Khi mạng WLAN trở nên thông dụng và đi liền là thiết kế một mạng WLAN sao cho hiệu quả như chi phí bỏ ra thấp nhất, sự quản lí dễ dàng, sự bảo mật cao, đảm bảo về thông lượng cũng như sự ổn định …Việc thiết kế dựa trên trên sự hiểu biết sâu rộng về kiến thức mạng, kiến thức về truyền sóng, kỹ thuật trải phổ, kỹ thuật điều chế số, cấu hình các kênh, cài đặt công suất phát, nhiễu và nguyên nhân gây ra nhiễu… Thiết kế là một quá trình đưa ra một bản kế hoạch phục vụ cho việc triển khai mạng WLAN thành công. Bản kế hoạch này bao gồm:
Khảo sát: xác đinh nguồn nhiễu, xác định kích thước vùng phủ sóng, xác định vật chắn, xác định các mạng WLAN hiện có. Sau đó phân tích và đưa ra bảng biểu, sơ đồ phủ sóng và các yếu tố liên quan.
Kế hoạch triển khai: Xác định vị trí đặt AP, cấu hình AP, đưa ra mô hình và chọn thiết bị
3.2 Các bước thiết kế
Hình 3.1: Lưu đồ thiết kế
Tiêu chí thiết kế
Sử dụng số AP ít nhất với vùng phủ sóng đảm bảo yêu cầu. Vừa tiết kiệm được chi phí vì sử dụng số AP ít nhất, vừa đảm bảo được tính bảo mật vì vùng phủ sóng không vượt ra bên ngoài.
Quản lí, cấu hình các AP dễ dàng và tập chung.
Sự chuyển vùng nhanh chóng, dễ dàng và chắc chắn.
Đảm bảo thông lượng yêu cầu
Tránh nhiễu và tránh sự ảnh hưởng tương hỗ giữa các AP.
Tính bảo mật chắc chắn
Khả năng nâng cấp trong tương lai
Chi phí thấp
3.2.1 Khảo sát vị trí
Khảo sát vị trí là tiến trình từng bước một, mục đích là tìm ra những hiện tượng RF, khu vực bao phủ, nhiễu, và xác định nơi đặt phần cứng phù hợp với điều kiện. Mục tiêu lớn nhất của khảo sát vị trí là đảm bảo clients của WLAN có được biên độ tín hiệu RF mạnh liên tục khi di chuyển xung quanh khu vực phủ sóng. Đồng thời, clients phải duy trì được kết nối với thiết bị chủ hoặc thiết bị điện toán lưu động khác và các ứng dụng đang làm việc của họ. Việc khảo sát vị trí bao gồm phân tích vị trí từ xa của RF và phát hiện xem dạng khu vực bao phủ RF mà vị trí cần để đáp ứng mục tiêu của doanh nghiệp hoặc khách hàng. Suốt tiến trình khảo sát vị trí thu thập các câu hỏi về nhiều vấn đề khác nhau, các câu hỏi này cho phép tìm kiếm được càng nhiều thông tin càng tốt nhằm đưa ra kiến nghị về lựa chọn tốt nhất cho phần cứng, cài đặt, và cấu hình của WLAN. Khảo sát vị trí là cố gắng xác định khu vực RF bao phủ xung quanh từ nguồn RF trong điều kiện cụ thể. Khảo sát vị trí đúng cung cấp chi tiết các đặc trưng chỉ rõ vùng bao phủ, nguồn nhiễu, nơi đặt thiết bị, công suất quan tâm, và dây dẫn yêu cầu. Hơn nữa, tài liệu khảo sát vị trí phục vụ như một hướng dẫn cho thiết kế mạng và trong việc cài đặt và kiểm tra hạ tầng j,liên lạc vô tuyến. Các câu hỏi cần được trả lời:
Điều kiện hiện tại;
Khu vực sử dụng và các tháp phát song;
Mục đích và yêu cầu doanh nghiệp;
Băng thông và yêu cầu chuyển vùng;
Các nguồn nhiễu có khả năng;
Những nhu cầu bảo mật.
