CASO DE ESTUDIO N.º 1 · 1ER MÓDULO

Propuesta de Diseño e Implementación de la Red Wi-Fi

Tecnológico de Innovación y Arte (TIA)

Profesor

Prof. Eduardo Delgado

Integrantes

Carlos Araúz · Gloria Pita · Milkia Rodríguez

Grupo

D-CS-5-1

EL ESCENARIO

El TIA renueva su campus. Su Wi-Fi anterior, con AP independientes, generaba interferencias y cobertura irregular.

Aulas y laboratoriosHasta 80 estudiantes por aula · exámenes en línea

Biblioteca y áreas comunesCobertura homogénea · zonas de silencio

Administración y direcciónMáxima seguridad · invitados en sala de juntas

2 500 dispositivos BYOD Red IoT separada

CONTEXTO

Requisitos del TIA

01Cobertura totalSeñal > −67 dBm en interiores y zonas exteriores.

02Alta capacidad2 500 dispositivos concurrentes, con picos en cambios de clase.

03Calidad de servicioVoIP, e-learning y exámenes sobre el tráfico recreativo.

04Seguridad robustaSSID segmentados, WPA3-Enterprise con AD y aislamiento de invitados.

05Gestión centralizadaUna sola interfaz para monitorear, actualizar y resolver fallas.

06EscalabilidadAgregar AP en el futuro sin reingeniería completa.

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LA PROPUESTA

Resumen de la solución

Red inalámbrica unificada Ubiquiti UniFi Wi-Fi 7, gestionada de forma centralizada desde un firewall Enterprise en alta disponibilidad.

24AP Wi-Fi 77 U7 Pro Max, 13 U7 Pro y 4 U7 Pro Outdoor

2EFG en HAFirewall, IDS/IPS y controlador UniFi

6VLANUna por departamento, con WPA3-Enterprise

3RacksData Center (MDF, Edif. C), IDF-A e IDF-B

10GBackboneFibra OM4, 2×10 Gbps por edificio

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1.1 · FASE 1 — PLANIFICACIÓN Y DISEÑO

Arquitectura centralizada

Por tratarse de un campus no es recomendable utilizar AP stand-alone: la gestión centralizada mantiene el control total de forma unificada y homologada, sin ajustes equipo por equipo.

REQ. 5Gestión única: 24 AP, switches y firewall en una sola consola.

REQ. 2Alta densidad: canales y potencia coordinados entre AP vecinos.

ROAMING802.11r/k/v: sin cortes al cambiar de aula.

REQ. 4Seguridad uniforme: mismos SSID, VLAN y RADIUS en todo el campus.

REQ. 6Escalabilidad: el EFG admite 500+ equipos UniFi y 5 000+ clientes.

2× EFG · UniFi NetworkControlador en alta disponibilidad

Edif. A

9 AP

Edif. B

7 AP

Edif. C

4 AP

Exterior

4 AP

El controlador solo gestiona (plano de control). El tráfico de usuarios sale por cada AP a su VLAN: no hay cuello de botella.

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1.2 · FASE 1 — PLANIFICACIÓN Y DISEÑO

Factores del estudio de sitio

NUESTRA RECOMENDACIÓN

Para este tipo de implementación siempre es recomendable hacer la visita de site survey y, con el mapa de calor, ajustar la ubicación de los equipos de acuerdo con la demanda.

Diseño por capacidad, no solo por cobertura.

Densidad de usuariosAulas de 80 estudiantes (≈160 dispositivos); picos en cafetería y sala de lectura.

MaterialesBloques y losas de concreto atenúan entre aulas; muros cortina de vidrio reflejan la señal.

InterferenciaMicroondas, Bluetooth, redes vecinas en 2.4 GHz y proyectores inalámbricos.

AplicacionesExámenes en línea y VoIP exigen baja latencia y roaming rápido.

InfraestructuraMáximo 100 m de cobre desde el rack, presupuesto PoE y altura de montaje.

