2. Расчёт ёмкости сети Wi-Fi

Цель: расчёт количества точек доступа в случае модернизации сегмента Wi-Fi сети университета.

Таблица 1 – Информация о количестве типах и функциональных возможностях устройств, подключённых к сети Wi-Fi

Тип клиентского устройства	Поддерживаемые стандарты Wi-Fi	Количество
Смартфон: Huawei mate x3	802.11a/b/g/n/ac/ax	750
Ноутбук: Huawei MateBookX Pro2024	802.11a/b/g/n/ac/ax	150

Планшет: Huawei MatePad

802.11a/b/g/n/ac/ax

50

Всего: 950 клиентских устройств

Для оценки средней пропускной способности, приходящейся на одно соединение при использовании соответствующей спецификации 802.11 можно воспользоваться следующей формулой:

𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒𝑡𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = ((^{𝑑𝑎𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑒}) ÷ 𝑛)

2

где Average throughput – средняя пропускная способность на одного клиента; data_rate – скорость передачи данных данной спецификации 802.11; n – количество беспроводных клиентов, подключенных к беспроводной сети.

Таблица 2 – Средняя пропускная способность на одно соединение при использовании соответствующей спецификации 802.11

Спецификация	Скорость передачи данных, Мбит/с	Средняя пропускная способность*, Мбит/с	Количество клиентов
802.11n (2x2, 20 МГц, short guard interval)	144.4	72.2	200
802.11ax (2x2, 80 МГц, short guard interval)	1200	600	750

Определяем канальное время для каждого из наиболее распространённых типов клиентских устройств и каждого типа приложений, выполняющихся на них по формуле:

^{𝐴𝑖𝑟𝑡𝑖𝑚𝑒}𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 ⁼

𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛_{𝑡ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡} ∗ 100%

^{𝑑𝑒𝑣𝑖𝑐𝑒}𝑡ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡

где Airtime_utilization – время использования канала в %,

application_throughput – потребность приложения в пропускной способности, device_throughput – пропускная способность устройства с учетом издержек на передачу и факторов внешней среды.

Таблица 3 – Пропускная способность, требуемая приложением

Ресурс	Требуемая пропускная способность
Видеоконференции	430 Кбит/с – 1.5 Мбит/с
Научная электронная библиотека	120 Кбит/с – 1 Мбит/с
Электронная почта	120 Кбит/с – 1 Мбит/с (для загрузки файлов)
Веб-серфинг	1 Мбит

Музыка

0.16 Мбит/c

Таблица 4 – Канальное время, требуемое клиенту для всех типов сетевых приложений

Клиентское устройство	Сетевое приложение	Канальное время, %
Ноутбук/планшет (802.11n, 2x2, 20 МГц, 2,4 ГГц)	Видеоконференции	2
	Научная электронная библиотека	1.4
	Электронная почта	1.4
	Веб-серфинг	1.4
	Музыка	0.2
Итого: 6.4 %
Смартфон (802.11ax, 2x2, 80 МГц, 5 ГГц)	Видеоконференции	0.2
	Научная электронная библиотека	0.2
	Электронная почта	0.2
	Веб-серфинг	0.2
	Музыка	0.03
Итого: 0.83%

Определяем количество точек доступа, требуемое для обслуживания каждого клиента.

1. Низкоскоростные клиенты будут ассоциироваться с точкой доступа в диапазоне 2,4 ГГц. Тогда для обслуживания ноутбуков и планшетов потребуется 200*6.4/100=13 точек доступа.

2. Высокоскоростные клиенты будут ассоциироваться с точкой доступа в диапазоне 5 ГГц. Для обслуживания всех смартфонов и планшетов потребуется точек доступа: 750*0.83/100 =7 точки доступа.

Для построения сети выбираем двухдиапазонные точки доступа, одновременно обслуживающие клиентов в разных диапазонах.

Следовательно, нужно выбрать максимальное значение из рассчитанного ранее, т.е. 13 точек доступа.