Planung des WLAN-Netzwerks

Gilt für: WatchGuard Cloud-verwaltete Access Points (AP130, AP330, AP332CR, AP430CR, AP432) Dieses Thema gilt für Wi-Fi 6 Access Points, die Sie in WatchGuard Cloud verwalten (AP130, AP330, AP430CR, AP432).

Bevor Sie Access Points in Wi-Fi in WatchGuard Cloud in Ihrem Netzwerk bereitstellen, müssen Sie Ihre WLAN-Netzwerkbereitstellung recherchieren, entwerfen und planen, um sicherzustellen, dass diese Ihre Anforderungen an Abdeckung, Kapazität und Sendezeitbedarf sowie Sicherheit erfüllt.

Anforderungsanalyse

Berücksichtigen Sie bei der Bewertung Ihrer derzeitigen Umgebung und der WLAN-Anforderungen Folgendes:

• Welche WLAN-Standards muss Ihr Access Point unterstützen (802.11ax, 802.11ac Wave 1 und Wave 2, 802.11a/b/g/n)?
  • Für welche Typen von WLAN-Clients wollen Sie eine Verbindung zulassen?
  • Welche WLAN-Standards unterstützen diese normalerweise?
• Welche SSIDs und Netzwerke wollen Sie erstellen?
  • Gibt es Gruppen von WLAN-Benutzern, die WLAN-Zugriff auf verschiedene Netzwerkressourcen benötigen?
  • Wollen Sie ein WLAN-Gastnetzwerk einrichten, das nur Internetzugang zulässt?
• Wo ist der beste physische Standort für die einzelnen Access Points?
  • Welche räumlichen Dimensionen haben die Umgebungen, von denen aus WLAN-Benutzer sich verbinden werden?
  • Benötigen Sie mehrere Access Points, um mehrere Bereiche abzudecken?

Planung der Abdeckung

Die traditionelle Abdeckungsplanung untersucht die physische Umgebung, in der das WLAN-Netzwerk bereitgestellt wird, und die verschiedenen Faktoren, die sich auf die Stärke, Reichweite und Dämpfung Ihres WLAN-Signals auswirken können.

Die Planung der Abdeckung beinhaltet:

• Optimale Frequenznutzung und Access Point-Standorte
• Ermittlung der Sendeleistungspegel
• Verhindern von Kanalstörungen
• Überprüfung von Etagenplänen, physischen Hindernissen und Baumaterialien

Planung der Kapazität

Als Teil Ihrer Planung der WLAN-Bereitstellung müssen Sie auch die Kapazität und den Sendezeitbedarf berücksichtigen. Sie müssen in Ihren Plan die Menge, die Art und das Muster des Datenverkehrs des erwarteten Spitzensendezeitbedarfs für Ihr WLAN-Netzwerk und dessen Abdeckungsbereich berücksichtigen.

Beispielsweise hat eine Bereitstellung für ein Hotel und seine Tagungsräume ganz andere Kapazitäts- und Sendezeitbedarfskriterien als eine Bereitstellung in einem kleinen Büro, einem Einzelhandelsgeschäft oder auf einem Schulgelände. Jede WLAN-Bereitstellung ist einzigartig und erfordert die Planung von sowohl Abdeckung als auch Kapazität.

Die Analyse von Kapazitäts- und Sendezeitbedarf bietet:

• Optimale Anzahl Clients je Access Point-Sender, einschließlich inaktive und aktive Clients. Sie müssen ruhige Zeiten und die Nutzung in Worst-Case-Szenarien einbeziehen.
• Sendezeitbedarf und Mindestdatenübertragungsraten für unterschiedliche Arten von Anwendungsdatenverkehr.
  • Bedenken Sie E-Mail, Internet, Video, Social Media, Streaming und andere Anwendungen.
  • Bestimmen Sie den Bandbreitendurchsatz je Anwendung und Verbindung und bestimmen Sie dann die im Abdeckungsbereich des WLAN-Netzwerk insgesamt erforderliche Bandbreite.
• Berücksichtigung des Wachstums auf Basis der Anzahl verbundener Clients und dem Bandbreitenverbrauch von Anwendungen.

WLAN-Ausleuchtung

Führen Sie eine WLAN-Ausleuchtung durch, um Ihre physische Umgebung und bestehende WLAN-Signale zu analysieren. Verwenden Sie ein Hilfsprogramm für die WLAN-Ausleuchtung, wie AirMagnet Planner oder ein ähnliches Tool.

