Lezione 5 di 7

Reti Wireless 5

Modulo W4 — Progettazione e Site Survey | Hands on Stem
Modulo W4 di 6

Progettazione e Site Survey

Come progettare una rete Wi-Fi che funziona davvero: copertura vs capacità, posizionamento AP, strumenti di analisi e PoE.

Prof. D. Bertolino Hands on Stem Reti Wireless

W4.1 I Due Obiettivi: Copertura e Capacità

Progettare una rete Wi-Fi non significa semplicemente “mettere un AP al centro e sperare”. Ci sono due obiettivi diversi che spesso confliggono: la copertura (raggiungere ogni angolo) e la capacità (servire molti utenti contemporaneamente con prestazioni adeguate).

📡 Progetto per Copertura

Obiettivo: garantire un segnale minimo (es. −67 dBm) ovunque.

  • Pochi AP, potenza media-alta
  • Celle grandi, pochi canali usati
  • Adatto a: magazzini, corridoi, aree con pochi utenti
  • Rischio: throughput basso in aree dense

“Tutti hanno segnale, ma la banda è poca”

👥 Progetto per Capacità

Obiettivo: servire molti client con throughput adeguato per applicazione.

  • Molti AP, potenza bassa, celle piccole
  • Più canali riutilizzati (frequency reuse)
  • Adatto a: aule, stadi, uffici open-space, conferenze
  • Rischio: costo più elevato, più AP da gestire

“Tutti hanno banda sufficiente per le loro app”

La regola moderna: progetta SEMPRE per capacità

Oggi i dispositivi per persona sono 2-3 (smartphone + laptop + tablet/smartwatch). Una classe da 25 studenti genera 50+ connessioni. Un ufficio con 40 persone ha potenzialmente 100 dispositivi. Il numero di client cresce ogni anno. Un progetto per sola copertura è destinato a fallire quando il numero di utenti supera la capacità dei pochi AP installati. Regola empirica: max 20-25 client per radio per un’esperienza accettabile.

W4.2 Requisiti per Applicazione

Non tutte le applicazioni hanno le stesse esigenze. Prima di progettare, devi capire cosa faranno gli utenti sulla rete wireless.

ApplicazioneBanda per clientRSSI minimoSNR minimoLatenza maxSensibilità
Email / Web base1-5 Mbps−70 dBm20 dB200 msBassa
Video streaming SD3-8 Mbps−67 dBm25 dB150 msMedia
Video streaming HD/4K10-25 Mbps−65 dBm25 dB100 msMedia
VoIP / Videocall0.1-2 Mbps−67 dBm25 dB50 msMolto alta
Trasferimento file50-200 Mbps−60 dBm30 dBNon criticaBassa
VR / Cloud gaming50-100 Mbps−60 dBm30 dB20 msEstrema
IoT / Sensori0.01-1 Mbps−75 dBm15 dBNon criticaBassa
VoIP: l’applicazione più esigente (non per la banda!)

Il VoIP usa pochissima banda (100 kbps) ma è estremamente sensibile a latenza, jitter e packet loss. Un pacchetto VoIP perso = audio mancante. Latenza > 150 ms = conversazione impossibile. Per questo il VoIP richiede i criteri di segnale più stringenti: RSSI ≥ −67 dBm, SNR ≥ 25 dB e roaming veloce (< 50 ms). Progetta la copertura Wi-Fi sul requisito VoIP e tutte le altre applicazioni saranno soddisfatte.

W4.3 Cos’è il Site Survey

Definizione

Il site survey è l’analisi dell’ambiente fisico in cui verrà installata la rete wireless. Ha l’obiettivo di determinare il numero, il posizionamento e la configurazione ottimali degli AP, tenendo conto di ostacoli, interferenze, densità utenti e requisiti applicativi.

Tipi di site survey

Predictive (software)

Si carica la planimetria in un software, si definiscono materiali dei muri e si posizionano gli AP virtualmente. Il software simula la copertura e l’interferenza.

  • Veloce e senza hardware
  • Precisione: ~70-80%
  • Dipende dall’accuratezza dei dati inseriti

Strumenti: Ekahau AI Pro, NetSpot, iBwave

Passive (on-site)

Si cammina nell’edificio con un dispositivo che ascolta tutti i segnali Wi-Fi esistenti. Registra RSSI, SNR, canali, interferenze per ogni punto.

  • Misura la situazione reale
  • Ideale per reti esistenti
  • Non misura la capacità dell’AP

Strumenti: Ekahau Sidekick, WiFi Analyzer

Active (AP temporanei)

Si posizionano AP temporanei e si misura la connessione reale (throughput, latenza, jitter) camminando per l’edificio connessi.

