Trong quá triển khai mạng không dây, việc xác định vị trí và lắp đặt Wireless Access Point (AP) là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến tốc độ và sự ổn định của mạng. Nó không giống như chúng ta triển khai một mạng LAN thông thường vì công nghệ không dây truyền tín hiệu dựa trên sự truyền phát tín hiệu radio. Mặt khác tín hiệu radio là loại tín hiệu có thể bị cản trở, phản hồi, bị chặn hoặc bị nhiễu bởi các vật cản như tường, trần nhà … Việc này làm cho quá trình kết nối bị gián đoạn khi người sử dụng di chuyển trong phạm vị phủ sóng của mạng. Qua bài viết này bạn có thể nắm bắt sơ qua các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền thông trong mạng, từ đó tìm ra phương thức triển khai lắp đặt AP một cách tốt nhất.
1. Xem xét trước khi thiết kế
a. Các yêu cầu về AP
Xác định các yêu cầu cần thiết cho các AP trước khi bạn quyết định mua và lắp đặt nó vào hệ thống.
+ 802.1X và RADIUS (Remote Authentication Dial-In User):
Để an toàn cho truyền thông không dây cho các tổ chức và các nhà cung cấp dịch vụ không dây công cộng thì AP cần phải hỗ trợ chuẩn IEEE 802.1X cho chứng thực kết nối không dây và sự chứng thực (Authentication), cấp phép (Authorization) và kế toán (Accounting) sử dụng các RADIUS server.
Đối với các AP sử dụng trong văn phòng nhỏ hoặc gia đình thì có thể không cần hỗ trợ 8020.1X và RADIUS.
+ WPA: (Wi-Fi Protect Access)
Để cung cấp mức bảo mật cao trong việc mã hóa và toàn vẹn dữ liệu và thay thế cho mã hóa WEP (Wired Equivalent Privacy) đã trở lên yếu kém, các AP cần phải hỗ trợ chuẩn WPA mới.
Đối với các văn phòng nhỏ và gia đình, WPA cũng cung cấp một phương pháp chứng thực an toàn hơn mà không yêu cầu một RADIUS server.
+ 802.11a, b, g:
Tùy thuộc vào ngân sách cung cấp cho việc lắp đặt mạng mà bạn có thể sử dụng các AP có tốc độ khác, có thể cần AP hỗ trợ 802.11b (tối đa 11 Mbps) có giá thấp hay các AP hỗ trợ chuẩn 802.11a (tối đa 54) có giá cao hơn, 802.11g (tối đa 54 Mbps) hoặc sử dụng kết hợp các chuẩn trên.
+ Cấu hình trước và cấu hình từ xa các cho các AP:
Việc cấu AP trước khi lắp đặt chúng giúp tăng tốc độ của quá trình triển khai và tiết kiệm sức lao động. Chúng ta có thể cấu hình trước các AP bằng cách sử dụng cổng giao tiếp, Telnet hoặc Web server được tích hợp trong AP.
Nếu bạn không thực hiện cấu hình trước các AP thì chí ít bạn cũng phải chắc chắn rằng chúng có thể cấu hình từ xa bằng công cụ của nhà cung cấp, vì nếu khi lắp đặt xong mà bạn không để truy cập từ xa để cấu hình chúng thì điều đó thực sự là một thảm họa.
+ Các kiểu ăng-ten:
Bạn cần phải tìm hiều xem AP đó có hỗ trợ nhiều loại antena khác nhau hay không?. Ví dụ, trong 1 tòa nhà nhiều tầng, một AP với ăng-ten đẳng hướng truyền phát tín hiệu như nhau theo tất cả các phương hướng trừ phương thẳng đứng có thể làm việc tốt nhất.