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1.2 · LÁMINA A-01

Plano del campus

Edificio AAulas y laboratorios · 1 884 m²

Edificio BBiblioteca y áreas comunes · 1 427 m²

Edificio CAdministración · 848 m² · Data Center

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1.2 · FASE 1 — PLANIFICACIÓN Y DISEÑO

Plan de ubicación por edificio

Fabricante Ubiquiti: U7 Pro, U7 Pro Max y U7 Pro Outdoor, posicionados estratégicamente de acuerdo con la demanda del laboratorio.

EdificioZonaModeloCant.Criterio

AAulas 101 a 104U7 Pro Max41 AP por aula, en techo, celdas pequeñas

ALabs. Cómputo 1-2, RedesU7 Pro3PC cableadas; Wi-Fi para portátiles

AVestíbulo, Sala de profesoresU7 Pro2Núcleo y área docente

BSala de lectura (523 m²)U7 Pro Max2Cobertura homogénea en área abierta

BCafeteríaU7 Pro Max1Concentración en horas pico

BVestíbulo, salas colaborativas, zona de silencioU7 Pro41 AP cada 2 salas; baja potencia en silencio

CLobby, circulación, sala de juntasU7 Pro4Pocos usuarios; invitados en sala de juntas

ExteriorPlaza, galería, pasarelasU7 Pro Outdoor4En fachadas, orientados hacia la plaza

Total24≈105 dispositivos por AP para 2 500 concurrentes

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1.2 · LÁMINA A-02

Ubicación de los AP

TIA-APA-01 a 099

TIA-APB-01 a 077

TIA-APC-01 a 044

Exteriores (Outdoor)4

RacksData Center (MDF) · Edificio CRack Edificio A (IDF-A)Rack Edificio B (IDF-B)

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1.3 · FASE 1 — PLANIFICACIÓN Y DISEÑO

Estándar seleccionado: Wi-Fi 7

Los equipos Wi-Fi 7 ya no cuestan mucho más que los de tecnologías anteriores y son retrocompatibles. Con ellos la inversión del cliente tiene mayor vida útil y, cuando la ASEP libere la banda de 6 GHz, el TIA estará preparado.

802.11acWi-Fi 5Sin OFDMA ni BSS Coloring, necesarios para alta densidad.Descartado

802.11axWi-Fi 6 / 6EOFDMA, MU-MIMO, BSS Coloring y TWT para IoT.Mínimo aceptable

802.11beWi-Fi 7Todo lo de Wi-Fi 6E, más MLO (varias bandas a la vez) y canales más anchos. Compatible con clientes Wi-Fi 5 y 6.Seleccionado · Línea UniFi U7

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1.3 · FASE 1 — PLANIFICACIÓN Y DISEÑO

Bandas de frecuencia por área

Por temas de legislación, de momento solo se usarán 2.4 GHz y 5 GHz. La banda de 2.4 GHz tiene mejor cobertura porque su longitud de onda es mayor.

2.4 GHzλ ≈ 12.5 cm

5 GHzλ ≈ 6 cm

6 GHz · en espera de la ASEPλ ≈ 5 cm

Área2.45Motivo

Aulas y laboratorios (A)—●Canales 20/40 MHz para reutilizar frecuencias

Biblioteca y silencio (B)—●Baja potencia, mínima interferencia

Administración (C)—●Menos saturación, celdas controladas

Exteriores●●2.4 GHz da mayor alcance

Dispositivos IoT●—Máxima compatibilidad

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2.1 · FASE 2 — IMPLEMENTACIÓN

Mapeo de VLAN y SSID

AP y switches transportan las VLAN por troncales 802.1Q; el EFG enruta entre ellas con firewall por zonas (por defecto: denegar).