a. Phân tích điều kiện
Tùy theo môi trường khảo sát mà có những điều kiện đặc trưng riêng như kích thước, các vật cản, các nguồn gây nhiễu…dựa vào các số liệu ban đầu ta sẽ tiến hành tính toán sơ bộ để dự đoán kết quả, xác định các vị trí cần khảo sát, các điểm đặt AP dự kiến.Ngoại trừ các khác biệt hiển nhiên về kích thước, phải tập trung vào số lượng người sử dụng, yêu cầu bảo mật, nhu cầu băng thông, ngân sách, các nguồn gây nhiễu ví dụ những động cơ phản lực, mô tơ chổi than…Các bệnh viện cũng có thiết bị phóng xạ, cửa sổ kiếng kim loại hỗn hợp, cửa thoát hiểm, lối đi dọc hàng lang rất dài, thang máy, người dùng di động, phòng X-quang với tường bằng chì dày nhiều lớp. Ngoài ra còn quan tâm đến việc chuyển vùng trong khoảng cách rộng, giới hạn lượng người dùng trên access point để quản lý bảo mật, và các ứng dụng y học thường kết nối định hướng giữa máy chủ và client. Để đảm bảo đúng khu vực bao phủ cần thiết cho vùng cụ thể, an-ten bán định hướng có thể được sử dụng thay vi các an-ten toàn hướng. An- ten bán định hướng giúp giảm hiện tượng đa đường vì tín hiệu được broadcast ở hướng hẹp hơn. Thang máy có thể gây nhiễu nặng đến tín hiệu và có thể làm mất tín hiệu.
b.Xác định các mạng đang tồn tại
Xác đinh xem WLAN chúng ta xây dựng phải làm việc với hạ tầng đang tồn tại nào. Nếu có hạ tầng đang tồn cần ghi lại phần cứng WLAN đang tồn tại, các tần đang được sử dụng, số lượng người dùng, thông lượng… phải được chú ý để mà quyết định thực hiện thiết bị mới như thế nào cho phù hợp với hiện tại. Trả lời các câu hỏi:
Hệ thống Điều hành Mạng đang sử dụng là gì?
Bao nhiêu người dùng hiện tại và tương lai cần đồng thời truy cập mạng vô tuyến?
Các giao thức nào đang được sử dụng trong WLAN?
Những kênh và kỹ thuật trải phổ nào hiện đang sử dụng?
Bảo mật WLAN được thực hiện ra sao?
Vị trí điểm kết nối LAN hữu tuyến ?
Những yêu cầu của khách hàng ?
c. Khu vực sử dụng và các tháp phát sóng
Xác định WLAN sẽ được sử dụng trong nhà, ngoài trời hoặc cả hai. Bão và lốc xoáy có thường xảy ra trong khu vực khảo sát không?. Như chúng ta biết gió mạnh có thể làm đứt tín hiệu trong đường liên kết. Nếu thời tiết khắc nghiệt chẳng hạn như mưa đá hoặc mưa mạnh thường hiện diện, mái che có thể được xem như bảo vệ an-ten ngoài trời. Nếu cầu nối hoặc access point cần được gắn ở ngoài trời thật tốt, sử dụng tủ bảo vệ bảo đảm chắc chắn chống lại biến đổi thời tiết, trong kết nối vô tuyến ngoài trời dễ bị tấn công bảo mật, do kẻ xâm nhập không cần phải vào bên trong toà nhà để vào mạng. Một khi xác định rõ là khảo sát cho trong nhà, ngoài trời, hoặc cả hai, thu thập bất kỳ và tất cả tài liệu khảo sát tương ứng và những sơ đồ mà có thể có được. Khi trong môi trường indoor các khảo sát này giúp ta bố trí tầng, tường lửa, thông tin cấu trúc toà nhà, phòng dây dẫn, và thông tin giá trị khác. Với môi trường outdoor khảo sát này sẽ giúp ta thiết kế WLAN một cách an toàn .Với môi trường outdoor cần xác định các vật cản tín hiệu RF chẳng hạn như các toà nhà khác, cây cối, đồi núi… Kiểm tra các tín hiệu WLAN khác tại nơi mà an-ten ngoài trời sẽ được lắp đặt để tránh nhiễu trùng kênh và nhiễu kênh lân cận.
d. Băng thông và chuyển vùng
Dựa vào yêu cầu nàyxác định kỹ thuật thực tế được triển khai, và kỹ thuật được sử dụng khi thực hiện khảo sát vị trí. Ví dụ, nếu client là khu nhà kho và mục đích WLAN phục vụ chỉ để quét dữ liệu từ các nhãn hộp và gửi dữ liệu này đến máy chủ trung tâm, băng thông yêu cầu rất nhỏ. Hầu hết các thiết bị thu thập dữ liệu yêu cầu chỉ 2 Mbps (chẳng hạn như máy điện toán trên thang nâng tại nhà kho), nhưng yêu cầu kết nối liên tục khi di chuyển thì chỉ cần thiết. Tuy nhiên, nếu client yêu cầu là WLAN sẽ phục vụ 35 nhà phát triển phần mềm mà cần truy cập tốc độ cao với các máy chủ ứng dụng,
máy chủ kiểm tra, và Internet cần sử dụng thiết bị 802.11a hoặc 802.11g . Nhu cầu về tốc độ, phạm vi và thông lượng mỗi người dùng phải được xác định để thiết kế có giải pháp với chi phí hiệu quả và đáp ứng những yêu cầu của người dùng. Phần lớn các công ty được chia thành một số phòng ban chẳng hạn như kỹ thuật, kế toán, thị trường, nguồn nhân lực… Mỗi dạng phòng ban có những yêu cầu sử dụng WLAN khác nhau.
