Quants punts d'accés necessita una escola: es dimensiona per densitat, no per metres quadrats

Un punt d'accés reparteix la seva capacitat entre tots els dispositius

Un punt d'accés no només ha de donar cobertura: també ha de repartir la seva capacitat entre tots els dispositius connectats. I en una aula amb molts equips, aquest repartiment es converteix en el veritable límit molt abans que falti senyal. Per això, per calcular quants punts d'accés necessita una escola, importa molt més quants dispositius s'hi connectaran alhora que els metres quadrats de l'edifici.

La xarxa wifi funciona sobre un mitjà compartit. Els dispositius connectats al mateix punt d'accés i al mateix canal han de fer torns per transmetre. Aquest recurs, conegut com a temps d'aire, és limitat. Com més dispositius hi competeixen, menys temps en té disponible cadascun i més fàcil és que apareguin esperes i lentitud.

D'aquí neix un dels errors més habituals en dissenyar una xarxa wifi. Un punt d'accés col·locat en un passadís pot donar bon senyal a tres aules seguides, però cobertura i capacitat són coses diferents. Les tres aules poden mostrar una cobertura excel·lent, però tots els seus dispositius continuen compartint la capacitat del mateix punt d'accés.

Noranta dispositius que comparteixen aquesta capacitat es comporten de manera molt diferent de trenta, encara que el mapa de cobertura sigui idèntic. Per això és possible que un estudi de cobertura mostri un senyal excel·lent i que, tot i així, l'experiència real a l'aula sigui dolenta. També hi influeix el tipus de dispositiu. Una tauleta de fa sis anys, situada al fons de l'aula, pot necessitar més temps per transmetre la mateixa informació que un portàtil modern situat a prop del punt d'accés.

A això s'hi sumen els moments de més concentració de connexions. A l'inici d'una classe, desenes d'equips poden sortir del mode de suspensió, connectar-se i autenticar-se pràcticament alhora. Aquesta concentració del primer minut, que es pot repetir a cada canvi de classe, pot generar problemes molt abans que el límit el marqui la velocitat de la connexió a internet.

• El límit pràctic d'una aula depèn en gran mesura del temps d'aire disponible, no només de la potència o de l'abast del senyal.
• Un mapa de cobertura correcte no indica quants dispositius hauran de compartir la capacitat de cada punt d'accés.
• Els problemes poden aparèixer quan molts dispositius es connecten i s'autentiquen simultàniament, fins i tot abans de començar a descarregar continguts.

La primera dada són els dispositius simultanis

Dimensionar una xarxa per densitat comença per una pregunta molt concreta: quants dispositius estaran connectats alhora en cada espai durant els moments de més ús? El nombre total d'alumnes del centre no respon aquesta pregunta. El que importa és conèixer quants dispositius estaran connectats simultàniament en cada aula o espai.

Als equips de l'alumnat s'hi sumen l'ordinador del docent, el panell interactiu, els sistemes de projecció sense fil i altres dispositius connectats a la xarxa que el centre ha anat incorporant amb els anys. Aquest recompte també ha de tenir en compte com es fan servir els dispositius, perquè no consumeix el mateix consultar una plataforma educativa que fer una videotrucada o un examen en línia.

La dada que necessitem és, per tant, quants dispositius estaran connectats simultàniament en cada espai, en quins moments i per a què es faran servir. El nombre total de dispositius del centre, per si sol, no serveix per dimensionar una aula.

Per què no hi ha una xifra universal

La quantitat de dispositius que un punt d'accés pot atendre amb un bon rendiment depèn de molts factors: què estan fent aquests dispositius, la seva antiguitat i capacitats, les bandes disponibles, les característiques de l'edifici i la interferència amb els punts d'accés propers. Per això no hi ha una fórmula vàlida per a tots els centres ni es pot donar una xifra fiable sense conèixer com es fa servir realment la xarxa.

Tampoc no serveix prendre com a referència únicament el nombre màxim de clients que indica la fitxa tècnica del fabricant. Aquesta xifra reflecteix quants dispositius pot arribar a admetre el punt d'accés, però no quants poden treballar simultàniament amb un bon rendiment. Una cosa és que un punt d'accés pugui admetre molts dispositius i una altra de molt diferent que tots puguin treballar alhora amb fluïdesa. Per això, el nombre màxim de clients indicat pel fabricant no serveix per si sol per dimensionar la xarxa.

En centres on cada alumne treballa amb el seu propi dispositiu, una referència habitual és instal·lar un punt d'accés per aula. Però és només un punt de partida: la xifra definitiva dependrà del nombre de dispositius, del tipus d'ús i de les característiques de l'edifici.

I tampoc no convé instal·lar més punts d'accés dels necessaris. Si no estan ben planificats, poden interferir entre ells, augmentar el cost i no millorar el rendiment de la xarxa.

• No hi ha una xifra fixa de dispositius per punt d'accés: depèn de l'ús, de l'equipament i de les característiques de l'edifici.
• El nombre màxim de clients indicat pel fabricant no equival al nombre de dispositius que poden treballar simultàniament amb un bon rendiment.
• Instal·lar més punts d'accés no millora necessàriament la xarxa si no hi ha una planificació correcta de canals, potència i ubicació.

