Tecnologia de rádio WLAN/direcional

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Atualizado – 30 de dezembro de 2022

Noções básicas

A WLAN serve como acesso local a uma infraestrutura de rede, enquanto a distância entre duas estações é aumentada por meio de antenas de rádio direcionais.

WiFi em todos os lugares – é assim que você quer que seja. Mas as promessas encorpadas dos fabricantes muitas vezes não cumprem o que parecem prometer.

Para ser sincero, não se deve às promessas de alcance supostamente excessivo, mas sim às condições locais, que não correspondem ao padrão ideal: concreto armado, paredes, tetos, árvores, etc., todos representam obstáculos às ondas de rádio. Quanto menor o comprimento de onda, maior será o amortecimento causado pelos obstáculos.

O WiFi é coberto por duas faixas de banda: 2,4 GHz e 5 GHz.

Existem diferentes padrões IEEE dentro dessas bandas, atualmente representados na banda de 2,4 GHz são 802.11b com até 11 Mbit/s na faixa de 20m, 802.11g com até 54 Mbit/s na faixa de 25...50m, no Banda de 5 GHz 802.11n com até 600 MBit/s com alcance de 70 m, 802.11ac com até 1.300 MBit/s, bem como na banda de 60 GHz 802.11ad com até 7 GBit/s com alcance de 50 m e 802.11ay com até 175 GBit/s com alcance de apenas 10m.

Como é habitual com informações de transferência de dados DSL, o alcance aqui também diz “até” x metros. Isso geralmente pressupõe uma linha de visão clara.

Cobertura Wi-Fi

Pessoas ousadas recomendam o uso dos chamados repetidores para aumentar o alcance. Isto ignora o fato de que o repetidor teria que enviar e receber ao mesmo tempo para poder entregar a mesma taxa de transferência de dados. Mas é exatamente isso que ele não pode fazer. Enquanto ele ouve, ele não consegue falar e vice-versa. Portanto, o rendimento que pode ser alcançado com um repetidor é reduzido em 50%.

Se você deseja uma cobertura Wi-Fi homogênea, não pode evitar ter um número correspondente de pontos de acesso Wi-Fi, em caso de dúvida, até mesmo um por quarto, se quiser que o desempenho quase máximo esteja disponível em todos os lugares.

Os diagramas de radiação, que mostram as características de radiação do AccessPoint, são muitas vezes ignorados porque raramente são mostrados nas fichas técnicas dos AccessPoints. Dependendo da disposição das antenas, esta pode ser circular, cônica ou semelhante a uma elipse, ou uma combinação de todas. Conhecendo estas características, a iluminação dos cantos pode ser aumentada se necessário, desde que estes dados de medição sejam levados em consideração na instalação do AccessPoint. Para aplicações especiais, também existem antenas setoriais que iluminam especificamente um corredor estreito e cônico.

Seleção de componentes

Produtos de fabricantes conhecidos, incluindo roteadores, são frequentemente encontrados e realizam seu trabalho com segurança para uso doméstico. Se você deseja um ambiente que possa ser administrado remotamente, se necessário, mas principalmente de forma consistente e limpa, você deve usar um provedor corporativo (por exemplo, Onipresença) fugir. Onipresença posa com seu Unifi-Produtos Tecnologia empresarial disponível de forma barata para o setor de consumo.
Todos os componentes montáveis em rack têm uma temperatura operacional relativamente alta, mas também são certificados para isso.
Quando instalado em gabinete de rede, na minha opinião faz sentido a ventilação automática com ventiladores eficientes, embora não seja exigida pelas especificações do fabricante.

Deve-se levar em conta que a qualidade não pode ser oferecida com desconto. Se você compra barato, você compra duas vezes. Embora muitas vezes tenhamos a tendência de ignorar esse truísmo, ele nos alcança repetidas vezes com absoluta confiabilidade - às vezes mais cedo, às vezes mais tarde...

Estudo de caso

Abaixo apresento uma extensa instalação de roteador 1x (Cabo AVM 9590), 1x Security Gateway Pro 4, 12x switches, 9x pontos de acesso (tudo Onipresença) e 1 link de rádio de 1 GBit/s (MikroTik), que abrange um bangalô com três unidades residenciais com 360 m² de área útil e 2.000 m² de área externa para cerca de 90 clientes.

