Сетевое оборудование

Сетевое оборудование используется для построения локальной сети, подключения устройств к интернету и организации стабильного Wi-Fi покрытия. Надёжность сети зависит не от одного роутера или точки доступа, а от всей инфраструктуры: интернет-канала, проводных соединений, расположения беспроводного оборудования, количества пользователей и характера передаваемого трафика.

В небольшой квартире задачи может решить одно устройство, тогда как для офиса, частного дома, склада или коммерческого объекта сеть обычно приходится проектировать как систему с несколькими точками подключения.

С чего начинать построение сети

Перед выбором оборудования полезно определить:

• площадь объекта;
• количество этажей;
• материал стен и перекрытий;
• количество проводных устройств;
• количество Wi-Fi-клиентов;
• скорость интернет-канала;
• необходимость бесшовного покрытия;
• наличие камер, телефонии и другого сетевого оборудования;
• необходимость PoE;
• требования к гостевой или отдельной служебной сети;
• возможность проложить Ethernet между помещениями.

Главная ошибка – выбирать сетевое оборудование только по заявленной максимальной скорости Wi-Fi.

Реальная сеть ограничивается самым медленным участком между клиентом и конечным ресурсом.

Из чего складывается скорость сети

На скорость подключения одновременно влияют несколько факторов.

Например, наличие быстрого Wi-Fi не даст соответствующей скорости доступа к интернету, если точка доступа подключена к сети через более медленный Ethernet-порт.

Проводная сеть или Wi-Fi

Проводное Ethernet-подключение остаётся предпочтительным для оборудования, которое постоянно находится на одном месте и требует стабильной связи.

К нему обычно имеет смысл подключать:

• рабочие компьютеры;
• серверы;
• сетевые хранилища;
• точки доступа;
• видеокамеры;
• телевизоры и медиасистемы;
• стационарные контроллеры;
• другое критичное сетевое оборудование.

Wi-Fi удобнее для смартфонов, ноутбуков, планшетов и мобильных устройств.

На практике хорошая беспроводная сеть обычно строится поверх нормальной проводной инфраструктуры, а не вместо неё.

Роутер, точка доступа или Mesh

Эти устройства решают связанные, но разные задачи.

Роутер соединяет локальную сеть с интернетом, выполняет маршрутизацию и обычно предоставляет дополнительные сетевые функции.

Точка доступа создаёт Wi-Fi-сеть и соединяет беспроводных клиентов с существующей проводной инфраструктурой.

Mesh-система объединяет несколько узлов Wi-Fi в единую систему управления и используется для расширения покрытия.

Подробно различия этих подходов разобраны в материале Wi-Fi на объекте: как выбрать роутер, Mesh-систему и точку доступа.

Почему одного мощного роутера часто недостаточно

Увеличить покрытие Wi-Fi только установкой более мощного роутера получается не всегда.

Беспроводная связь работает в обе стороны: сигнал должен дойти не только от точки доступа до смартфона или ноутбука, но и обратно.

Даже если клиент видит Wi-Fi сеть, это ещё не означает стабильную передачу данных.

На распространение сигнала влияют:

• бетонные и кирпичные стены;
• железобетонные перекрытия;
• металл;
• инженерные конструкции;
• мебель;
• расстояние;
• расположение точки доступа;
• соседние Wi-Fi сети;
• другие источники радиопомех.

Поэтому на больших объектах часто эффективнее использовать несколько правильно расположенных точек доступа, чем пытаться покрыть всё помещение одним устройством.

Wi-Fi в помещениях с бетонными стенами

Железобетон особенно заметно ослабляет радиосигнал.

Если между точкой доступа и клиентом находятся несколько капитальных стен, высокая скорость рядом с оборудованием ещё ничего не говорит о качестве связи в других помещениях.

Для таких объектов лучше заранее определить зоны, где Wi-Fi действительно нужен, и распределить точки доступа по площади.

Практический пример такой сети разобран в статье Wi-Fi в офисе с бетонными стенами: Mesh-система и точки доступа.

Диапазон 2,4 ГГц

Диапазон 2,4 ГГц обычно обеспечивает большую дальность и лучше проходит через препятствия, чем более высокие диапазоны.

Но у него есть ограничения:

• меньше доступного спектра;
• больше соседних сетей;
• выше вероятность помех;
• меньше возможностей для высокой пропускной способности.

2,4 ГГц полезен для устройств, которым не нужна высокая скорость, а стабильное подключение требуется на большем расстоянии.

Диапазон 5 ГГц

5 ГГц предоставляет больше возможностей для высокоскоростного Wi-Fi и обычно менее перегружен, но сигнал сильнее ослабляется стенами и расстоянием.