• Messen Sie vor der Bereitstellung als Teil Ihrer Planung
  • Messen Sie alle vorhandenen WLAN-Signale und Störungen in Ihrer Umgebung
  • Messen Sie die WLAN-Signalstärke an verschiedenen Orten.
• Messen Sie nach der Bereitstellung, um die Access Point-Signalstärke und -reichweite zu sehen
  • Erstellen Sie nach der Installation Ihrer Access Points eine weitere Heatmap, um zu prüfen, dass Ihre derzeitige Positionierung ausreichend Abdeckung und Signalstärke bietet.
  • Suchen Sie nach Engpässen der WLAN-Kanäle und stellen Sie sicher, dass die Entfernung zwischen den Access Points das Signal nicht auf problematische Niveaus verschlechtert.

WatchGuard Theoretische WLAN-Ausleuchtung

WatchGuard kann ihre Partner mit theoretischer WLAN-Ausleuchtung für Kunden unterstützen. WatchGuard bietet ihren Partnern einen Fragebogen zu Wi-Fi-Anforderungen von Kunden, in dem die Daten zusammengetragen werden, die für eine theoretische WLAN-Ausleuchtung für die Bereitstellung erforderlich sind. Zur WLAN-Ausleuchtung gehören Informationen zur Dimensionierung im Hinblick auf die Anzahl und Typen der Access Points, die für das WLAN-Netzwerk erforderlich sind, und ein Raumplan mit empfohlener Access Point-Platzierung.

Um den Fragebogen heunterzuladen, melden Sie sich bei Ihrem Partnerkonto auf der WatchGuard-Website an und gehen Sie zu Produkt > Vertrieb Secure Wi-Fi.

Weitere Informationen finden Sie unter WatchGuard WLAN-Ausleuchtung.

Planung der Kanalkapazität

Die meisten WLAN-Netzwerke werden für Kapazität anstatt für Abdeckung entworfen, insbesondere in Bildungsumgebungen, in denen hohe Client-Dichte und Anwendungen mit hoher Bitrate, wie Video-Streaming, üblich sind.

Der erste Schritt beim Entwurf kapazitätsoptimierter Netzwerke ist die Definition der Anforderungen. Dazu gehören Client-Dichte, Client-Typen, Anwendungen, Anwendungsfälle und Durchsatzanforderungen.

Für eine erfolgreiche Auslegung benötigen Sie darüber hinaus weitere Informationen in Bezug auf die Umgebung. Dazu gehören Faktoren wie Wi-Fi-Spektrum-Verfügbarkeit, Gebäudelayouts, verwendete Baumaterialien und die Wi-Fi-Kanalnutzung in angrenzenden Bereichen.

Der Designprozess umfasst folgende Analyse- und Planungsstufen:

• Anforderungsanalyse
• Clients
• Anwendungen
• Anwendungsfälle
• Analyse der WLAN-Umgebung
• Planung der Kanalkapazität

Anforderungsanalyse

Clients

Sie müssen Anzahl und Typen der Client-Geräte bestimmen, und wo diese sich im Netzwerk befinden. Kanalkapazität und Netzwerkgesamtkapazität sind ebenso eine Funktion der Client-Dichte wie die Typen der bereitgestellten Access Points und Switches.

Obwohl es nicht immer möglich ist, die genaue Verteilung der Client-Fähigkeiten zu kennen (beispielsweise 802.11ax vs. 802.11ac Wave 1 oder Wave 2, 1x1, 2x2 und 3x3), wird Ihre Kanalkapazitätsplanung umso genauer sein, je mehr Details Sie kennen. Oft können Sie Überwachungstools in der aktuellen Wi-Fi-Bereitstellung nutzen, um Details über die Clients zu erheben, die in Ihrem Netzwerk verwendet werden.

Anwendungen

Sie müssen ermitteln, welche Anwendungen typischerweise auf Ihren WLAN-Client-Geräten eingesetzt werden. Um eine Durchsatzanforderung in Mbit/s je Client für einen bestimmten Bereich einer Bereitstellung zu schätzen, nutzen Sie die Anwendung mit der höchsten Bitrate. In einem Unterrichtsraum könnte beispielsweise die Anwendung mit der höchsten Bitrate ein HD-Video sein, das mit 5 Mbit/s gestreamt wird. In diesem Anwendungsfall empfehlen wir eine Durchsatzanforderung je Client von 5 Mbit/s. Um zu ermitteln, welche Anwendungen von Ihren WLAN-Clients verwendet werden, können Sie Anwendungstransparenz-Tools in Ihrem derzeitigen WLAN-Netzwerk verwenden.