Security Gateway Pro 4 / Chave de nuvem Unifi

O Gateway de segurança Unifi Pro 4 atua como roteador e firewall no segmento corporativo, possui duas portas WAN e duas portas LAN, cada uma de 1 GBit/s, para que uma conexão DSL redundante possa ser implementada se necessário, por exemplo, WAN 1 -> Cabo DSL, WAN 2 -> LTE. e, como todos os componentes Unifi, é administrado por meio de um controlador que pode ser acessado por meio de um navegador.

O chamado Chave de nuvem Unifi permite a administração (também remota) via aplicativo de celular ou navegador e elimina a necessidade de instalar o software do controlador Unifi em um computador. Ele está conectado a qualquer switch.
Também existe um para isso Acessório para montagem em rack.

WAN 1 está conectado à porta 1 Cabo AVM 6950 conectado. Observe que o roteador AVM usa uma sub-rede diferente da infraestrutura Unifi (por exemplo, AVM 192.168.0.x e WAN 1 192.168.1.x). LAN 1 leva diretamente ao switch (aqui 48 portas).

Qualquer número de redes LAN e WLAN pode ser configurado em poucos minutos usando o Unifi Security Gateway e o controlador, incluindo redes de convidados com um portal de login de convidado ou sem um login separado, todas com suporte VLAN, é claro.

Três redes LAN, cada uma com sua própria sub-rede, e quatro redes WLAN foram configuradas aqui.

Interruptor Unifi

Todos os switches Unifi podem ser administrados através do controlador e alguns possuem POE de acordo com portas 802.3at/af e SFP. A capacidade de comutação é 16/20 (8 portas / POE).. 104 (24 portas) GBit/s.

As opções usadas aqui são:

• Switch Unifi de 8 portas (POE de 4 portas)
• Switch Unifi de 8 portas POE2SFP
• Porta Unifi Switch 48 2 SFPs
  

Ponto de acesso Unifi

A Ubiquiti oferece diferentes variantes, incluindo: Unifi AP AC LR (longo alcance, interno) e PRO (externo).

O longo alcance parece tentador no início, finalmente, mais alcance, até 183 m. Sim no lado receptor, MAS: quais dos dispositivos locais, como celulares, tablets etc., suportam modo de longo alcance no lado emissor?!
Portanto, esqueça imediatamente o LR, é melhor optar pelo PRO com alcance de até 122 m, mesmo para uso interno.
Pois bem, 122m, um ponto de acesso deve ser suficiente para todo o apartamento! Incorreto: “122m”, primeiro “até” e segundo “condição de visibilidade em campo aberto”.
Mesmo uma única parede exterior reduz os 600 Mbit/s disponíveis no exterior para aproximadamente 140 Mbit/s, ambos com base numa distância de 2 m num ângulo de 45° até ao ponto de acesso! Cada parede adicional reduz novamente o rendimento de dados.

O Unifi AP AC PRO-A versão oferece 3 x 3 antenas TX/RX MIMO a 2,4 GHz e 5 GHz com uma taxa de transferência máxima de 450 MBit/s ou 1,3 GBit/s, possui 2 portas LAN de 1 GBit/s (por exemplo, para um vídeo POE conectado à LAN câmera).

Os diagramas de radiação estão abaixo https://help.ui.com/hc/en-us/articles/115005212927-UniFi-UAP-Antenna-Radiation-Patterns disponível.

Link de rádio MikroTik

Ubiquiti oferece atualmente uma nova antena de rádio direcional Ubiquiti PowerBeam 5AC ISO Gen2 com 450 MBit/s numa distância de até 25km (!) (pode ser do interesse dos agricultores) a um preço aceitável. No entanto, a Otto-Normal tem de percorrer distâncias inferiores a 100m (casa - jardim). Isso percebe que Kit de fio sem fio MikroTik 1Gbps com 800 MBit/s estáveis em uma distância de 60m. Por exemplo, fluxos de vídeo paralelos de 5 câmeras Hikvision de alta resolução, Netflix TV, console de jogos, PC para jogos, dois telefones celulares e tablets, bem como dois computadores Raspberry Pi são processados aqui.

A única desvantagem: as antenas devem ser administradas através de seus próprios IPs através da interface web. Com o link de rádio Unifi, isso funcionaria através do controlador Unifi.
Se você consegue conviver com essa limitação, esta solução MikroTik é recomendada.