Aggiornamento Standard e Normative Luglio 2017

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10/07/2017

Aggiornamento Standard e Normative: L’evoluzione degli standard “Wi-Fi”
Fino a poco tempo fa, la rete Wi-Fi all’interno della struttura aziendale era considerata un servizio offerto a visitatori esterni e solo talvolta utilizzato dal personale. Questo non è più il caso; negli edifici commerciali, passando da aeroporti a centri commerciali fino agli impianti sportivi, l’accesso alla rete wireless è un’aspettativa fondamentale. Dipendenti, clienti, ospiti, inquilini, presumono di potere accedere alle trasmissioni dati ed ai servizi che vogliono a prescindere da dove si trovino o da quale dispositivo di accesso mobile stiano utilizzando. La crescente dipendenza dalle comunicazioni wireless è evidenziata anche dalla rapida adozione delle politiche BYOD (bring-your-own-device) all’interno delle aziende; in molti siti la domanda crescente ha aperto un significativo divario nelle prestazioni del servizio, in quanto i dispositivi e le applicazioni richiedono di trasmettere sempre una maggior quantità di dati basandosi anche su necessità di richiedere risposte dai servizi alquanto rapide.
Di fronte a queste esigenze, i gestori delle reti IT aziendali devono considerare nuove strategie per integrare le funzionalità wireless nella rete principale; ciò implica a ragionare sulla distribuzione degli access point wireless (AP) e di conseguenza l’influenza di questi sull’infrastruttura di cablaggio. Di conseguenza vi sono difficoltà più complesse da dovere affrontare; è necessario che anche l’infrastruttura fisica sia opportunamente dimensionata per essere all’altezza del compito di sostenere l’infrastruttura wireless; se ciò non avviene, è molto probabile che la richiesta di traffico per i servizi wireless o Wi-Fi possa facilmente superare la capacità massima dell’infrastruttura di cablaggio; a questo si aggiungono i nuovi standard wireless che aumentano la complessità e la criticità della rete.
La Wi-Fi Alliance definisce Wi-Fi come qualsiasi “rete wireless locale (WLAN) basata sugli standard IEEE 802.11”.
Attualmente esistono due standard di rilievo 802.11: il vecchio 802.11n ed il nuovo 802.11ac non da molto rilasciato.

IEEE 802.11n
Ratificato dai comitati di standardizzazione nel 2007 ed introdotto sul mercato nel 2009, IEEE 802.11n utilizza i canali a 20 MHz e 40 MHz nello spettro 2.4 GHz o 5 GHz e supporta velocità fino a 600 Mbps. È stato il primo standard WLAN ad incorporare la tecnologia MIMO (Multiple Input / Multiple Output) che consente la trasmissione di più segnali radio su diverse antenne al fine di mitigare le disfunzioni RF, aumentando la velocità di trasmissione e l’affidabilità. 802.11n è ampiamente utilizzato in ambito aziendale ed ha fornito il principale supporto per la crescita delle reti wireless negli edifici commerciali. In una tipica installazione, vengono utilizzati canali di cablaggio dedicati per i singoli AP. I dispositivi compatibili con lo standard 802.11n sono anche compatibili coni vecchi standard 802.11 b/a/g.
Nonostante i suoi vantaggi, IEEE 802.11n presenta alcune limitazioni per le WLAN quando si tratta di soddisfare la crescente necessità di migliorare le prestazioni wireless; poco dopo l’introduzione dello standard 802.11n, il comitato IEEE ha iniziato a lavorare ad un nuovo standard che consentirebbe prestazioni più elevate.
Per garantire la compatibilità, è necessario utilizzare apparecchiature contrassegnare come Wi-Fi CERTIFIED®.

