Como medir la capacidad de las redes WiFi

Trafico por estaciones WiFi

3 Abril, 2017 - Las redes Wifi se han convertido en uno de los métodos preferidos para el acceso a internet. En todos los lugares: en casa, en la empresa, en el colegio, en el hotel, en el estadio, etc. En todos los sitios a los que vamos esperamos encontrar una buena red WiFi.

Además, continuamente están apareciendo mejoras en los puntos de acceso y en los terminales de los usuarios. Entonces, cuando diseñamos una solución WiFi, cómo podemos valorar si todos estos nuevos dispositivos se comportarán de manera adecuada y de acuerdo a las prestaciones previstas? Afectará a la calidad de los servicios el número de usuarios que las usen?

Y si pudieramos analizar los diferentes escenarios de despliegue antes de realmente hacerlos físicamente?

Y una vez instalada la WiFi, la capacidad de la red es la prevista con decenas o centenares de usuarios?

En la actualidad las redes WiFi deben de soportar multiples flujos de video HD (incluyendo los servicios OTT - Over The Top), servicios de tiempo real (VoiP) y todo tipo de dispositivos con grandes necesidades de ancho de banda, como los HDTVs, los portátiles, las tabletas y los smartphones. Además los usuarios se han hecho muy dependientes de los servicios WiFi y esperan un gran servicio WiFi, independientemente del dispositivo que se use y/o de donde se se esté. Sin embargo la tecnología WiFi tiene limitaciones debido al uso de baja potencia y un espectro compartido limitado. Esto hace que no todos los Access Points (APs) sean iguales, pues no todos resuelven el problema de la capacidad de la misma manera. Unos tienen varios procesadores, otros tienen mejores arrays de antenas, otros usan chips epeciales que tienen comportamientos optimos a unas determinadas frecuencias y/o cargas. Es por esto que hay unos fabricantes que para el mismo escenario tienen mejores resultados que otros.

Sin embargo, durante estos años la mayoría de las recomendaciones y guías de buenas prácticas para el despliegue de las redes WiFi, se han orientado a conseguir una buena cobertura radiolectrica. Así podemos ver a continuación un gráfico con un tipico ejemplo de mapa de cobertura.

Heatmap

Esta básica aproximación se ha demostrado incompleta. Pues los usuarios ya no solo demandan tener cobertura, si no que los servicios funcionen con gran calidad en todo momento y como hemos comentado antes, no todos los APs se comportan igual al procesar los tráficos. Además, con la aparción de los sistemas MIMO el análisis RF ya no es todo lo preciso que era antes, pues las capacidades de la red están ahora también condicionas, entre otras cosas, al tipo de tráfico, número y ubicación de los usuarios/estaciones. 

Lo ideal sería medir el comportamiento de las redes con multiples servicios y además en función del número de terminales conectados. Esto es normalmente muy complejo y además prohibitivo, pues si queremos ver como se comporta una red WiFi con 100 usuarios (PCs y/o usuarios móviles) tendríamos que desplegar 100 dispositivos en el escenario. Luego tendríamos que ingeniarnoslas para ver la calidad de los servicios y el ancho de banda que cada uno obtiene, de manera que pudieramos, entonces, validar la instalación WiFi para por ejemplo, una feria, un auditorio, o un centro deportivo.

Afortunadamente, en la actualidad este tipo de escenarios se pueden probar con lo que llamamos simuladores/generadores de redes WiFi sin necesidad de desplegar decenas o centenares de equipos en campo.

Un ejemplo lo tenemos en el gráfico que encabeza el artículo, en el que se puede ver como bajan las prestaciones del punto de acceso de alta gama en función del número de estaciones, Así pasamos de una capacidad de tráfico máxima de 700Mbps con un usuario a poco más de 500Mbps para 30 estaciones. Esto es, una bajada de prestaciones del orden del 28% al cargarlo con tráficos simultáneos de 30 dispositivos.