  • La misura più accurata
  • Richiede tempo e hardware
  • Ideale per ambienti critici (ospedali, VoIP)

Misura il vero throughput, non solo il segnale

L’approccio migliore: predictive + validation

Nella pratica si fa un predictive survey per il progetto iniziale (numero e posizione AP), poi dopo l’installazione si fa un passive/active survey di validazione per verificare che la copertura reale corrisponda al progetto. Si correggono posizioni, canali e potenza. Questo approccio ibrido è il più efficiente.

W4.4 Regole per il Posizionamento degli AP

Mai a parete perimetrale: un AP sul muro esterno spreca metà della copertura fuori dall’edificio. Posizionalo al centro dell’area da coprire.
Altezza corretta: ideale 2.5-3 m (soffitto o controsoffitto). Troppo basso = ostruito da mobili e persone. Troppo alto = angolo di copertura troppo stretto a terra.
Orientamento antenna: AP a soffitto con antenna omnidirezionale = copertura circolare verso il basso. AP a parete con direzionale = copertura lungo il corridoio.
Sovrapposizione 15-20%: tra le celle adiacenti per garantire roaming senza zone morte. Non di più (interferenza) né di meno (buchi).
Canali non sovrapposti: AP adiacenti su canali diversi (1-6-11 a 2.4 GHz). A 5/6 GHz ci sono molti più canali, il che facilita la pianificazione.
Evita ostacoli metallici: armadi metallici, ascensori, pareti in lamiera, scaffalature industriali. Il metallo riflette e blocca il segnale in modo imprevedibile.
Lontano da forni a microonde: i forni a microonde operano a 2.45 GHz — esattamente nella banda Wi-Fi 2.4 GHz. Nelle cucine e mense, usa la banda 5 GHz.
Pensa in 3D: in edifici multipiano, gli AP al piano di sopra e sotto interferiscono. Sfasa i canali anche verticalmente, non solo orizzontalmente.
L’errore più costoso: progettare sulla planimetria 2D

Un piano di un edificio non è piatto: soffitti alti, soppalchi, aperture tra piani, scale, vetrate Low-E. Un AP al piano 2 con potenza alta può interferire con 3 AP al piano 1. Le pareti non hanno tutte la stessa attenuazione. Sempre considerare la terza dimensione e le proprietà reali dei materiali.

W4.5 Gestione delle Interferenze

L’interferenza è il nemico numero uno della performance Wi-Fi. Esistono tre tipi principali, ciascuno con contromisure diverse.

Co-Channel Interference (CCI)

Due o più AP sullo stesso canale. I dispositivi si “sentono” e applicano CSMA/CA: aspettano il loro turno, riducendo drasticamente il throughput per tutti.

Contromisura: pianificazione canali (1-6-11), potenza moderata per ridurre la sovrapposizione, RRM automatico.

Adjacent Channel Interference (ACI)

AP su canali vicini sovrapposti (es. canale 1 e canale 3 a 2.4 GHz). Peggiore della CCI: i dispositivi non possono coordinarsi perché sono su canali diversi.

Contromisura: usare SOLO canali non sovrapposti (1, 6, 11). Mai canali intermedi.

Non-Wi-Fi Interference

Sorgenti non Wi-Fi sulla stessa frequenza: forni a microonde (2.45 GHz), Bluetooth, baby monitor, telecamere wireless, radar (5 GHz — DFS).

Contromisura: identificare la sorgente con analizzatore di spettro, spostare su 5/6 GHz, allontanare fisicamente.

DFS: i canali radar nella banda 5 GHz

Alcuni canali a 5 GHz (52-64, 100-144 in Europa) sono condivisi con sistemi radar (aeroporti, meteo). Il meccanismo DFS (Dynamic Frequency Selection) obbliga l’AP a: 1) ascoltare per 60 secondi prima di trasmettere, 2) cambiare canale immediatamente se rileva un segnale radar. Questo può causare brevi disconnessioni per i client. In ambienti vicini ad aeroporti è meglio evitare i canali DFS.