Es ist auch wichtig, die Anforderungen für Anwendungen zu berücksichtigen, die Sie in Zukunft zu nutzen beabsichtigen. Wir empfehlen Ihnen, mit dem IT-Personal die geplante Nutzung zukünftiger Anwendungen zu besprechen.

Dies sind ungefähre Bitraten für häufige Anwendungen als Anhaltspunkt. Sie können diese Werte nutzen, um ungefähre Kapazitätsanforderungen zu berechnen.

Anwendung	Ungefähre durchschnittliche Bitrate
Audio	100 - 1 Mbps
Backups von Dateien	20 - 60 Mbps
Teilen von Dateien	5 Mbps
Online-Testen	2 - 4 Mbps
Drucken	1 - 3 Mbps
Videokonferenzen: Standard Definition	5 - 1 Mbps
Videokonferenzen: High Definition	2 - 3 Mbps
Videospiele*	Erfordert Messungen
Video-Streaming: Standard Definition	1 Mbps
Video-Streaming: High Definition 720p	3 - 5 Mbps
Video-Streaming: High Definition 1080p	8 - 12 Mbps
Video-Streaming: UHD (4K)	18 - 25 Mbps
Webinare	1 Mbps
Internetsurfen	750 Kbps

Anwendungsfälle

Ein Anwendungsfall ist definiert als die Zahl und die Typen der Geräte und deren Anwendungen und Nutzungsmuster für einen spezifischen Standort. Um mehr über die Anwendungsfälle für eine Bereitstellung zu erfahren, empfehlen wir Ihnen, eine umfassende Begehung des Standortes mit dem IT-Personal durchzuführen, das mit dem aktuellen Netzwerk vertraut ist.

Analyse der WLAN-Umgebung

Es gibt mehrere Umgebungsfaktoren, die die Reichweite und Performance von WLAN-Netzwerken beeinträchtigen können. Sie müssen Streckenverluste und -dämpfung Ihrer WLAN-Signale aufgrund dieser Faktoren schätzen.

Wände und Decken

Wände und Decken zwischen dem Access Point und den WLAN-Clients können die Signalstärke verschlechtern. WLAN-Signale können Wände und andere Strukturen durchdringen, aber die Durchdringungsrate steht in direkter Verbindung mit der Art des Baumaterials, der Materialdicke und der Entfernung zur Funkantenne.

Baumaterialien

Metall- und Aluminiumtüren, Glas, Zement, Metallständer, Ziegelwände und andere Arten von Baumaterial können eine beträchtliche negative Wirkung auf die Stärke der WLAN-Signale haben.

EMI (Elektromagnetische Störung)

Eingestrahlte ektromagnetische Störungen von anderen elektrischen Geräten, wie Mikrowellengeräte, kabellose Telefone und Funkkopfhörer, können beträchtliche HF-Störungen erzeugen und die WLAN-Kommunikation verschlechtern oder unterbrechen.

Distanz

Über die maximale Reichweite hinaus verschlechtern sich WLAN-Signale schnell. Sie müssen Ihr Netzwerk sorgfältig planen, um eine ausreichende WLAN-Abdeckung über die in Ihrer Umgebung geforderte Reichweite zu bieten.

Planung der Kanalkapazität

Im Rahmen der Kapazitätsplanung müssen Sie die Verfügbarkeit des WLAN-Spektrums prüfen und kennen, um den Planungsprozess entsprechend lenken zu können.

Die Anzahl der für eine Bereitstellung potenziell verfügbaren Kanäle hängt von der regulatorischen Domäne des Landes ab, in dem sich die Bereitstellung befindet. Manche regulatorische Domänen haben eine größere Spektrumkapazität als andere. Die Menge des verfügbaren Spektrums für eine spezifische Bereitstellung hat eine direkte Auswirkung auf die Typen der Anwendungsfälle, die Sie unterstützen können.

Über DFS-Kanäle

In manchen Regionen können Sie DFS-Kanäle (Dynamic Frequency Selection) innerhalb des 5-GHz-Bands wählen. Da DFS-Kanäle auch von Radarsystemen genutzt werden, unterbricht Ihr Access Point die Übertragung, wenn auf diesem Kanal Radarsignale erkannt werden.

Viele Netzwerke nutzen DFS-Kanäle, um höhere Anforderungen an die Skalierbarkeit zu erfüllen.

Wir empfehlen Ihnen, DFS-Kanäle soweit verfügbar zu aktivieren und sowohl 5-GHz- als auch 2,4-GHz-Bänder bereitzustellen. Sie können als bewährte Vorgehensweise auch die 2,4-GHz-Abdeckung in der ganzen Bereitstellung aktivieren, um Zugriff für Clients zu bieten, die beide Bänder nutzen.