Otra visión del comportamiento de nuestra WiFi la tendríamos mediante el análisis del tráfico que reciben cada una de los equipos conectados. Aquí podemos ver un gráfico, a modo de ejemplo, del ancho de banda por dispositivo para una instalación con 30 equipos. Para este escenario se están consiguiendo entre 12Mbps a 13Mbps por dispositivo WiFi.

Grafico ancho de banda para 30 estaciones WiFi

De esta manera podríamos escoger y validar que punto de acceso nos entrega más ancho de banda en función del número de usuarios previsto para nuestro proyecto. O también podríamos verificar, en campo, que la red WiFi está entregando realmente el ancho de banda comprometido por dispositivo y con la calidad necesaria para los servicios que se prestan a los usuarios.

Ya no se tiene porque diseñar a ciegas y luego confiar en que lo que dice la documentación técnica de los equipos se cumpla cuando hagamos el despliegue del proyecto,

Aplicaziones lleva desde hace años asesorando a sus clientes en la calidad de las redes WiFi y podemos atestigura que nos encontramos con muchas sorpresas, cuando una red WiFi se carga con multiples tráficos y usuarios. Algunos equipos (APs) apenas notan la diferencia, pero otros pueden perder más de la mitad de sus prestaciones.

Para este tipo de trabajos utilizamos diferentes herramientas y queremos destacar en este artículo la instrumentación de Candela Tecnologies, empresa americana con la que tenemos un acuerdo para el mercado Iberico.

En la foto que sigue se puede ver una maqueta portatil que ponemos a disposición de nuestros clientes para validad sus proyectos. Estos equipos también se venden a empresas especializadas que quieran realizar ellas mismas las pruebas de sus instalaciones WiFi. 

Aplicaziones equipos pureba Wifi

Estas son algunas de las principales características de estos dispositivos:

  • Doble radio (2,4Ghz y 5Ghz) con a/b/g/n/ac
  • Posibilidad de generar multiples estaciones virtuales desde cada equipo (hasta 64) cada una con subredes separadas y tráficos específicos
  • Se pueden poner varios de estos equipos a trabajar en modo "cluster" para simular los escenarios complejos de la manera más realista posible
  • Las velocidades (MCS) y los multiples streams (3*3 o 4*4) de conexión son configurables
  • Múltiples capacidades de generación de tráficos y de comportamientos de las estaciones virtuales
  • Posibilidad de integrar mediciones de la calidad percibida de los servicios (VoIP o HDVideo)
  • Los equipos no llevan ventilador y son muy pequeños. Muy adecuados, por ejemplo, para llevar en una mochila por el personal de campo encargado de realizar las pruebas.

Con estos kit de pruebas podemos simular y certificar escenarios con multiples radios y centenares de dispositivos.

Para proyectos más grandes, existen incluso equipos mucho más potentes, también con múltiples radios y capaces de generar miles de estaciones virtuales. 

A medida que las redes WiFi se están desplegando con equipos de mayores prestaciones (ejem. WiFi AC Wave 1 o Wave 2), se hace más conveniente verificar con instrumentación de este tipo sus capacidades reales. Por un lado para que los fabricantes de APs "no nos den gato por liebre", pero sobre todo para configurar y entender las posibilidades que estas tecnologías nos brindan, obteniendo así el mejor rendimiento y calidad de los servicios WiFi en nuestros proyectos.

Este tipo de pruebas no solo permite identificar los APs que tienen más o menos prestaciones, si no también el facilitar un ajuste óptimo en la ubicación de los APs en campo: Por ejemplo, una buena implantación de los APs puede conducir a un tráfico agregado superior al 20%. Esta diferencia puede significar, en algunos casos, el cumplir o no con los SLAs comprometidos con nuestros clientes.

Con la llegada de la nueva generación de redes WiFi 802.11ax será todavía mas importante la definición de los protocolos de prueba para nuestro proyecto y la correcta elección de la instrumentación para las medidas de las prestaciones de estos nuevos sistemas.

Más información está disponible en nuesta zona de calidad de red y/o contactando con Aplicaziones.

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