IEEE 802.11ac
Nel Giugno 2013 IEEE ha ratificato lo standard 802.11ac, la nuova generazione della tecnologia Wi-Fi. IEEE 802.11ac supporta maggiori prestazioni e capacità che permetteranno trasmissioni dati fino a 6.9 Gbps, dieci volte più veloci rispetto alla velocità massima aggregata di 802.11n. La tecnologia avanzata utilizza frequenze nella banda 5 GHz e tecniche di modulazione più sofisticate per consentire l’accesso a molti altri canali indipendenti e non interferenti; la gamma aggiuntiva di canali senza interferenze crea una maggiore flessibilità e una soluzione WLAN più completa in grado di soddisfare la crescente domanda di prestazioni wireless sempre più elevate.

Implicazioni per i collegamenti fisici
L’entusiasmante adozione di 802.11ac, con le sue velocità di trasmissione più elevate, presenta seri problemi per le reti fisiche inizialmente progettate per supportare l’implementazione di 802.11n. Nella sua configurazione più semplice, 1x1 MIMO, 802.11ac supporta fino a 866 Mbps, ovvero 44% più veloce rispetto alla massima capacità trasmissiva di 802.11n; quando invece configurato 8x8 MIMO, la tecnologia 802.11ac permette di raggiungere 6.9 Gbps.
In altre parole, 802.11ac è in grado di superare di gran lunga le prestazioni fornite dai collegamenti 1000BASE-T.
Per i gestori delle reti aziendali, il nuovo livello di densità, le velocità e la capacità richiesta per l’infrastruttura fisica di rete da 802.11ac sono i nuovi fattori critici; per gestire questo cambiamento, gli IT manager devono prestare particolare attenzione a come e dove vengono distribuiti gli AP, oltre all’infrastruttura di cablaggio necessaria per supportare il traffico attuale e futuro.
IEEE 802.11ac è pronta ad essere la prima applicazione che supera ampiamente le prestazioni del cablaggio di Categoria 6, e di certo non sarà l’ultima; considerando la velocità con cui vengono introdotte nuove tecnologie wireless, l’infrastruttura fisica di cablaggio odierna deve essere progettata con sufficiente capacità e flessibilità per garantire un investimento nel lungo periodo.

Nel 2004 ISO ed IEC hanno introdotto il bollettino tecnico TR-24704 (Generic cabling for customer premises, for connection to wireless access points); questo documento presenta una notevole visione nell’anticipare le capacità avanzate delle apparecchiature e delle odierne tecnologie wireless.
Nel definire gli standard per la realizzazione del cablaggio per il collegamento degli access point, TR-24704 considera una progettazione che si basa su una fitta serie di celle esagonali; se disposte correttamente come nella figura seguente, le aree di copertura combinate forniscono una sovrapposizione minima ma ottimale.
Per garantire una maggiore capacità, l’area di copertura di ciascuna cella è limitata ad un raggio di 12 metri; viene inoltre consigliato di terminare il cavo per ciascuna cella con una presa utente posta il più vicino possibile al centro della cella stessa: ciò garantisce la massima flessibilità e copertura oltre all’ottimizzazione nella posizione dei singoli access point.
Successivamente al rilascio del bollettino tecnico TR-24704, anche TIA ha introdotto le proprie linee guida per i cablaggi per gli access point: TIA TSB-162-A suggerisce una griglia quadrata con lati di 18 metri. Questo approccio risulta più in linea con i layout di costruzione tipici del Nord America, semplificando la progettazione e l’installazione. In questo modo, il posizionamento degli access point avviene seguendo una copertura con raggio di 13 metri
In previsione dell’evoluzione di IEEE 802.11ac, la revisione di questo standard raccomanda cablaggi di Categoria 6A per fornire una larghezza di banda sufficiente anche per permettere la capacità di una alimentazione tramite PoE.
Inoltre, verso la fine del 2012, TIA ha introdotto un ulteriore standard per potere gestire in modo appropriato la crescente densità di access point, TIA-4966, in cui vengono definite le linee guida delle differenti variazioni nella copertura wireless in funzione dell’utilizzo o della tipologia di edificio. TIA-4966 raccomanda che la densità di access point nei grandi spazi interni si basi sull’occupazione attesa: un “tipico” edificio ad uso ufficio organizzato come open-space si suggerisce un access point ogni 230 metri quadri in ambienti più ostici alle radio frequenze, ad esempio, si consiglia un access point ogni 150 metri quadri.