VLANRed / SSIDSubredSeguridadPolítica

10GestiónSin SSID10.10.10.0/24Solo personal de TIAdministración de AP, switches y EFG

20TIA-PersonalEstudiantes y docentes10.20.0.0/20WPA3-Enterprise (PEAP + AD)Internet y e-learning; sin acceso a 10 ni 30

30TIA-FinanzasEquipos corporativos10.30.0.0/24WPA3-Enterprise (EAP-TLS)Servidores de finanzas y expedientes

40TIA-InvitadosVisitantes10.40.0.0/22Portal cautivo + Client IsolationSolo internet, con límite por cliente

50TIA-IoTProyectores, pantallas, accesos10.50.0.0/24WPA2/WPA3-PersonalAislada; solo hacia su servidor de gestión

60TIA-INFRAServidores (cableada)10.60.0.0/24Sin SSIDAD, NPS (RADIUS), DNS y DHCP

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2.1 · FASE 2 — IMPLEMENTACIÓN

Dispositivos críticos y topología

Firewall Enterprise2× EFG en HA (Shadow Mode) para reducir downtime. IDS/IPS, firewall L7, rutas entre VLAN, DHCP y controlador.

SwitchingNúcleo ECS-Aggregation y switches Pro Max 48 PoE con 802.1Q, 802.1X y PoE++ para los AP.

RADIUS y AD2× Windows Server con NPS + AD DS en la VLAN 60 (TIA-INFRA), autenticación 802.1X redundante.

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2.1 · INVENTARIO DE EQUIPOS · UBIQUITI UNIFI

Inventario: seguridad y switching

EFG×2

Enterprise Fortress Gateway · MDF

IDS/IPS a 12.5 Gbps500+ equipos · 5 000+ clientes2×25G · 2×10G · 2×2.5GbEShadow Mode (VRRP) + 2 PSU

ECS-Aggregation×1

Enterprise Campus Aggregation · MDF

48× 25G SFP28 · 6× 100G1.8 Tbps sin bloqueoCapa 3 · MC-LAG2 PSU y 5 fans hot-swap

Pro Max 48 PoE×3

USW-Pro-Max-48-PoE · MDF, IDF-A, IDF-B

16× 2.5GbE + 32× 1GbE4× 10G SFP+ (uplink)720 W PoE, hasta PoE++Capa 3 · 802.1X · DSCP

Pro Max 48×2

USW-Pro-Max-48 · IDF-A (laboratorios)

16× 2.5GbE + 32× 1GbE4× 10G SFP+112 Gbps sin bloqueoCapa 3 · Etherlighting

Fuente: techspecs.ui.com

2.1 · INVENTARIO DE EQUIPOS · UBIQUITI UNIFI

Inventario: puntos de acceso

U7 Pro Max×7

Alta densidad · Edif. A y B

8 flujos · 500+ clientes160 m² · 2.5 GbE PoE+Análisis espectral

U7 Pro×13

Uso general · Edif. A, B y C

6 flujos · 300+ clientes140 m² · 2.5 GbE PoE+802.11r/k/v

U7 Pro Outdoor×4

Plaza, galería y pasarelas

6 flujos · 465 m²IPX6 / IP67Antena direccional

SERVIDORES2× Windows Server · NPS + AD DS

CABLEADOFibra OM4 12 hilos · UTP Cat 6A

Fuente: techspecs.ui.com

2.1 · TIA-PERSONAL · WPA3-ENTERPRISE

Flujo de autenticación del estudiante

EstudianteSolicitante

AP U7Autenticador

NPS · RADIUSVLAN 60 · UDP 1812

Directorio ActivoGrupo Estudiantes

1Elige TIA-Personal; el AP anuncia WPA3-Enterprise con PMF obligatorio.

2Asociación 802.11; el AP bloquea todo excepto EAPOL.

3El AP envía la identidad EAP en un RADIUS Access-Request al NPS.

4Túnel TLS (PEAP): el equipo valida el certificado de la CA institucional.

5Usuario y contraseña del AD viajan dentro del túnel; el NPS los valida.

6Access-Accept con la clave maestra y la VLAN 20 asignada.

74-way handshake: se derivan las claves y se cifra el tráfico.

8IP por DHCP en la VLAN 20; el EFG aplica firewall y QoS.