Per què el punt d'accés sol ser dins de l'aula

Col·locar els punts d'accés al passadís pot semblar una solució senzilla perquè facilita el cablatge i permet donar cobertura a diverses aules des d'un mateix lloc. El problema és que la comunicació wifi funciona en els dos sentits. El punt d'accés pot transmetre amb prou potència per travessar una paret i arribar fins a un dispositiu situat dins de l'aula, però aquest dispositiu normalment transmet amb força menys potència i ha d'aconseguir que el seu senyal faci el recorregut invers.

Per això un dispositiu pot mostrar una bona cobertura i, tanmateix, tenir dificultats per comunicar-se correctament amb el punt d'accés. A més, un equip situat al passadís pot acabar atenent dispositius de diverses aules alhora. Això augmenta el nombre d'equips que en comparteixen la capacitat i pot provocar que alguns dispositius es connectin a un punt d'accés que no és el més adequat.

Els murs de l'edifici, tot i que dificulten la cobertura, també poden ajudar a separar unes aules de les altres i reduir les interferències entre punts d'accés propers. Per això la ubicació dels equips s'ha de decidir pensant tant en la cobertura com en la capacitat i en com es distribueixen els canals dins de l'edifici.

Les bandes i els espais que no són aules

Les tres bandes wifi tenen característiques diferents i no fan exactament la mateixa funció. La banda de 2,4 GHz arriba més lluny i travessa millor els murs, però disposa de pocs canals i comparteix freqüències amb altres dispositius. En entorns d'alta densitat es fa servir principalment per mantenir la compatibilitat amb equips que encara la necessiten.

La banda de 5 GHz suporta actualment bona part del trànsit dels dispositius del centre. La banda de 6 GHz, disponible amb Wi-Fi 6E i Wi-Fi 7, ofereix més espectre disponible i té l'avantatge que no la fan servir els dispositius wifi més antics. Pot resultar especialment útil en aules amb alta densitat, sempre que els equips del centre siguin compatibles.

També cal decidir l'amplada dels canals. Fer servir canals més amples pot augmentar la velocitat màxima d'un dispositiu, però redueix el nombre de canals independents disponibles. En un edifici amb moltes aules sol interessar trobar un equilibri entre velocitat i capacitat per reutilitzar els canals sense provocar interferències.

I una escola no està formada únicament per aules. Una sala d'actes pot passar d'estar buida a concentrar centenars de persones i dispositius en pocs minuts. El menjador té una superfície més oberta, diferents moments d'ocupació i pot tenir altres fonts d'interferència.

En un pavelló esportiu, col·locar un punt d'accés a molta alçada pot dificultar la comunicació amb els dispositius situats arran de terra. Una biblioteca pot mantenir un nombre moderat de dispositius connectats durant moltes hores. I el pati requereix un plantejament específic, amb equips preparats per a exterior i tenint en compte com pot afectar el seu senyal les aules properes.

• 2,4 GHz: més abast i compatibilitat, però pocs canals disponibles i més possibilitats d'interferència.
• 5 GHz: suporta bona part del trànsit wifi habitual del centre.
• 6 GHz: ofereix més espectre per a entorns d'alta densitat quan els dispositius són compatibles.
• Sala d'actes, menjador, pavelló, biblioteca i pati s'han d'estudiar individualment perquè cada espai té un patró d'ús diferent.

La xifra surt del centre mateix

La resposta a quants punts d'accés necessita una escola no surt únicament dels metres quadrats. El primer pas és fer un estudi sobre els plànols del centre tenint en compte la distribució de les plantes, els materials, el nombre de dispositius previst en cada espai i el tipus d'ús.

A partir d'aquí es pot plantejar la ubicació inicial dels punts d'accés i la planificació de les bandes i els canals. Després cal comprovar el comportament real del senyal a l'edifici, perquè un plànol no reflecteix tots els condicionants que es poden trobar durant una instal·lació.

Un envà que semblava lleuger pot ser molt més gruixut del previst. Un armari metàl·lic pot alterar la propagació del senyal. I dues ales construïdes en èpoques diferents es poden comportar de manera completament diferent des del punt de vista de la cobertura wifi.

Tot això pot modificar el nombre i la ubicació final dels punts d'accés. A més, cada punt d'accés necessita altres elements d'infraestructura: un port de switch, alimentació PoE, cablatge fins a la seva ubicació i prou capacitat als enllaços de xarxa. Per això instal·lar equips de més augmenta la inversió i pot generar interferències, mentre que instal·lar-ne menys dels necessaris es pot traduir en problemes de rendiment quan les aules són en ple funcionament.

A PenwinEdu, amb algunes dades bàsiques del centre i l'experiència acumulada en centenars de centres educatius, podem dimensionar la xarxa i preparar una proposta adaptada a les necessitats reals de cada espai. Per fer-ho, analitzem qüestions com aquestes:

• Quants dispositius estaran connectats simultàniament en cada aula o espai?
• Quin ús tindrà la xarxa en cada zona: navegació, vídeo, exàmens en línia, videotrucades, aplicacions educatives…?
• Com és l'edifici i quins materials poden afectar la cobertura?
• On convé situar cada punt d'accés per garantir cobertura i capacitat?
• Quines zones requereixen un tractament específic, com ara patis, pavellons, menjadors o sales d'actes?
• Quina infraestructura de xarxa ja hi ha i quina part se'n pot aprofitar?
• Hi ha prou ports PoE, potència disponible als switches i capacitat als enllaços de xarxa?
• Quin cablatge addicional caldrà per portar cada punt d'accés fins a la seva ubicació?
• Quines verificacions i mesures caldrà fer al centre mateix per ajustar el disseny definitiu?