 m Security 802.1x -> i WiMax HyperMAN

38 IEEE n Standard n (ratifiziert seit 11. Sept. 2009) Sollte bereits Mitte 2007 verabschiedet werden. Hauptziele: Grössere Reichweite höherer Durchsatz bessere Zuverlässigkeit Eigenschaften 2.4 und 5 GHz MIMO Technologie (Multiple Input/Multiple Output) Mehrfachantennen Packet Aggregation Durchsatz bis 600 Mbps ( 11 x A/G ) HT Frame im Beacon Channel Bonding (Zwei 20-MHz Kanäle als ein 40-MHz Kanal) a/b/g rückwärtskompatibel

39 IEEE n MIMO Grössere Reichweite und höherer Durchsatz dank MIMO Technologie (Multiple Input/Multiple Output) Durchsatz bis ca. 300Mbps (1 Kanal) mit zwei 20-MHz Kanälen bis 600 Mbps

40 802.11n MIMO - Spatial Multiplexing Reichweite Durchsatz Stabilere Verbindung Bessere Ausleuchtung (gleichmässiger) weniger Komponenten (geringere AP-Dichte)

41 n Channels Channel Bonding 2 Kanäle à 20 MHz Kanalbandbreite 40 MHz K1

42 IEEE n

43 IEEE n MCS (Modulation Coding Schemes) MCS Modulation Coding Rate Spatial streams Data rate 800ns GI (20 MHz) 400ns SGI Data rate 800ns GI (40 MHz) 400ns SGI 0 BPSK 1 / QPSK 1 / QPSK 3 / QAM 1 / QAM 3 / QAM 2 / QAM 3 / QAM 5 / Bonded Channels 8 BPSK 1 / QPSK 1 / QPSK 3 / QAM 1 / QAM 3 / QAM 2 / QAM 3 / QAM 5 /

45 Antennenpositionen Projektplanung funktechnisch... reflexionsfrei -> Freiraum dämpfungsarme Materialien Sichtverbindung Positions-Höhe installationstechnisch... einfache Erschliessung Zugänglichkeit maximale Distanzen zum Switch Ästhetik...? Schutz vor Vandalismus?

46 Dämpfung der Umgebungsmaterialien mässig: hoch: Einfaches Fensterglas Backstein Kunststoffe Luft < Regen Luft: Dämpfung bei 2.4 GHz 250 m 88 db 500 m 94 db 1000 m 100 db Beschichtetes Glas Natürliches, solides Mauerwerk (feuchtes) massives Holz < Schnee < Nebel Metalle

47 Dämpfung trockene Luft Distanz Verlust m 100 db m 94 db m 88 db m 82 db m 76 db m 70 db m 64 db 7.81 m 58 db 3.91 m 52 db 1.95 m 46 db

48 Antennen Anwendungen indoor Wichtige Merkmale für Indoor-Anwendungen: dezente Erscheinung Raumgeometrie (z.b. hohe vs. niedrige Räume) Ästhetische (farbliche) Integration Kleine Abmessungen Feines Kabel (dezente Farbtöne) Omni-, Sektor- und Richtcharakteristik Fixe Montage vs. variable Position

49 Was macht eine gute Antenne aus? Material Langlebigkeit Stabilität Robustheit Genaue Geometrie (Abstimmung) Anpassung Kabel & Stecker (Impedanz, VSWR) Versiegelung als Massnahme gegen Verschmutzung & Veränderung der Charakteristik

50 Bsp. Antennen für n MIMO 2T2R 2.4 GHz 2-fach Deckenantenne 4dBi 2.4 GHz und 5-6 GHz 2-fach Patchantenne 60 / 7dBi

51 Antennen Anwendungen indoor MIMO Deckenmontage (evtl. Wand) 3 Stream Antenne für Räume mit hohen Durchsatzanforderungen, Sitzungszimmer, Konferenzsaal, Schulzimmer etc. 2.4 und 5 GHz dezent, kaum als Antenne erkennbar (Leuchtenform) 2 dbi Gewinn 360 Abstrahlbild:

52 Antennen Anwendungen indoor Unauffällig an Wänden Sektor 8.5 dbi 120 Sektor 7.5 dbi 70

53 Antennen Anwendungen Sektor-Abdeckung Outdoor, Hot Spots mit hoher Benutzerdichte Aufteilung der Last z.b. in Messehallen Abstrahlungswinkel: horizontal , vertikal 6 30

54 Antennen Anwendungen Hohe Reichweite Outdoor, punkt-punkt Richtantennen mit Strahlungswinkel 5 25 Flat Patch (früher Yagi) Parabolische Dish-Antennen Polarisierung (dual)

55 Blitzschutz Gasentladungsprinzip oder Quarter Wave Technology (QWT) QWT ist schmalbandig z.b. nur 2.4 GHz echter Schutz nur gewährleistet, wenn Seele und Abschirmung galvanisch getrennt sind Solide Erdung ist entscheidend! Ersatzschaltbild: Transformator

57 Anwendungen WLAN Bridge Ergisch v. Erschmatt

58 Fresnelzone.545 r [meter] d = 1km -> r= 5.6m (bei 2.4 GHZ) d = 20km -> r= 25m (bei 2.4 GHZ) d [meter] f [GHz]

59 Fresnelzone

60 Polarisierung Konfiguration Schwingungsrichtung der Antenne vertikal Konsequenz bei der Anwendung horizontal

61 Receiver Empfindlichkeit / Speed / Marge Specifications Atheros AR5213 AR5112 IEEE Standard Compliance IEEE a 5GHz OFDM IEEE b 2.4GHz OFDM IEEE g 2.4GHz CCK Frequency Range a: 4.9GHz ~ 6,1 GHz b/g: 2.3GHz ~ 2.5GHz Receive Sensitivity: b: 1Mbps 11Mbps g: 6Mbps 54Mbps a: 6Mbps 54Mbps Output Power: b: 18 dbm g: 18 6Mbps, 15 54Mbps a: 17 6Mbps, 13 54Mbps

62 Systemmarge Rechenbeispiel: Ermittlung der Grenzen Long Range Gewinn 6 dbi 6 dbi Kabel -3dB Sender 17dBm Klare Sichtverbindung typ. Dämpfung Luft 50m 74dB 100m 80dB 250m 88dB 500m 94dB 1000m 100dB -3dB Empfänger -83dBm System Marge: bei 500m 12dB bei 1000m 6dB

63 Backhaul Link N 300 Mbps (2 streams) Backhaul 5 GHz n 300 Mbps with 2 streams vertical horizontal Local connection 2.4 or 5 GHz n 300 Mbps with 2 streams vertical Local connection Sector-antennas AN24-S15-VP AN24-S15-HP (or 5 GHz) AN56-S15-VP AN56-S15-HP Backhaul Directional antennas 2 x AN56-F18 (or dual polarized) 1 x AN56-F18-DP horizontal NWA-3550N n Outdoor Access Point / Bridge with 2 streams Lightning protection 2.4 GHz 2 x QWT-24-NF and 5 GHz 2 x QWT-56-NF