Để biết được AP có hỗ trợ những loại antena nào thì cần xem hướng dẫn đi kèm AP.
b. Tách kênh
Nếu bạn cấu hình hoạt động AP ở một kênh cụ thể thìcard mạng không dây sẽ tự động cấu hình chính nó theo kênh của AP với tín hiệu mạnh nhất. Do vậy, để giảm bớt giao thoa giữa các AP chuẩn 802.11b, chúng ta phải cấu hình cho mỗi AP có vùng phủ sóng chồng lên nhau ở một kênh riêng biệt. Trong AP đã cung cấp sẵn cho chúng ta 15 kênh.
Để ngăn tín hiệu từ các AP liền kề xen vào với nhau, phải đặt số kênh của chúng cách nhau ít nhất là 5 kênh. Chúng ta có thể sử dụng 1 trong 3 kênh là 1, 6 hoặc 11. Nếu không dùng đến 3 kênh trên thì bạn phải đảm bảo sao cho khoảng cách giữa các kênh là 5 kênh.
Ví dụ: 1, 6, 1, 6, 11, 6 là các số hiệu kênh
c. Xác đinh các vật cản xung quanh.
Việc lựa chọn vị trí đặt AP phụ thuộc vào cấu trúc của tòa nhà, các vật cản…Việc thay đổi truyền phát tín hiệu làm biến dạng vùng thể tích phạm vi lý tưởng qua việc ngăn chặn, phản hồi & suy giảm tần số radio (giảm cường độ tín hiệu) có thể ảnh hưởng đến cách bạn triển khai AP. Các vật kim loại trong 1 tòa nhà hoặc được dùng trong xây dựng của 1 tòa nhà có thể ảnh hưởng đến tín hiệu không dây. Ví dụ:
- Xà nhà
- Cáp thang máy
- Thép trong bê tông
- Các ống thông gió, điều hòa nhiệt độ và điều hòa không khí
- Dây lưới đỡ thạch cao hoặc vữa trên tường
- Tường chứa kim loại, các khối xỉ than, bê tông
- Bàn kim loại, bể cá, hoặc các loại thiết bị kim loại lớn khác
d. Xác định các nguồn giao thoa
Bất cứ thiết bị nào hoạt động trên các tần số giống như các thiết bị mạng không dây của bạn (trong băng S dải tần ISM hoạt động trong dải tần số từ 2.4GHz đến 2.5Ghz, hoặc băng C hoạt động trong dải tần số từ 5.725GHz đến 5.875GHz) đều có thể bị nhiễu tín hiệu. Các nguồn giao thoa cũng làm biến dạng 1 vùng thể tích phạm vi lý tưởng của AP. Vì vậy ta cần lựa chọn vị trí đặt AP cách xa các nguồn giao thoa này.
Các thiết bị hoạt động trong băng C dải tần ISM bao gồm:
- Các thiết bị cho phép dùng bluetooth
- Lò vi sóng
- Phone 2.4GHz
- Camera không dây
- Các thiết bị y học
- Động cơ thang máy
e. Xác định số lượng AP
Để xác định số AP để triển khai, hãy theo các nguyên tắc chỉ dẫn sau
* Phải có đủ AP để đảm bảo những người dùng không dây có đủ cường độ tín hiệu từ bất cứ đâu trong vùng thể tích phạm vi. Các AP điển hình sử dụng ăng-ten đẳng hướng phát ra 1 vùng tín hiệu hình tròn phẳng thẳng đứng lan truyền giữa các tầng của tòa nhà. Điển hình, AP có phạm vi trong nhà trong vòng bán kính 200 foot. Phải có đủ AP để đảm bảo rằng tín hiệu chồng lên nhau giữa các AP.
* Xác định số lượng lớn nhất những người dùng không dây cùng lúc trên 1 vùng fạm vi.
* Đánh giá lưu lượng dữ liệu mà trung bình người dùng không dây thường yêu cầu. Nếu cần thì tăng thêm số AP, điều đó sẽ:
- Cải thiện khả năng băng thông mạng máy khách không dây.
- Tăng số lượng người dùng không dây được hỗ trợ trong vùng phạm vi.