Servidor: RADIUS Microsoft NPS ×2 · TIA-Finanzas usa EAP-TLS

2.2 · FASE 2 — IMPLEMENTACIÓN

QoS de extremo a extremo: WMM y DSCP

Red cableadaMarca DSCP (DiffServ)

⇄

AP UniFi U7Traduce DSCP ↔ WMM (RFC 8325)

⇄

Aire (802.11e)WMM: 4 categorías de acceso

TráficoDSCPWMMTrato

Voz (Teams / Zoom)EF (46)AC_VOMáxima

Videollamadas de profesoresAF41 (34)AC_VIAlta

E-learning y exámenesAF21 (18)AC_BESobre navegación

Navegación generalCS0 (0)AC_BEMejor esfuerzo

YouTube, redes socialesCS1 (8)AC_BKCon límite

EN UNIFI WMM activo en todos los SSID. DPI y Traffic Rules en el EFG priorizan plataformas críticas y limitan lo recreativo. Los switches respetan las marcas DSCP.

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3.1 · FASE 3 — MANTENIMIENTO

Métricas de monitoreo

MétricaUmbral objetivoHerramienta

Utilización del canal< 50–60 %UniFi Network (Insights / RF)

Retransmisiones (retries)< 10 %UniFi Network

Señal (RSSI) / SNR> −67 dBm / > 25 dBUniFi Network, WiFiman

Interferencia no Wi-FiDetectar y eliminarEscaneo espectral del U7 Pro Max

Clientes por AP y experiencia> 90 %UniFi Network (WiFi Experience)

Latencia hacia e-learning< 50 msEFG + SNMP/Syslog a Zabbix o Grafana

Uplink y PoE de los AP2.5 Gbps, sin erroresSwitches UniFi (puerto y PoE)

Alertas automáticas (AP caído, saturación, AP no autorizados) y logs hacia un SIEM para auditoría.

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3.2 · FASE 3 — MANTENIMIENTO

Aula 101: lenta con buena señal

Buena señal no significa buen rendimiento: la causa suele ser congestión, interferencia, cableado o la WAN.

1Delimitar¿Un usuario o toda el aula? WiFiman al AP y a internet.

2ClienteBanda, MCS y si está en TIA-APA-07 o en un AP vecino.

3AP del aulaClientes, uso del canal, retries y co-canal con APA-06/08.

4Uplink2.5 Gbps, errores CRC y PoE del puerto en el IDF-A.

5PolíticasLímites, Traffic Rules o QoS mal aplicada.

6EntornoEscaneo espectral, DNS/DHCP y saturación de la WAN.

7CorregirCanal, ancho o potencia; band steering; o sumar un AP. Documentar.

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CONCLUSIÓN

Cumplimiento de los requisitos

✓Cobertura> −67 dBm con 24 AP Wi-Fi 7

✓Capacidad2 500 dispositivos concurrentes

✓QoSWMM y DSCP de extremo a extremo

✓Seguridad6 VLAN, WPA3-Enterprise con AD

✓GestiónCentralizada en el EFG, con HA

✓EscalabilidadCrece sin rediseño; lista para 6 GHz

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Propuesta de Diseño e Implementación de la Red Wi-Fi

Requisitos del TIA

Resumen de la solución

Planificación y diseño

Arquitectura centralizada

Factores del estudio de sitio

Plano del campus

Plan de ubicación por edificio

Ubicación de los AP

Mapa de calor por banda

Cobertura en vista 3D

Estándar seleccionado: Wi-Fi 7

Bandas de frecuencia por área

Implementación y configuración

Mapeo de VLAN y SSID

Dispositivos críticos y topología

Inventario: seguridad y switching

Inventario: puntos de acceso

Flujo de autenticación del estudiante

QoS de extremo a extremo: WMM y DSCP

Mantenimiento y solución de problemas

Métricas de monitoreo

Aula 101: lenta con buena señal

Cumplimiento de los requisitos

Gracias