Этот диапазон хорошо подходит для:

• ноутбуков;
• смартфонов;
• видеоконференций;
• передачи больших файлов;
• мультимедиа;
• других задач с повышенными требованиями к скорости.

На практике современные сети часто используют оба диапазона одновременно.

6 ГГц и новые стандарты Wi-Fi

Современное оборудование может дополнительно использовать диапазон 6 ГГц.

Он предоставляет дополнительный радиочастотный ресурс и позволяет уменьшить конкуренцию с устройствами, работающими в давно используемых диапазонах.

Но эффективность такого решения зависит от поддержки диапазона клиентскими устройствами, условий объекта и применимых региональных ограничений.

Поэтому выбирать сетевое оборудование только из-за более нового обозначения стандарта не стоит – сначала необходимо понимать, какие клиенты реально будут подключаться к сети.

Что означает скорость Wi-Fi в характеристиках

Значения вроде «1200 Мбит/с», «3000 Мбит/с» или более высокие цифры в характеристиках оборудования не следует воспринимать как гарантированную скорость одного устройства.

Производители могут указывать суммарные теоретические возможности нескольких радиодиапазонов.

Реальная скорость отдельного клиента зависит от:

• стандарта Wi-Fi;
• ширины канала;
• количества пространственных потоков;
• возможностей клиента;
• уровня сигнала;
• помех;
• загрузки точки доступа;
• скорости проводного подключения точки.

Mesh-система

Mesh-система состоит из нескольких узлов, которые работают как единая беспроводная сеть.

Пользователь видит одно имя Wi-Fi, а система помогает устройствам работать через подходящий узел.

Mesh особенно удобен для:

• больших квартир;
• частных домов;
• нескольких этажей;
• помещений сложной планировки;
• объектов, где одного роутера недостаточно.

Проводной и беспроводной backhaul

Соединение между узлами Mesh называется backhaul.

Он может быть беспроводным или проводным.

При беспроводном соединении часть радиоресурса используется для обмена данными между узлами. При Ethernet backhaul данные между точками проходят по кабелю, что обычно уменьшает зависимость от качества беспроводной связи между ними.

Если проводная инфраструктура уже существует, возможность Ethernet backhaul является полезной характеристикой Mesh-системы.

Точки доступа

Точки доступа Wi-Fi применяются там, где беспроводная сеть строится поверх существующей LAN-инфраструктуры.

Такой подход особенно удобен для:

• офисов;
• гостиниц;
• учебных заведений;
• торговых объектов;
• складов;
• больших домов.

Точка доступа получает сетевое подключение по Ethernet и создаёт Wi-Fi в своей зоне.

Несколько правильно размещённых точек позволяют равномернее распределить клиентов и обеспечить покрытие там, где оно действительно необходимо.

Сколько точек доступа нужно

Нельзя точно определить количество точек доступа только по площади объекта.

Два помещения одинаковой площади могут требовать разное количество оборудования из-за планировки и материалов стен.

Нужно учитывать:

• количество комнат;
• толщину стен;
• этажность;
• число пользователей;
• тип трафика;
• требуемую скорость;
• расположение рабочих зон;
• мощность и характеристики самих точек доступа.

Например, склад с открытым пространством и офис с множеством железобетонных перегородок требуют совершенно разного подхода.

Размещение точки доступа

Правильное расположение оборудования может влиять на качество сети не меньше, чем характеристики самой модели.

Обычно стоит избегать установки:

• внутри металлических шкафов;
• за крупными металлическими конструкциями;
• в углу объекта, если покрытие требуется в противоположной стороне;
• рядом с мощными источниками помех;
• в месте, где сигнал вынужден проходить через максимальное количество стен.

Для потолочных точек доступа необходимо учитывать их диаграмму направленности и рекомендированный способ монтажа.

Уличный Wi-Fi

Для двора, производственной территории, открытого склада или других наружных зон применяются уличные точки доступа.

Такое оборудование отличается исполнением корпуса и рассчитано на соответствующие условия окружающей среды.

При выборе важно учитывать:

• степень защиты корпуса;
• допустимый температурный диапазон;
• способ монтажа;
• тип антенн;
• необходимую дальность;
• наличие PoE;
• защиту кабельных соединений.

Что такое PoE

PoE – Power over Ethernet – позволяет передавать данные и питание по одному Ethernet-кабелю.

Это удобно для устройств, которые устанавливаются далеко от электрической розетки:

• точек доступа;
• IP-камер;
• VoIP-телефонов;
• сетевых контроллеров;
• другого совместимого оборудования.

Вместо отдельного кабеля питания к устройству можно провести один Ethernet.

Подробно принцип рассмотрен в статье PoE: питание камер, точек доступа и контроллеров по одному кабелю.