- Dựa trên toàn bộ lưu lượng dữ liệu của tất cả người dùng, xác định số người dùng mà bạn có thể kết nối họ tới 1 AP. Hãy hiểu biết rõ về lưu lượng trước khi triển khai hoặc thay đổi mạng. Vài nhà cung cấp không dây cung cấp 1 công cụ mô phỏng chuẩn 802.11 mà bạn có thể sử dụng để làm mẫu sự lưu chuyển trong mạng và xem mức lưu lượng dưới nhiều điều kiện.
- Hãy đảm bảo sự dư thừa trong trường hợp 1 AP bị lỗi.
2. Triển khai AP
Điều quan trọng trong việc triển khai lắp đặt AP là lắp đặt các AP sao cho phải đủ gần nhau để cung cấp phạm vi rộng nhưng phải đủ xa để các AP không gây nhiễu lần nhau. Khoảng cách thực tế giữa 2 AP bất kỳ phụ thuộc vào sự kết hợp của kiểu AP (kiểu ăng-ten của AP và cấu trúc xây dựng của tòa nhà) cũng như các nguồn làm giảm, chặn và phản hồi tín hiệu.
Bạn nên cố gắng giữ tỉ lệ trung bình tốt nhất giữa các máy trạm tới AP, tức là không để một AP phục vụ quá nhiều máy trạm còn một AP lại phục vụ một vài máy trạm vì lượng trung bình người dùng kết nối tới một AP càng lớn thì hiệu quả truyền dữ liệu càng thấp. Quá nhiều máy khách sử dụng cùng 1 AP sẽ làm giảm lưu lượng mạng, hiệu quả và băng thông cho mỗi máy khách.
Bằng cách tăng thêm số AP giúp tăng thêm lưu lượng và giảm tải cho mạng. Để tăng thêm số AP tỉ lệ với số máy khách thì cần phải tăng số AP trong 1 vùng thể tích phạm vi đã cho.
Để triển khai AP của bạn, hãy làm theo các bước sau:
- Phân tích vị trí các AP dựa trên sơ đồ tòa nhà.
- Lắp đặt tạm thời các AP.
- Phân tích cường độ tín hiệu trên tất cả các vùng.
- Tái định vị các AP.
- Xác định vùng thể tích phạm vi.
- Cập nhật các bản vẽ kiến trúc của mạng để đối chiếu số lượng và vị trí cuối cùng của các AP.
Các bước này được đề cập chi tiết hơn trong các mục sau:
Phân tích các vị trí đặt AP
Vẽ phác thảo kiến trúc cho mỗi tầng của tòa. Trên bản vẽ cho mỗi tầng, xác định các văn phòng, các phòng hội nghị, hành lang hoặc các nơi khác mà bạn muốn cung cấp truy cập không dây.
Trên bản kế hoạch hãy ghi rõ các thiết bị gây nhiễu và đánh dấu các vật liệu xây dựng tòa nhà hoặc các vật có thể làm giảm, phản hồi hoặc chặn các tín hiệu không dây. Sau đó chỉ rõ vị trí các AP mà mỗi AP cách AP liền kề không quá 60m.
Sau khi xác định các vị trí của các AP, bạn phải xác định các kênh của chúng sau đó gán số hiệu kênh cho mỗi AP.
Để chọn kênh cho các AP:
Để chọn kênh cho các AP ta thực hiện các công việc sau:
- Xác định xem có mạng không dây nào ở gần không để xác định số hiệu kênh và nơi đặt AP của họ. Điều đó giúp ta triển khai các AP của mình mà không sợ bị nhiễu do trùng kênh.
- Các AP đặt gần nhau trên các tầng khác nhau phải được gán các sao cho các kênh của chúng không bị chồng lên nhau.
- Sau khi xác định vùng thể tích không gian chồng lên nhau trong và ngoài mạng, hãy gán các số hiệu kênh cho các AP.