W4.6 Strumenti per il Site Survey

StrumentoTipoCostoFunzionalità
Ekahau AI ProProfessionale€€€ (licenza annuale)Predictive + passive + active survey, heatmap, report automatici, AI optimization
NetSpotSemi-pro / consumer€ — €€Heatmap su planimetria, passive survey, versione free limitata
Acrylic Wi-FiAnalizzatoreGratuito / €Scanner canali, RSSI, interferenze, analisi spettro (con hardware)
WiFi AnalyzerApp mobileGratuitaScanner canali, RSSI in tempo reale, consiglio canale ottimale. Android.
inSSIDerAnalizzatore€Dettaglio reti, canali, sicurezza, timeline segnale. Windows/Mac.
Ekahau Sidekick 2Hardware€€€Adattatore USB tri-band + analizzatore di spettro per survey precisi.
Ubiquiti Design CenterPredictive (gratuito)GratuitoPredictive survey per prodotti UniFi, planimetria, heatmap base.
Per iniziare: WiFi Analyzer (gratuito)

Se sei uno studente o un tecnico alle prime armi, inizia con WiFi Analyzer su Android: mostra in tempo reale i canali occupati, l’RSSI di ogni rete e suggerisce il canale migliore. Non fa heatmap, ma è perfetto per capire la situazione radio di base. Per Windows: Acrylic Wi-Fi Home (gratuito) offre funzionalità simili.

Come leggere una heatmap

Una heatmap è la mappa colorata della copertura Wi-Fi sovrapposta alla planimetria. I colori indicano l’intensità del segnale:

Eccellente
−30/−50
Buono
−50/−65
Sufficiente
−65/−70
Debole
−70/−80
Critico
<−80

L’obiettivo è avere verde ovunque servono gli utenti (≤ −65 dBm per VoIP, ≤ −70 per web base). Le zone rosse indicano buchi di copertura dove servono AP aggiuntivi o riposizionamento.

W4.7 PoE — Alimentazione via Cavo di Rete

Nella maggior parte delle installazioni, gli AP sono montati a soffitto dove non c’è una presa elettrica. PoE (Power over Ethernet) risolve il problema: l’AP riceve sia dati che alimentazione attraverso lo stesso cavo Ethernet.

StandardNomePotenza maxCavo richiestoUso tipico
802.3afPoE15.4 W (12.95 al dispositivo)Cat 5e+AP base, telefoni VoIP, telecamere SD
802.3atPoE+30 W (25.5 al dispositivo)Cat 5e+AP Wi-Fi 5/6, telecamere PTZ, tablet a parete
802.3bt Type 3PoE++60 W (51 al dispositivo)Cat 5e+AP Wi-Fi 6E/7 multi-radio, display, thin client
802.3bt Type 4PoE++ (Hi-PoE)100 W (71 al dispositivo)Cat 5e+Laptop, display grandi, illuminazione LED
Attenzione: PoE e potenza dello switch

Uno switch PoE ha un budget di potenza totale (es. 370 W). Se hai 24 porte e ogni AP consuma 25 W, servono 600 W — più del budget! Lo switch deve essere dimensionato sommando il consumo reale di tutti i dispositivi PoE. Uno switch con budget insufficiente potrebbe non alimentare gli ultimi AP collegati. Verifica sempre il PoE budget prima di acquistare.

Distanza: la regola dei 100 m vale anche per PoE

La distanza massima per PoE è la stessa dell’Ethernet: 100 m dal switch all’AP. Oltre questa distanza la tensione cala troppo. Se l’AP è più lontano, servono: PoE extender (ripetono dati + alimentazione), o uno switch PoE intermedio, o fibra + media converter + alimentatore locale.

W4.8 Dimensionamento: Quanti AP Servono?

Questa è la domanda chiave. Non esiste una formula magica, ma ci sono regole pratiche e un processo sistematico.

Metodo di calcolo per capacità

1. Stima il numero massimo di dispositivi contemporanei per area.
2. Definisci la banda media per dispositivo (in base alle applicazioni).
3. Calcola il throughput totale necessario = dispositivi × banda/dispositivo.
4. Stima il throughput reale per AP (30-50% della velocità PHY max, diviso per i client).
5. N. AP = throughput totale / throughput per AP. Arrotonda per eccesso.

📝 Esempio: Aula magna con 200 posti

Dati: 200 persone, 1.5 dispositivi a persona = 300 device. Applicazione: web + video SD = 5 Mbps/device.

Throughput totale: 300 × 5 = 1.500 Mbps

Throughput reale per AP (Wi-Fi 6, 80 MHz, 4 stream): ~600 Mbps reali, ma condivisi tra i client. Con 25 client per AP: ~24 Mbps/client. Sufficiente per 5 Mbps richiesti.

N. AP per capacità: 300 device ÷ 25 device/AP = 12 AP

Verifica copertura: aula magna ~300 m². Un AP a soffitto copre ~50-80 m² indoor. 300 ÷ 60 ≈ 5 AP per copertura. Ma ne servono 12 per capacità → il vincolo è la capacità.

