WLAN-Optimierung und -Planung mit Wireless Site Surveys

Was ist eine Wireless Site Survey?

Bei einer WLAN-Analyse wird die Funkfrequenzumgebung eines Bereichs analysiert, in dem man ein Wi-Fi-Netzwerk bereitstellen will. Netzwerkteams verwenden Site Surveys bei der Planung eines neuen Netzwerks, um festzulegen, wo Access Points (AP) installiert werden sollen.

Die IT-Teams sollten auch während des laufenden Netzwerkbetriebs regelmäßige Site Surveys durchführen. Änderungen der Bürogrundrisse und -aufteilung, etwa wenn Schreibtische oder Aktenschränke anders platziert oder hinzugefügt werden, können Änderungen an den AP-Standorten erforderlich machen. Neue Geräte benötigen möglicherweise eine hohe Signalstärke an einem Standort, der nicht die erforderlichen Signalpegel bietet. Neue Anwendungen oder die verstärkte Nutzung einer bestehenden Anwendung können ebenfalls eine bessere Performance erfordern. Mit einer Site Survey lassen sich alle notwendigen Änderungen am Netzwerk ermitteln.

Die verschiedenen Arten von Wireless Site Surveys

Für eine umfassende Evaluierung sind drei Arten von WLAN-Messungen notwendig, wobei jeder Typ eine andere Funktion erfüllt, wie nachfolgend beschrieben:

1. Predictive Surveys werden vor dem Umzug an einen neuen Standort durchgeführt.
2. Passive Surveys erfassen Informationen über alle Signale in der Umgebung, nachdem der Standort eingerichtet wurde.
3. Active Surveys konzentrieren sich auf ein oder mehrere spezifische Signale, während das Netzwerk im operativen Betrieb ist.

Predictive Site Surveys

Das Ziel einer Predictive Site Survey besteht darin, festzulegen, wo APs positioniert werden sollen, um die beste Performance im gesamten Gebiet zu erzielen.

Netzwerkteams sollten eine Predictive Survey durchführen, bevor Geräte oder Möbel an einen neuen Ort gebracht werden. Eine Predictive Survey stützt sich auf Netzwerk-Tools, die vorhersagen können, wie sich Funksignale an einer bestimmten Stelle ausbreiten. Die Eingabe besteht aus detaillierten Plänen und Informationen über die Art der beabsichtigten WLAN-Geräte, zum Beispiel welcher Wi-Fi-Standard in dem Bereich verwendet werden wird.

Die jüngsten Aktualisierungen der IEEE-Standards haben Verbesserungen gebracht, die sich darauf auswirken können, wo man APs platzieren sollte und wie viele man benötigt. Mit Wi-Fi 4, das auf IEEE 802.11n basiert, wurde MIMO (Multiple Input, Multiple Output) eingeführt, bei dem die Daten über mehrere Pfade gesendet werden, um die Datenraten und die Übertragungsreichweite zu erhöhen. Mit Wi-Fi 5, das auf IEEE 802.11ac basiert, wurde Beamforming implementiert. Beim Beamforming überwacht ein AP die Richtung, aus der der Rück-Traffic von einem Wi-Fi-Gerät kommt. Dann sendet er die Daten direkt an das Gerät, anstatt sie in alle Richtungen zu übertragen.

Das Release von Wi-Fi 6 und 6E brachte Verbesserungen der MIMO- und Beamforming-Funktionen. Die neueren Standards liefern höhere Datenraten und ermöglichen eine größere Entfernung zwischen AP und Gerät.

Bei einer Predictive Site Survey enthält der Plan virtuelle APs, und die Survey-Software bestimmt die Signalstärke. Dazu nutzt sie Informationen darüber, wie sich Signale durch Wände und um Schränke und Tische herum ausbreiten. Die Software berücksichtigt zudem die Arten der Anwendungen, die in dem Bereich verwendet werden. Zum Beispiel erfordert eine intensive Videonutzung einen hohen Durchsatz, während VoIP-Anrufe stattdessen eine möglichst geringe Latenz und Verzögerung voraussetzen.

Bei einer Wireless Site Survey wird die Funkfrequenzumgebung eines Bereichs analysiert, in dem man ein Wi-Fi-Netzwerk bereitstellen will.

Virtuelle APs können in einer Survey automatisch oder manuell platziert werden. Bei der automatischen Standortbestimmung entscheidet die Software, wo sie die APs platziert, wobei überall das gleiche AP-Modell verwendet wird. Bei der manuellen Positionierung können Netzwerkmanager Standorte auswählen und das beabsichtigte AP-Modell für die einzelnen Standorte angeben – zum Beispiel ein leistungsstärkeres Modell an bestimmten Standorten und ein weniger leistungsfähiges Modell an anderen.

Passive Site Surveys

Das Ziel einer Passive Survey besteht darin, über alle Signale an jedem Standort zu berichten. Dazu zählen auch das installierte Netzwerk und die Signale von benachbarten Standorten oder anderen Geräten, die Rauschen auf Funkfrequenzen erzeugen.

Die Teams sollten Passive Surveys in regelmäßigen Abständen durchführen, nachdem sie den Standort eingerichtet, die Geräte installiert und das Netzwerk aktiviert haben. Diese Analysen liefern Informationen über APs und deren Eigenschaften, die Signalstärke, das Signal-Rausch-Verhältnis und Interferenzen. Zudem lassen sich damit marginale Performance-Änderungen erkennen, bevor die Nutzer sie bemerken.