PoE-бюджет

Если несколько устройств получают питание от одного PoE-коммутатора, необходимо учитывать не только поддержку PoE на отдельных портах, но и общий энергетический бюджет.

Например, коммутатор может иметь достаточное количество PoE-портов, но его источник питания должен одновременно обеспечивать все подключённые устройства.

При расчёте учитывают:

• потребление каждого устройства;
• тип PoE;
• общую доступную мощность;
• запас для возможного расширения.

Ethernet и скорость портов

При выборе проводного оборудования важно учитывать скорость каждого участка.

Наиболее распространённые варианты:

• 100 Мбит/с;
• 1 Гбит/с;
• 2,5 Гбит/с;
• более высокоскоростные соединения для соответствующей инфраструктуры.

Если точка доступа способна передавать данные быстрее 1 Гбит/с, обычный гигабитный порт потенциально может стать ограничением.

Но переход на более быстрые интерфейсы оправдан только тогда, когда остальные элементы сети также способны использовать эту пропускную способность.

Кабельная инфраструктура

Качество Ethernet-линии зависит не только от сетевого оборудования.

На результат влияют:

• категория кабеля;
• длина линии;
• качество проводника;
• разъёмы;
• патч-панели;
• правильность обжима;
• способ прокладки.

Проблемы кабеля могут проявляться как нестабильное соединение, переход на меньшую скорость или периодические разрывы.

Поэтому при диагностике сети важно проверять не только роутер или коммутатор, но и физическую линию.

Сеть для офиса

Офисная сеть обычно должна одновременно обслуживать несколько типов трафика:

• рабочие компьютеры;
• ноутбуки;
• смартфоны;
• принтеры;
• телефонию;
• видеоконференции;
• камеры;
• серверы и NAS;
• гостевые устройства.

При увеличении количества клиентов важными становятся не только радиопокрытие, но и распределение нагрузки между точками доступа, пропускная способность проводной сети и управление доступом.

Гостевая и рабочая сеть

На коммерческом объекте полезно разделять устройства с разными задачами.

Например, посетителям может предоставляться интернет без доступа к внутренним рабочим ресурсам.

Более сложная инфраструктура может использовать VLAN и отдельные правила доступа для:

• сотрудников;
• гостей;
• камер;
• телефонии;
• серверов;
• IoT-оборудования.

Наличие таких возможностей зависит от конкретного сетевого оборудования.

Как понять, где проблема с Wi-Fi

Слабая работа беспроводной сети не всегда означает, что требуется новый роутер.

Перед заменой оборудования полезно проверить:

1. скорость по кабелю;
2. уровень сигнала Wi-Fi;
3. диапазон подключения;
4. загруженность каналов;
5. скорость рядом с точкой доступа;
6. скорость в проблемной зоне;
7. расположение оборудования;
8. количество одновременно работающих клиентов.

Если рядом с точкой скорость высокая, но резко падает за несколькими стенами, проблема скорее связана с покрытием.

Если скорость низкая даже по Ethernet, установка дополнительной точки Wi-Fi её не исправит.

Типичные ошибки при построении сети

Один роутер на большое помещение

Попытка покрыть несколько этажей или большое количество комнат одним устройством часто приводит к зонам слабого сигнала.

Точки доступа установлены слишком далеко

Если между соседними зонами нет достаточного покрытия, клиентские устройства могут нестабильно переключаться или долго оставаться подключёнными к слабому сигналу.

Всё подключено по Wi-Fi

Стационарные устройства создают дополнительную нагрузку на радиоэфир, хотя часть из них можно подключить Ethernet-кабелем.

Не учтён PoE-бюджет

Коммутатор имеет нужное количество портов, но его общей мощности недостаточно для подключённых устройств.

Быстрый Wi-Fi подключён через медленный порт

Высокие возможности радиомодуля не используются из-за ограничения проводного соединения.

Что проверить перед покупкой

Как построить стабильную сеть

Сначала стоит определить топологию и реальные требования объекта, а уже после этого выбирать конкретное оборудование.

Для небольшого помещения может быть достаточно одного правильно расположенного роутера. На большой площади рациональнее распределить несколько точек доступа, а при необходимости простой многозонной Wi-Fi сети использовать Mesh-систему.

Если имеется возможность провести Ethernet, проводную инфраструктуру стоит использовать как основу сети, оставляя Wi-Fi прежде всего для мобильных клиентов. Для офисов и объектов со сложной планировкой особенно полезно заранее оценить зоны покрытия, количество пользователей и предполагаемую нагрузку.

Подробнее выбор архитектуры разобран в статье как выбрать роутер, Mesh-систему и точки доступа для объекта.