Approfondimento: pianificazione e progettazione delle reti wireless
Nonostante quando indicato dagli standard, la progettazione di una rete wireless efficiente ed ad alta capacità va ben oltre a questi suggerimenti e gli IT manager devono tenere in considerazione differenti aspetti. Per sfruttare appieno i vantaggi delle attuali tecnologie, come ad esempio IEEE 802.11ac, implica un’attenta pianificazione rispetto all’ambiente, ai livelli di interferenza e delle capacità trasmissive delle sorgenti di segnale, alle esigenze future di capacità senza scordare i requisiti di cablaggio.
Idealmente, l’architettura di cablaggio e l’analisi della copertura dovrebbero lavorare congiuntamente per fornire la massima capacità e flessibilità per soddisfare le esigenze attuali e future; in pratica, esistono vantaggi distinti nell’approccio a griglia specificato da TIA TSB-162-A e ISO/IEC TR 24704, in particolare se vengono presi in considerazione nuovi edifici, dove ad esempio la griglia di copertura degli access point ed il cablaggio strutturato per la LAN possono essere progettati ed installati assieme e realizzati congiuntamente dalle stesse figure. Una volta realizzata la griglia dell’infrastruttura wireless, questa può essere attivata in qualsiasi momento senza disservizi agli utenti; è sempre comunque buona regola condurre un’indagine RF per ottimizzare il corretto posizionamento degli access point all’interno di una determinata cella.
La seguente figura viene presa ad esempio rappresentando il piano di un piccolo ufficio ad un solo piano, con poco più di 2000 metri quadri di spazio all’interno; dispone di circa 23 uffici, 900 metri quadri di laboratorio, sale riunioni per clienti e varie aree comuni. Le aree di parcheggio percorrono i due lati dell’ufficio e viene condiviso un muro con dei vicini.
La maggior parte dei produttori di sistemi WLAN consiglierà che le nuove installazioni passino attraverso un’analisi dell’ambiente RF come primo passo per l’implementazione del sito e della soluzione wireless.
In ambienti dove le capacità richieste sono minime, potrebbe essere sufficiente una semplice valutazione della propagazione RF; in altri casi potrebbe essere richiesta un’analisi più approfondita, inclusi problemi di interferenza, velocità di trasmissione e sicurezza. Lo standard 802.11ac consente di raggiungere più apparecchiature aumentando ulteriormente il traffico di rete, rendendo ancor più importante un’analisi approfondita del sito; l’obiettivo è quello di garantire che il sito possa supportare pienamente le richieste di connettività mobile attuali e future.
Utilizzando uno strumento di mappatura del sito, così come mostrato nella successiva figura, si possono definire le caratteristiche di prestazione wireless della struttura, potendole così studiare ed ottimizzare.

Collocamento degli access point e cablaggio strutturato
Oltre alla definizione dell’ambiente RF ed alla pianificazione della capacità della WLAN, ci sono molti altri fattori da considerare relativamente al cablaggio strutturato e nel collocamento degli access point; questi includono l’accessibilità, la distribuzione, alimentazione e, non da ultimo, l’estetica.

Accessibilità.
In molti casi, le posizioni delle apparecchiature wireless possono essere difficili e richiedono molto tempo per potervi accedere. La scelta della posizione corretta consente di risparmiare sui costi di manutenzione e di riconfigurazione, riducendo così l’OpEx complessivo. La posizione degli access point dovrebbe essere discreta ma accessibile. La stessa attenzione deve essere posta quando si va a collocare un punto rete terminale; potere disporre inoltre di un secondo punto rete in corrispondenza di quello dove viene originariamente collegato l’access point consente di intervenire in modo rapido in caso si intervento o per un semplice controllo dei collegamenti di rete.

