Tablets causam estresse no wi-fi: a verdade e a ficção

As redes Wireless Local Area Network (WLAN), que permitem conexão com a internet sem fio, substituem o Ethernet com fio como um meio preferencial de acesso de clientes há anos. Há dois anos, perguntamos aos nossos leitores sobre seus planos wireless. Nossa pesquisa InformationWeek Wireless LAN descobriu que cerca de 40% dos questionados previam a substituição da infraestrutura do acesso com fio dentro de cinco anos. Trazendo os dados aos dias de hoje, é provável que a grande entrada de dispositivos móveis dentro de empresas, parte de políticas de Bring Your Own Device (Byod), ou por infiltração, parece que esse tempo foi encurtado.
Ainda pior para os primeiros implementadores, a quantidade dispositivos significa que as instalações WLAN existentes podem enfrentar um estresse significativo, senão o entrave total, a não ser que os gerentes de rede façam algumas mudanças na arquitetura. Ainda assim as empresas poderiam aprender muito com projeto WLAN de instituições educacionais, que estão entre as líderes de implementação wireless e têm o maior nível de densidade de dispositivo do que qualquer ambiente. Como o CIO da Ohio University, Brice Bible, disse ao discutir a atualização recente do WLAN do campus: ?Wireless é de longe o método de acesso mais popular em nosso campus e os estudantes estão com mais dispositivos móveis do que nunca?.
Os desafios começam com o aumento dramático em números, uma situação que novos dispositivos como o iPad Mini e o Nexus, como mostrou nosso último relatório, piorará ainda mais: a conta de client por funcionário pode dobrar ou triplicar conforme usuários acrescentam seus smartphones e tablets, além dos laptops providos pelas empresas. Há também as limitações inerentes do design de hardware Wi-Fi impostos por dispositivos móveis otimizados para portabilidade e vida útil de bateria, e não desempenho de rede.
Os fornecedores de equipamento estão assustando seus clientes com um relatório do Gartner que alega que ?empresas que implantam iPads precisarão de 300% mais capacidade Wi-Fi?. (Veja o PDF do relatório completo aqui).
A exacerbação da porcentagem é derivada de uma extrapolação simplista das diferenças em potência de transmissão entre o rádio Wi-Fi no iPad 2 e de um laptop típico, que o relatório alega ser de 6 decibéis (10dBm vs 15-17 dBm). Além de ser desatualizado, o que a cópia online do relatório agora reconhece com um anúncio do Gartner, é simplista ao extremo (Observação no relatório: Esse documento foi arquivado; alguns de seus conteúdos podem não refletir as atuais condições).
Em primeiro lugar, os novos iPads e o iPhone 5 usam novos chips wireless com potência de saída, comparados a um laptop. Em segundo, o número 300% é derivado de uma potência simples de rádio, usando matemática básica que qualquer primeiranista de engenharia elétrica saberia, sem usar outros fatores físicos e técnicos.
Uma diferença de 6dBm se traduz em quatro vezes a potência, ou seja 3dB igual ao dobro da potência, o que significa que, teoricamente, seriam necessários espaços de pontos de acesso (APs) muito mais próximos quando estivesse usando tablets para atingir a mesma força de sinal em todo o ambiente de PCs. Mas isso cria muitas suposições que podem não ser verdadeiras na prática, nem foram demonstradas, pelo menos não nesse relatório, por meio de um teste:

a) Que todos os APs já operam na potência máxima (provavelmente uma suposição segura, mas não necessariamente correta já que a sua realização em ambientes fechados pode levar a interferências de canais);

b) Que o desempenho Wi-Fi é diretamente proporcional à força do sinal e que um iPad com metade (ou pior) da força do sinal terá menor desempenho do que um PC;

c) Que a força do sinal é o fator mais importante no desempenho Wi-Fi do tablet. Segundo testes realizados pela Aerohive em alta densidade, em ambientes com tablets, quase certo que esse não é o caso.

 
Capacidade de canais
Veja, a maior limitação de tablets e smartphones não é sua potência rádio, mas a capacidade de canais. Talvez o recurso mais importante do 802.11n sejam rádios Mimo (multiple-input, multiple-output), ou seja, a capacidade de suportar múltiplos fluxos de rádio para uma única conexão. Mas isso exige múltiplas antenas e mais potência, chips Wi-Fi multistream, dois requisitos de projeto em desacordo com o design de dispositivos pequenos, finos e com longa vida de bateria.
Assim, todo smartphone e tablet atual é uma implementação 1SS (single spatial stream), apesar das coisas serem um pouco melhores para dispositivos dual band, como o iPad e o iPhone 5, enquanto dão suporte para um único stream tanto em frequências de banda 2.4 e 5GHz. Mas com clients 1SS, todos ainda tentam compartilhar a mesma banda ou um canal o que leva a um tráfego RF massivo quando uma casse deles está tentando falar ao mesmo tempo.
Aqui está um exemplo típico, cortesia do diretor de arquitetura Wi-Fi da Aerohive, Devin Akin. Ele começou com alguns fatos básicos de design, que um iPad precisa de 2Mbps para sustentar sua saída de execução de aplicativos multimídia (streaming de vídeo) e que há 30 deles em média por classe. Além disso, um AP dual-radio (2.4 e 5 GHz)  pode processar cerca de 60 Mbps, ou 30 Mpbs por canal, enquanto usa 80% ou mais de sua antena disponível em um único canal; qualquer coisa a mais leva à contenção da antena (vários clientes tentando falar na mesma frequência ao mesmo tempo.). Além disso, 30 iPads vezes 2Mbps por cliente combina perfeitamente com a saída de um único AP, presumindo que você possa manter metade deles na banda de 5GHz e mantê-los ali.
Felizmente, a direção de banda é um recurso comum nos APs das empresas nos dias de hoje. Contanto que seus 30 clientes consigam um sinal wireless bom o suficiente para manter o streaming, a adição de potência não ajuda; o benefício primário de maior densidade do AP é para fornecer mais fatias RF, já que para evitar interferência, APs adjacentes ficam em canais Wi-Fi diferentes.
Problema potencial
Claro, que se seu ambiente não tem tanta densidade de clientes como uma escola, você não deve saturar uma antena usando APs amplamente distribuídos. E aqui o relatório da Gartner não aponta outro problema potencial: o iPad (e agora, o iPhone 5) irá agressivamente ?rebaixar? para a banda 2.4 GHz se o desempenho 5GHz cair ? comportamento que presenciais muitas vezes. Esse normalmente não seria um grande problema se ele fosse igualmente agressivo em ?subir? quando o sinal de 5GHz melhorasse, mas não é o que acontece. Isso significa que dispositivos mais velhos e lentos de 2.4 GHz podem ser ultrapassados pelos iPas mais rápidos, buscando um melhor sinal em áreas de cobertura esparsa.
Em suma: o fluxo de tablets Wi-Fi e smartphones dentro de empresas sem dúvidas significa que os WLANs das empresas precisam melhorar seus APs, mas o fator de escalamento é mais proporcional ao número de novos dispositivos, não à potência da saída. Então, a não ser que você fala implantação massiva de iPads (digamos em escolas ou hospitais), a quantidade de novo Wi-Fi que você precisa é provavelmente bem menor do que 300%.
Tradução: Alba Milena, especial para o IT Web | Revisão: Adriele Marchesini