Active Site Surveys

Active Surveys konzentrieren sich auf ein oder mehrere spezifische Signale. Sie erzeugen eine umfangreiche Liste von Messungen für jeden AP, der ein untersuchtes Signal generiert. Diese Messungen umfassen die Signalstärke, den Durchsatz, die Round-Trip-Zeit, den Paketverlust und die Rate der Neuübertragungen im gesamten Bereich, in dem das Signal verwendet wird. Active Site Surveys messen auch Upstream- und Downstream-Datenraten. Sie können dazu führen, dass die IT-Teams einen AP versetzen oder hinzufügen beziehungsweise einen nicht benötigten AP entfernen. Teams sollten Active Surveys dann durchführen, wenn es darum geht, Performance-Probleme zu untersuchen.

Die Bedeutung von Wireless Site Surveys

Es mag für Netzwerkteams verlockend erscheinen, die Kosten für eine Site Survey zu vermeiden. Häufig wollen die sie anhand von Faustregeln ermitteln, wie viele APs ein bestimmter Bereich benötigt. Die Schätzung mag für einige Bereitstellungen ausreichend sein, aber sie könnte auch zu mehr oder weniger APs führen, als für Anwendungen und eine bestimmte Performance notwendig sind. Selbst wenn die geschätzte Anzahl der APs stimmt, kann es sein, dass Vermutungen darüber, wo die APs platziert werden sollen, nicht zu der erforderlichen Leistung führen.

Der Verzicht auf eine Site Survey kann letztlich zu höheren Kosten führen, wenn mehr APs als benötigt gekauft und installiert werden. Wenn nicht genügend APs installiert werden, kommt es unter Umständen zu Beschwerden der Nutzer wegen unzureichender Performance. Weitere Geräte zu einem späteren Zeitpunkt hinzuzufügen und vorhandene umzustellen, ist teurer, als von Anfang an die erforderliche Zahl an den richtigen Stellen zu installieren.

Was zeigt eine Site Survey?

Der Ausgangspunkt einer Wireless Site Survey besteht aus einem Plan, der die Position von Wänden, Schreibtischen und anderen Geräten zeigt. Die Analyse liefert dann mehrere Arten von Ergebnissen. Sie erstellt beispielsweise eine Heatmap, eine Karte mit einer Farbcodierung, die die Signalstärke im gesamten Bereich basierend auf der Position der APs visualisiert. Wenn die Karte zeigt, dass die Signalstärke an einigen Orten zu niedrig ist, können die Teams APs umstellen oder Geräte hinzufügen.

Angezeigt werden außerdem Netzwerkrauschpegel, Signal-Rausch-Verhältnis, Interferenzen, Durchsatz, Datenraten, Paketverluste und erneute Übertragungsversuche. Darüber hinaus lassen sich auch Indikatoren für die VoIP-Performance darstellen.

Die Survey kann eine Spektrumanalyse erstellen, die die Stärke von WLAN-Signalen und Störungen durch nahegelegene Wi-Fi-Netzwerke, Signale oder andere Quellen, wie Bluetooth, Mobiltelefone oder Mikrowellenherde, misst.

Die Site Survey ist zudem imstande, Geräte zu erkennen, die nicht mit dem Netzwerk verbunden sein sollten. So können etwa Laptops, Telefone und Tablets von Mitarbeitern eine Infektionsquelle darstellen, falls sie über keine Antivirensoftware verfügen oder der Schutz nicht so umfassend ist wie bei Enterprise-Produkten.

Wer führt Wireless Site Surveys durch?

Wireless Site Surveys können von den folgenden Stellen und Personen vorgenommen werden:

• Beratungsunternehmen
• Einzelpersonen mit Fachkenntnissen der WLAN-Technologie
• interne Mitarbeiter mit entsprechendem Know-how, die über die aktuellsten Standards und Gerätefunktionen auf dem Laufenden sind

Regelmäßige IEEE-Veröffentlichungen neuer Wireless-Spezifikationen und Innovationen der Hersteller beziehungsweise Anbieter führen zu Produkten mit neuen Eigenschaften, die Netzwerkänderungen ermöglichen können.

Tools für eine Wireless Site Survey

Netzwerkteams können mit kostenloser oder kostengünstiger Software, die auf einem Laptop oder Tablet installiert ist, einfache Site Surveys durchführen.

Im Gegensatz dazu können spezielle Hardware und Software Tausende von Euro kosten, aber sie liefern ein detailliertes Bild des Netzwerkbetriebs. Mit speziellen Survey Tools lassen sich beispielsweise Informationen über die WLAN-Umgebung erfassen und anzeigen, unter anderem über den Netzwerkbetrieb und das Ausmaß externer Störungen. Sie kommunizieren zudem mit APs, um Informationen über die von ihnen erzeugten Signale zu sammeln, und fragen Endbenutzergeräte nach der empfangenen Signalstärke und Datenraten ab.

Die Wireless-Netzwerktechnologie hat stetige Fortschritte gemacht und unterstützt jetzt Anwendungen, für die früher ein kabelgebundenes Netzwerk erforderlich war. Trotzdem muss ein WLAN ständig gewartet werden, um eine optimale Performance zu gewährleisten. Mit einer WLAN-Analyse können Netzwerkteams sicherstellen, dass ihre drahtlosen Netzwerke die Anforderungen an Abdeckung und Leistung erfüllen.