Distribuzione.
In una tipologia di cablaggio tradizionale, ogni presa di rete a cui viene connesso un access point viene cablata direttamente attraverso il cavo di distribuzione orizzontale al pannello di permutazione nel locale tecnico di riferimento. Un sistema di “distribuzione a zone” risulta un’architettura alternativa che può consentire un’installazione più semplice, una maggiore flessibilità e potenzialmente minor costi di gestione.

Alimentazione. Un’altra considerazione importante riguarda i requisiti di alimentazione per gli access point; se gli access point sono alimentati localmente, sarà necessario coordinarsi con il gestore dell’impianto elettrico per prevedere una distribuzione adeguata. In alcuni casi questo diventa complicato, motivo per cui la maggior parte degli access point sono progettati per essere alimentati tramite PoE.
Per garantire affidabilità nel funzionamento, è consigliabile eseguire un’attenta verifica dei canali che saranno preposti a questi collegamenti; ciò diventa particolarmente importante per gli access point distribuiti in zone difficilmente accessibili o che comunque possono essere soggette a condizioni operative complicate.
Per potere supportare i nuovi standard come ad esempio 802.11ac, i progettisti devono prendere in considerazione l’installazione di almeno due cavi di Categoria 6A per ogni access point; questo permette di offrire una soluzione scalabile o comunque ridondata, oltre a fornire la possibilità di collegare due differenti apparati ed alimentarli entrambi tramite PoE.

Estetica. Esteticamente è preferibile non avere a vista tutti i cavi dei vari cablaggi, siano questi per i collegamenti agli access point o per la comune LAN. Questo è possibile installando i cavi all’interno di elementi strutturali dell’edificio. Ciò si traduce spesso in una sfida con la progettazione degli interni in cui l’architettura può subire anche cambiamenti. I vari dettagli dovrebbero essere discussi con gli utenti finali, anche perché ad esempio il posizionamento “non a vista” dei punti rete o addirittura dell’access point, oltre ad avere un impatto sull’estetica, potrebbe interferire sulla corretta copertura e funzionamento della WLAN.

Selezionare il tipo appropriato di cablaggio
Da una prospettiva topologica, il cablaggio per il collegamento degli access point viene considerato come cablaggio orizzontale, del tutto simile al cablaggio utilizzato per collegare il locale tecnico di piano alla presa utente all’interno di un ufficio. La maggior parte delle attuali installazioni utilizza sistemi almeno di Categoria 6; questa categoria fornisce la capacità necessaria per potere supportare PoE Plus, lo standard IEEE 802.3at per applicazioni PoE fino a 25.5 W; mentre per le nuove installazioni in cui si prevede l’utilizza di 802.3ac dovrebbe essere utilizzato un cablaggio di Categoria 6A.
Tipicamente, la maggior parte degli access point dispongono di porte Ethernet con interfaccia RJ45; tuttavia, alcuni prevedono l’utilizzo di porte che prevedono fibra multimodale ed interfaccia LC: questi sono però rari casi in cui vengono collegati access point collocati all’esterno dell’edificio o per supportare distanze superiori a 100 metri.
Nel caso in cui venga utilizzata la fibra ottica, questa dovrebbe essere almeno a due coppie di fibre multimodali OM3 o superiori, al fine di garantire una larghezza di banda sufficiente ad ogni access point; nel caso in cui l’access point viene collegato in fibra, l’alimentazione deve essere fornita localmente.