Configurazione: 12 AP a soffitto, potenza bassa (celle piccole), canali 5 GHz a 40 MHz (più canali disponibili), band steering verso 5 GHz.

Regole empiriche per ambiente

AmbienteDensità utentiAP ogni…Progetto per
Ufficio open-space1 persona/8-10 m²~150-200 m²Capacità
Aula scolastica25-30 per aula1-2 AP per aulaCapacità
Auditorium / Aula magna1 persona/1-2 m²~25-40 m²Capacità (alta densità)
Magazzino / FabbricaBassa~500-1000 m²Copertura
Corridoio / AtrioTransito~300-500 m²Copertura
Ospedale (reparto)Media~150-250 m²Copertura + roaming VoIP
Hotel (camere)1-2 per cameraOgni 4-8 camereCopertura + QoS

W4.9 Il Processo Completo di Progettazione

Raccolta requisiti: planimetria, n. utenti per area, applicazioni (VoIP? Video? IoT?), esigenze di sicurezza (SSID separati, VLAN), budget, infrastruttura esistente (switch PoE, cablaggio).
Sopralluogo fisico: materiali costruttivi (muri, vetri Low-E), fonti di interferenza (forni, radar), altezza soffitti, disponibilità punti rete e alimentazione.
Predictive survey: software di simulazione su planimetria. Definisci materiali, posiziona AP, verifica heatmap RSSI e SNR. Itera fino a raggiungere i requisiti.
Scelta hardware: modello AP (Wi-Fi 5/6/7, indoor/outdoor, MIMO), switch PoE con budget sufficiente, controller/cloud management, cablaggio.
Piano canali: assegna canali non sovrapposti a ciascun AP (1-6-11 a 2.4 GHz, pianificazione più ampia a 5/6 GHz). Se c’è un WLC, abilita DCA automatico.
Installazione: montaggio AP, cablaggio, configurazione SSID/VLAN/sicurezza, potenza iniziale.
Survey di validazione: passive/active survey post-installazione. Verifica heatmap, throughput reale, roaming. Correggi posizioni e parametri.
Documentazione: planimetria con posizione AP, piano canali, tabella IP, configurazione, password, contatti assistenza. Consegna al cliente.

W4.10 Checklist di Progettazione Wi-Fi

Planimetria in scala con indicazione dei materiali costruttivi
Numero utenti e dispositivi per zona (picco e media)
Applicazioni previste e requisiti di banda/latenza
Predictive survey con heatmap RSSI ≥ −67 dBm nelle aree utente
Sovrapposizione celle 15-20% (non di più, non di meno)
Piano canali senza interferenza adiacente (solo 1-6-11 a 2.4 GHz)
Dimensionamento per capacità: max 20-25 client per radio
Switch PoE con budget sufficiente per tutti gli AP
Max 3-4 SSID per AP (airtime beacon)
SSID separati per corp/guest/IoT con VLAN corrispondenti
WPA3-SAE o WPA2-Enterprise come sicurezza minima
Survey di validazione post-installazione

W4.11 Riepilogo del Modulo

Copertura vs Capacità
Progetta sempre per capacità. Max 20-25 client/radio. Il VoIP è il requisito più stringente (−67 dBm).
Site Survey
Predictive (software), passive (ascolto), active (misura reale). L’ideale: predictive + validazione on-site.
Posizionamento
Centro dell’area, 2.5-3 m, sovrapposizione 15-20%, canali non sovrapposti, lontano da metallo e microonde.
Interferenze & PoE
CCI, ACI, non-Wi-Fi. DFS sui canali radar. PoE: af/at/bt. Verifica il budget PoE dello switch.

🧪 Verifica di Autovalutazione

01 Qual è la differenza tra progettare per copertura e per capacità?
02 Perché il VoIP è l’applicazione più esigente per la rete Wi-Fi?
03 Cos’è un site survey e quali sono i 3 tipi?
04 Perché non si deve posizionare un AP sulla parete perimetrale?
05 Qual è la differenza tra interferenza co-canale e adiacente?
06 Cos’è il DFS e perché può causare disconnessioni?
07 Quanta potenza fornisce uno switch PoE+ (802.3at)?
08 Come calcoli quanti AP servono per un’aula con 100 studenti?
09 Cos’è una heatmap e come si interpreta?
10 Perché dopo l’installazione serve un survey di validazione?