Để gán số hiệu kênh cho các AP:
Để gán số hiệu kênh cho các AP ta thực hiện các công việc sau:
- Gán kênh 1 cho AP đầu tiên.
- Gán kênh 6 và 11 cho 2 AP có vùng thể tích phạm vi chồng lên vùng thể tích phạm vi của AP đầu tiên, và phải đảm bảo các AP đó không gây nhiễu lẫn nhau vì cùng kênh.
- Tiếp tục gán số hiệu kênh cho các AP khác sao cho 2 AP bất kỳ với phạm vi chồng lên nhau được gán các số hiệu kênh khác nhau.
Lắp đặt tạm thời các AP:
Lắp đặt dựa vào các vị trí, các cấu hình kênh đã được ghi trong bản kế hoạch và các phân tích cơ bản về vị trí của các AP.
Khảo sát vị trí
Ta có thể thực hiện khảo sát vị trí bằng cách đi quanh tòa nhà và các tầng của nó với một chiếc máy sách tay hỗ trợ không dây 802.11 và phần mềm khảo sát vị trí.
Xác định cường độ tín hiệu và tốc độ truyền của vùng thể tích phạm vi cho mỗi AP được cài đặt.
Tái định vị các AP - các nguồn làm suy giảm hoặc giao thoa:
Tại những vị trí có cường độ tín hiệu yếu, bạn có thể thực hiện những điều chỉnh sau đây để cải thiện tín hiệu:
- Đặt cố định các AP đã được cài đặt tạm để làm tăng cường độ tín hiệu cho vùng thể tích phạm vi đó.
- Đặt lại hoặc loại bỏ các thiết bị gây nhiễu (bluetooth, lò vi sóng)
- Đặt lại hoặc loại bỏ các vật kim loại gẫy nhiễu (tủ hồ sơ, các thiết bị hoặc dụng cụ)
- Thêm nhiều AP hơn để bù cho cường độ tín hiệu yếu. (Nếu thêm AP, có thể bạn phải thay đổi số hiệu kênh của các AP liền kề nhau)
- Mua các ăng-ten phù hợp với các yêu cầu cơ sở hạ tầng của tòa nhà. Ví dụ để loại bỏ giao thoa giữa các AP đặt trên các tầng gần nhau trong tòa nhà, bạn có thể mua các ăng-ten định hướng để tăng phạm vi nằm ngang và giảm phạm vi thẳng đứng.
Xác minh vùng thể tích phạm vi:
Khảo sát các vị trí khác để giúp loại trừ các vị trí có cường độ tín hiệu yếu.
Cập nhật kế hoạch:
Cập nhật các bản vẽ kiến trúc để đối chiếu số lượng và vị trí cuối cùng của các AP. Chỉ rõ ranh giới vùng thể tích phạm vi cho mỗi AP nơi tốc độ truyền dữ liệu thay đổi.
Kết luận
Trước khi triển khai AP, bạn hãy xem xét các yêu cầu về AP,việc tách kênh, các thay đổi truyền phát tín hiệu, các nguồn giao thoa (nguồn gây nhiễu), số lượng AP cần thiết tương ứng với phạm vi không dây, băng thông, và các yêu cầu dự trữ.
Để triển khai AP, hãy ước lượng các vị trí AP dựa trên sơ đồ tòa nhà và các kiến thức về sự thay đổi truyền phát tín hiệu và các nguồn giao thoa (nguồn nhiễu). Cài đặt các AP tại các vị trí tạm và thực hiện khảo sát vị trí (lưu ý các vùng bị thiếu phạm vi). Thay đổi vị trí các AP, các thay đổi truyền phát tín hiệu hoặc các nguồn giao thoa và xác minh phạm vi bằng cách thực hiện khảo sát vị trí bổ sung. Sau khi xác định các vị trí cuối cùng của các AP.
Nguyễn Quang Duy – IITM
Email: quangduy2500@gmail.com