e. Số người dùng thông thường trong khu vực cho trước
Việc hiểu biết bao nhiêu dùng người sẽ có trong khu vực được cho đòi hỏi tính toán bao nhiêu thông lượng mỗi người dùng sẽ phải có. Thông tin này cũng được sử dụng để xác định kỹ thuật nào, chẳng hạn như 802.11b hay 802.11g, sẽ phù hợp nhất cho nhu cầu của người dùng. Những phòng ban khác nhau trong một tổ chức sẽ có số lượng người dùng khác nhau. Rất quan trọng để hiểu là nhu cầu của một phần trong khu vực có thể khác biệt với nhu cầu của phần khác trong khu vực.
f. Dạng ứng dụng sẽ được sử dụng trên WLAN
Tìm ra mạng sẽ được sử dụng mục đích để truyền phát dữ liệu không nhạy cảm với thời gian, hoặc dữ liệu nhạy cảm với thời gian chẳng hạn như âm thanh hoặc hình ảnh. Các ứng dụng băng thông cao như âm thanh hoặc hình ảnh sẽ yêu cầu nhiều thông lượng cho mỗi người dùng hơn ứng dụng mà hiếm khi yêu cầu mạng. Những ứng dụng kết nối định hướng sẽ cần duy trì kết nối trong khi chuyển vùng. Phân tích và ghi nhận yêu cầu của các ứng dụng này trước khi khảo sát vị trí sẽ cho phép có nhiều thông tin để quyết định hơn khi kiểm tra khu vực của vùng phủ sóng.
g. Nhu cầu mạng thay đổi
Những thay đổi trong nhu cầu mạng có thể đôi khi chỉ đơn giản như thêm người dùng trong thay đổi cụ thể hoặc điều gì đó khó phát hiện như thay đổi mùa. Ví dụ, nếu đường liên kết toà nhà-đến-toà nhà được khảo sát trong mùa đông, cây cối không còn lá. Vào mùa xuân, cây cối sẽ đầy lá, mà được phủ đầy nước, có thể gây nên vấn đề cho đường liên kết vô tuyến.
h. Nhu cầu về tính lưu động và khu vực chuyển vùng
Người dùng có thể muốn chuyển vùng trong nhà, ngoài trời hoặc cả hai. Việc chuyển vùng cũng có thể phải cùng hợp tác thông qua bộ định tuyến ở biên, duy trì kết
nối VPN, và các tình huống phức tạp khác. Có những khu vực trong vòng hoặc xung quanh khu vực đòi hỏi giải pháp kết nối đặc biệt, do vùng bao phủ RF bị ngăn chặn hoặc yêu cầu bảo mật đặc biệt, để cung cấp chuyển vùng.
i. Yêu cầu bảo mật
Có trường hợp yêu cầu khắt khe có trường hợp lại không cần. Tìm hiểu rõ yêu cầu để triển khai mức độ bảo mật cần thiết, đưa ra các giải pháp bảo mật. Nhà quản lý mạng có thể không có bất kỳ chính sách bảo mật nào. Nếu khách hàng đã có sẵn WLAN, các chính sách bảo mật đang tồn tại nên được xem trước khi việc khảo sát vị trí được bắt đầu. Nếu những chính sách bảo mật doanh nghiệp liên quan đến WLAN không có, cần hỏi các câu hỏi về yêu cầu bảo mật liên quan đến việc lắp đặt WLANs. Trong suốt thời gian thiết kế cần có báo cáo bảo mật gồm những đề nghị bảo mật chi tiết cho việc lắp đặt cụ thể này. Quản trị gia mạng có thể lấy thông tin này và xây dựng chính sách doanh nghiệp dựa trên những đề nghị. Các chính sách bảo mật có thể hơi khác biệt giữa những lắp đặt nhỏ, vừa và doanh nghiệp, và đôi khi được tái sử dụng. Có các cách thực hành bảo mật tổng quát thường được lắp đặt cho WLANs. Các chính sách này cũng bao gồm cách thức quản lý mạng vô tuyến một khi nó được lắp đặt.