Nuove installazioni o installazioni in edifici esistenti
Ovviamente, l’installazione di una WLAN in un impianto in fase di realizzazione ex novo, prima che le parteti non portanti siano presenti, presenta più opzioni rispetto alla realizzazione all’interno di uno spazio già esistente e definito. L’obiettivo dovrebbe sempre essere quello di ottimizzare la copertura e di garantire la massima flessibilità per la futura crescita o eventuali riconfigurazioni, per questi motivi è necessario rispettare le linee guida per la progettazione della “griglia” ed il corretto posizionamento delle prese terminali, così come indicato da TIA TSB-162-A e ISO/IEC TR 24704. Il progetto può essere fatto seguendo un’architettura con collegamento diretto (home run) oppure a zona, tenendo in considerazione che quest’ultima offre la massima flessibilità.
Una volta che gli spazi interni sono stati definiti e gli arredi sono stati posizionati, gli installatori dovrebbero effettuare un’indagine RF per determinare il posizionamento ottimale di ciascun access point.
Quando si interviene con un‘installazione in un ambiente già esistente, è richiesto uno studio accurato della struttura per valutare numero e posizione degli access point; allo stesso tempo, è importante avere riuscire a capire quale sia il comportamento dell’attuale ambiente ai sistemi RF, considerando anche la difficolta di posare e tirare cavi in edifici già ultimati. In fase di progettazione, un’attenzione particolare deve essere posta per quelle aree che richiedono una particolare copertura oppure in cui si prevede una futura crescita della capacità.
Il layout della griglia raccomandato da TIA TSB-162-A e ISO/IEC TR 24704 è preferibile, ma non sempre è possibile, soprattutto nella realizzazione di reti WLAN in ambienti esistenti. Se le canale di distribuzione risultano sature o non supportano un layout a griglia quadrata, sarà necessario realizzare dei percorsi alternativi; in questo caso è consigliabile progettare il cablaggio con una distribuzione a zone, quindi con l’impiego di consolidation point, così da ottenere la migliore copertura e garantire spazio per sostenere una possibile future crescita.

Raccomandazioni
L’introduzione di IEEE 802.11ac he permesso di portare agli utenti collegamenti wireless gigabit, ma per garantire ciò è necessario che il cablaggio a monte sia in grado di supportare collegamenti multigigabit; maggiori capacità a livello degli access point wireless ha portato anche a richiedere requisiti di potenza più elevati.
Pertanto, per garantire un corretto funzionamento sei sistemi attuali e futuri, si consiglia:
  • Almeno due link di collegamento in Categoria 6A per ogni access point, preferibilmente utilizzando un’architettura a zona.
  • Per ogni zona, almeno quattro link di collegamento in Categoria 6A per garantire delle capacità addizionale per ogni access point o per supportare l’installazione di nuovi access point senza creare fermi rete o disservizi.
  • Realizzazione in anticipo dell’infrastruttura di cablaggio seguendo la strategia della griglia quadrata che consente un facile collocamento degli access point.
  • Prevedere una dorsale ottica in fibra multimodale dove vengono previsti collegamenti con velocità superiori a 10Gbps e per le posizioni all’aperto dove le distanze risultano superiori a 100 metri.
  • L’uso combinato di vecchi e nuovi access point dovrebbe essere limitato ad una fase di transizione poiché le vecchie versioni possono rallentare le prestazioni della rete.
  • Studio accurato del posizionamento tramite sopralluoghi ed utilizzo di software che permettano di simulare la capacità e l’efficienza delle trasmissioni RF.
Fin dalla sua introduzione nel 1997, lo standard IEEE 802.11 si è evoluto in modo esponenziale; le velocità di trasmissione sono aumentate da 2 Mbps a 6.9 Gbps (IEEE 802.11ac), e non c’è da supporre che la tendenza alla velocità e alla capacità crescenti si possa rallentare. Una considerazione critica deli IT manager è che le infrastrutture di rete possano supportare le necessità immediate delle proprie aziende, ma allo stesso tempo che siano sufficienti per garantire gli aggiornamenti nel prossimo future, tenendo presente che il più delle volte, fra i componenti della WLAN, il cablaggio è spesso il l’elemento più difficile da aggiornare. Per evitare di sostituire l’infrastruttura di cablaggio ogni volta che viene adottata una nuova tecnologia wireless, è importante che gli IT manager selezionino cablaggi supportati da una garanzia a lungo termine che comprenda anche la copertura delle applicazioni per almeno 20 anni: mentre una garanzia del prodotto protegge le carenze fisiche (del cavo, del connettore, etc.), una garanzia delle applicazioni garantisce che l’infrastruttura di cablaggio sia protetta in futuro e continuerà a funzionare come specificato per le applicazioni sviluppate da organismi di standardizzazione riconosciuti.

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