Soluzioni

Domanda 01 — Copertura vs capacità
Copertura: garantire un segnale minimo ovunque. Pochi AP, potenza alta, celle grandi. Adatto a magazzini con pochi utenti. Capacità: servire molti utenti contemporaneamente con banda adeguata. Molti AP, potenza bassa, celle piccole, più canali riutilizzati. Adatto a uffici, aule, ambienti densi. Oggi si progetta quasi sempre per capacità perché il numero di dispositivi per persona cresce ogni anno.
Domanda 02 — VoIP
Il VoIP usa pochissima banda (100 kbps) ma è estremamente sensibile a latenza (< 50 ms), jitter (variazione della latenza) e packet loss. Un singolo pacchetto perso = audio mancante. Richiede RSSI ≥ −67 dBm, SNR ≥ 25 dB e roaming veloce (< 50 ms con 802.11r). Se progetti la rete per soddisfare il VoIP, tutte le altre applicazioni saranno automaticamente soddisfatte.
Domanda 03 — Site survey
Il site survey è l’analisi dell’ambiente per determinare numero, posizione e configurazione degli AP. 3 tipi: Predictive (software su planimetria, simulazione), Passive (camminare nell’edificio ascoltando i segnali esistenti), Active (AP temporanei, misura del throughput reale). L’approccio migliore: predictive per il progetto iniziale, passive/active per la validazione post-installazione.
Domanda 04 — AP sulla parete perimetrale
Un AP posizionato sulla parete esterna spreca circa metà della copertura fuori dall’edificio (o nel muro), servendo solo l’area interna con metà della potenza utile. Va posizionato al centro dell’area da servire in modo che la copertura circolare dell’antenna omnidirezionale copra uniformemente lo spazio utile.
Domanda 05 — CCI vs ACI
Co-Channel Interference (CCI): AP sullo stesso canale si “sentono” e applicano CSMA/CA — aspettano il turno, riducendo il throughput ma in modo coordinato. Adjacent Channel Interference (ACI): AP su canali vicini sovrapposti (es. 1 e 3 a 2.4 GHz) si disturbano senza potersi coordinare — il risultato è rumore puro che degrada le prestazioni. L’ACI è peggiore della CCI ed è il motivo per cui si usano solo i canali 1, 6, 11.
Domanda 06 — DFS
DFS (Dynamic Frequency Selection) è un meccanismo obbligatorio per alcuni canali a 5 GHz (52-64, 100-144) condivisi con radar. L’AP deve: ascoltare per 60 secondi prima di usare il canale, e abbandonare immediatamente il canale se rileva un segnale radar, migrando su un altro canale. Questo provoca disconnessioni temporanee (1-10 secondi) per i client su quel canale. In ambienti vicini ad aeroporti o basi militari è meglio evitare i canali DFS.
Domanda 07 — PoE+ potenza
PoE+ (802.3at) fornisce un massimo di 30 W alla porta dello switch, di cui circa 25.5 W arrivano al dispositivo (il resto si perde nel cavo). È sufficiente per la maggior parte degli AP Wi-Fi 5 e 6. Per AP Wi-Fi 6E/7 multi-radio potrebbe servire PoE++ (802.3bt) da 60 o 100 W.
Domanda 08 — AP per 100 studenti
100 studenti × 1.5 device = ~150 dispositivi. Regola: max 25 client per radio. 150 ÷ 25 = 6 AP per capacità. Verifica copertura: un’aula standard ~100-150 m², 1 AP copre ~50-80 m² → servono 2 AP per copertura. Il vincolo è la capacità: 6 AP. In pratica, con AP Wi-Fi 6 dual-band (2 radio ciascuno), 4 AP possono bastare se si usano entrambe le bande (2.4 + 5 GHz) e si fa band steering aggressivo.
Domanda 09 — Heatmap
Una heatmap è una mappa colorata sovrapposta alla planimetria che mostra l’intensità del segnale Wi-Fi punto per punto. I colori vanno dal verde scuro (segnale eccellente, −30/−50 dBm) al rosso (segnale critico, < −80 dBm). Si genera con software di site survey (Ekahau, NetSpot) durante un passive survey. Si usa per: identificare zone di copertura insufficiente, interferenza co-canale, zone con troppa sovrapposizione e validare il progetto dopo l'installazione.
Domanda 10 — Survey di validazione
Il predictive survey si basa su modelli e stime dei materiali e dell’ambiente. La realtà è sempre diversa: un muro dichiarato “cartongesso” potrebbe avere una lamiera interna, un vetro potrebbe essere Low-E (30 dB di attenuazione), un forno a microonde nella cucina potrebbe creare interferenza imprevista. Il survey di validazione misura la copertura reale dopo l’installazione e permette di correggere posizioni, canali e potenza prima di dichiarare il progetto concluso.
Hands on Stem — Corso di Reti Wireless — Prof. D. Bertolino