3.2.2 Khảo sát sóng vô tuyến a. Thiết bị khảo sát
Để khảo sát vị trí chúng ta cần có ít nhất một access point, an-ten đa năng, cáp an- ten và đầu nối, máy tính xách tay hoặc PDA với card PC vô tuyến, phần mềm tiện ích khảo sát vị trí nào đó, và giấy bút để vẽ và ghi số liệu. Một số nhà sản xuất cung cấp toàn bộ các tiện ích và số khác chỉ đơn giản cấp cho người dùng các cơ bản nhất để kết nối. Một bộ các tiện ích có thể bao gồm:
Máy phân tích phổ
Dụng cụ giám sát tốc độ và công suất
Các tiện ích để cấu hình
Giám sát trạng thái đường kết nối với chức năng kiểm tra đường kết nối Những dụng cụ khảo sát vị trí cho phép người dung định vị được mạng, xác định địa chỉ MAC của access point, độ mạnh tín hiệu và tỉ lệ nhiễu-so-tín hiệu, và các trở
ngại access point cùng lúc trong khi khảo sát vị trí. Phần mềm máy phân tích phổ có nhiều tính năng như xác định các nguồn gây nhiễu và trùng lặp kênh WLAN trong khu vực trực tiếp xung quanh WLAN. Các tiện ích để cấu hình, giám sát tốc độ và công suất phát rất hữu dụng cho biết khả năng đường kết nối vô tuyến tại một thời điểm cụ thể. Ví dụ, nếu người dùng dự định tải lượng lớn dữ liệu từ server về máy laptop, thì người dùng này chỉ muốn thực hiện khi đường kết nối vô tuyến đến mạng có tốc độ 11 Mbps thay vì 1 Mbps. Biết được mức độ tăng hoặc giảm thông lượng tại một điểm rất hữu dụng để nâng cao năng lực làm việc. Tiện ích giám sát trạng thái đường kết nối cho phép người dùng theo dõi các gói dữ liệu bị lỗi, truyền phát thành công, tốc độ kết nối, khả năng của đường kết nối và nhiều thông số giá trị khác.
Access point : Access point sử dụng khi khảo sát vị trí phải có công suất phát thay đổi được và đầu nối an-ten bên ngoài. Tính năng công suất phát thay đổi được cho phép dễ dàng điều chỉnh kích thước vùng phủ sóng khi khảo sát vị trí.
Card PC và các tiện ích :
Hình 3.2:Ứng dụng khảo sát vị trí
Những cards PC vô tuyến chất lượng cao sẽ có sẵn phần mềm tiện ích khảo sát vị trí. Những tiện ích khảo sát vị trí từ các nhà sản xuất khác nhau sẽ khác nhau về chức năng của nó, nhưng phần lớn cung cấp ít nhất hiển thị tốc độ đường liên kết và đồng hồ cường độ tín hiệu. Hai công cụ này cung cấp các chỉ thị tổng quát của khu vực bao phủ.
Để thực hiện khảo sát vị trí đạt chất lượng, các đo lường về số lượng thực tế sau đây cần được ghi nhận: Cường độ tín hiệu Tạp âm sàn Tỉ lệ tín hiệu-so-tạp âm SNR Tốc độ kết nỗi
Ngoài ra còn công cụ nữa là máy phân tích phổ, được sử dụng để tìm nguồn nhiễu RF. Việc có tiện ích đo lường cường độ tín hiệu, SNR, và mức tạp âm RF nền giúp việc tìm ra vật cản ngăn chặn tín hiệu RF hoặc access point không đủ công suất. Đo lượng SNR cho biết vị trí biết đường liên kết có thể thực hiện được hay không.
Hình 3.3:Màn hình máy phân tích phổ
b. Phạm vi và vùng bao phủ:
Bắt đầu bằng cách đặt access point tại vị trí theo dự định. Access point di chuyển nhiều lần để tìm ra được vị trí thích hợp. Thường bắt đầu ở vị trí trung tâm của khu vực khi sử dụng an-ten toàn hướng, khi sử dụng an-ten bán định hướng bắt đầu từ phía cuối của khu vực bao phủ dự định. Khi xác định được vị trí tốt nhất cho access point, đánh dấu vị trí cho access point trên bản sơ đồ. Ghi lại những thông tin như: tốc độ dữ liệu, cường độ tín hiệu, mức tạp âm sàn, tỉ số nhiễu trên tập âm SNR.
Xác định biên tốc độ dữ liệu:
Các biên độ dữ liệu là những vùng đồng tâm xung quanh access point. Ví dụ khi sử