Kanalverfügbarkeit

Diese Tabelle zeigt die Anzahl der für das 5-GHz-Band in den USA verfügbaren Kanäle.

Kanalbreiten	Ohne DFS	Mit DFS
20 MHz	9	25
40 MHz	4	12
80 MHz	2	6
160 oder 80+80 MHz	1	3

Die meisten Netzwerke stellen 40-MHz- oder 80-MHz Kanäle auf Grundlage der Anforderungen und der Spektrumverfügbarkeit des jeweiligen Anwendungsfalls bereit. Einige wichtige Ausnahmen sind Bereitstellungen in Auditorium, Stadien oder Arenas mit hoher Dichte, wo 20-MHz-Kanäle aufgrund der Möglichkeit der Wiederverwendung von Kanälen oft die bessere Wahl sind.

Wir empfehlen Ihnen, die Verwendung von 80-MHz-Kanal-Plänen nur dann in Betracht zu ziehen, wenn DFS-Kanäle verfügbar sind. Denn ohne DFS sind nur zwei überlappungsfreie 80-MHz Kanäle verfügbar. Wenn Sie DFS-Kanäle nutzen, haben Sie sechs überlappungsfreie DFS-Kanäle zur Verfügung.

Kanalbreiten

Größere Kanalbreiten, wie 80 MHz und 160 MHz, bieten mehr Bandbreite und höhere Datenübertragungsraten als kleinere Kanalbreiten (20 und 40 MHz), aber dies bedeutet auch, dass weniger Kanäle zur Verfügung stehen und erhöht das Risiko von Gleichkanalstörungen in dichten Umgebungen.

Zum Beispiel:

• 160 MHz — Es sind nur zwei Kanäle verfügbar
• 80 MHz — Bietet 6 überlappungsfreie Kanäle, falls DFS-Kanäle verfügbar sind
• 40 MHz — Bietet 12 überlappungsfreie Kanäle, falls DFS-Kanäle verfügbar sind
• 20 MHz — Es stehen viele Kanäle und Kombinationen zur Verfügung

Die Wahl der Kanalbreite hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Anforderungen des Anwendungsfalls, die Spektrumverfügbarkeit, die HF-Umgebung und das Budget für die Menge der benötigten Access Points. In einer Bereitstellung, in der Sie DFS-Kanäle nicht nutzen können (und deshalb 40-MHz Kanäle nutzen müssen), müssen Sie Ihre Anforderungen eventuell neu überdenken. Beispielsweise müssen Sie eventuell die Bitrate für das Streamen von Videos für reine 2,4-GHz-Clients und für Dualband-Clients ohne DFS-Unterstützung verringern. Stellen Sie 2,4 GHz in Ihrem gesamten Netzwerk bereit, um zusätzliche Kapazität zu bieten.

Im Allgemeinen werden folgende Kanalbreiten empfohlen:

• Bereitstellungen mit hoher Dichte und ohne DFS — Nutzen Sie 20 oder 40 MHz-Kanäle
• Geringe Dichte und DFS-Kanäle sind verfügbar — Nutzen Sie 40-MHz-Kanäle
• Gut ausgelegte Bereitstellung mit verfügbaren DFS-Kanälen — 80-MHz-Kanäle

Schätzung der Kanalkapazität

Die Kapazitätsplanung muss spezifisch für jeden Anwendungsfall erfolgen und folgende Faktoren berücksichtigen:

• Summe aktiver Geräte
• Gerätetypen
• Nutzungsmuster
• Genutzte Anwendungen
• Abdeckungsbereich

Diese Tabelle zeigt die geschätzten Durchsatzkapazitäten für verschiedene Kanalbreiten und räumlich getrennte Datenströme (Spatial Streams):

Spatial Streams	Maximale Datenübertragungsrate je Kanalbreite
	20 MHz	40 MHz	80 MHz	160 MHz
1 Spatial Stream	87 Mbps	200 Mbps	433 Mbps	867 Mbps
2 Spatial Streams	173 Mbps	400 Mbps	867 Mbps	1,73 Gbps
3 Spatial Streams	289 Mbps	600 Mbps	1,33 Gbps	2,34 Gbps
4 Spatial Streams	347 Mbps	800 Mbps	1,73 Gbps	3,47 Gbps

Diese Werte stellen maximale Raten für die Datenübertragung, aber nicht für die Durchsatzkapazität dar. Die Raten für die Durchsatzkapazität von Nutzdaten sind aufgrund von Faktoren wie Steuerdaten, Kollisionsverluste und Verluste durch Signalstärkenverschlechterung viel niedriger.