Wi-Fi – problemy i praktyczne rozwiązania

Sieci bezprzewodowe Wi-Fi: co warto wiedzieć o ich podstawowych parametrach i jak można je mierzyć by optymalnie skonfigurować konwergentną strukturę integrująca dane, głos oraz wideo.

Sieci bezprzewodowe wykorzystywane są obecnie w celu wsparcia aplikacji krytycznych dla biznesu. Pojawienie się tabletów, smartfonów i innych urządzeń mobilnych, zwiększa wymagania względem firmowego Wi-Fi. W dawnych czasach bezprzewodowość służyła głównie do transmisji danych. Obecnie to struktura konwergentna - integrująca dane, głos, wideo.

Wsparcie głosu, wideo, aplikacji wymagających wysokiej wydajności, musi zostać oparte o niezawodną infrastrukturę bezprzewodową, odporną na interferencje, zawierającą planowanie kanałów, umożliwiającą przeprowadzenie procesu analizy widma. Warto też pamiętać, że większość tabletów i smartfonów posiada karty bezprzewodowe o niższej mocy niż te w komputerach przenośnych, więc słabe pokrycie zasięgiem i niska jakość sygnału będzie negatywnie wpływała na pracę tych urządzeń. Sieci bezprzewodowe są bardzo mocno uzależnione od fizycznych właściwości środowiska. Odpowiednia analiza wskazanych zjawisk, pozwoli przygotować konfigurację infrastruktury bezprzewodowej maksymalnie odpornej na zewnętrzne czynniki.

Zobacz również:

Czym jest SNR?

Siła sygnału (Signal Strength) w sieci bezprzewodowej to poziom mocy odbieranego sygnału bezprzewodowego przez klienta Wi-Fi. Wysoka siła sygnału oznacza wydajniejsze połączenie i wyższą prędkość połączenia. Siła sygnału jest reprezentowana w jednostce -dBm w zakresie od 0 do -100. Stanowi stosunek zmierzonej mocy w dB odniesionej do 1 mW. Im bliżej 0, tym sygnał jest mocniejszy. Przykładowo -35 dBm to mocniejszy sygnał niż -70 dBm. Ściany i inne przeszkody pomiędzy punktem dostępowym a urządzeniem klienta mogą degradować poziom sygnału. Bezprzewodowy sygnał może penetrować ściany i inne struktury, ale poziom sygnału będzie zależny od materiału wykorzystanego do budowy ścian. Metal, aluminium, szkło, beton skutecznie degradują poziom sygnału.

Wi-Fi – problemy i praktyczne rozwiązania

InSSIDer - analiza podstawowych parametrów Wi-Fi

Poziom zakłóceń-szumów (Noise Level) wskazuje poziom zakłóceń w danym środowisku. Jeżeli poziom zakłóceń jest zbyt wysoki, może wpływać na degradację wydajności całej sieci bezprzewodowej. Poziom szumów jest mierzony w jednostkach -dBm w zakresie od 0 do -100. Stanowi stosunek zmierzonego szumu w dB odniesionej do 1 mW. Im bliżej wartości 0, tym większy poziom szumów. Przykładowo -80 dBm oznacza niższe szumy niż wartość -30 dBm. Zakłócenia EMI (Electro-magnetic interference) pochodzące od innych urządzeń bezprzewodowych, moga generować znaczące zakłócenia RF, co degraduje bezprzewodową komunikację. W rzeczywistej transmisji, zasięg i jakość mogą być skutecznie degradowane przez przeszkody w postaci ścian, drzew i innych przeszkód. Dodatkowo woda w powietrzu może absorbować energię RF. Z kolei metalowe obiekty mogą odbijać fale radiowe, tworząc zjawisko wielościeżkowości (multipath).

Parametr SNR (Signal-to-Noise Ratio) jest stosunkiem mocy pomiędzy siłą sygnału a poziomem szumów. Wartość jest reprezentowana w jednostce +dBm. Poziom minimalny SNR to +25 dBm, który pozwala zachować optymalne warunki pracy klienta bezprzewodowego. Jak obliczyć SNR? Jeżeli poziom sygnału wynosi -45 dBm, natomiast poziom szumów -61 dBm, otrzymujemy poziom SNR o wartości 16 dBm.

Wi-Fi – problemy i praktyczne rozwiązania

Meraki WiFi Stumbler - narzędzie do analizy dostępnych sieci Wi-Fi

Wskazane parametry można zmierzyć z wykorzystaniem wielu szeroko dostępnych aplikacji kategorii Stumbler. Jedną z popularniejszych jest InSSIDer. Producentem aplikacji jest MetaGeek. InSSIDer pozwala wyszukać sieci Wi-Fi znajdujące się w zasięgu i zbiera informacje o każdej z nich. Jest także pomocny w rozwiązywaniu problemów w ramach sieci Wi-Fi. Dla każdej znalezionej sieci Wi-Fi InSSIDer pokazuje MAC adres punktu dostępowego, nazwę producenta urządzenia, wykorzystywany kanał radiowy, nazwę SSID, prędkość połączenia, SNR. Otrzymujemy także informacje o sile sygnału, a także zmienności sygnału w czasie.

Narzędzie może być skuteczne w rozwiązywaniu podstawowych problemów z Wi-Fi. Możemy odkryć, że sąsiadujące urządzenia pracują z tym samym kanałem radiowym i w rozwiązaniu problemów pomoże zmiana kanału. Łatwo także znaleźć martwe pola w zasięgu sieci bezprzewodowej. Przemieszczając się z włączoną aplikacja InSSIDer sprawdzamy poszczególne miejsca i dostępną siłę sygnału odpowiadająca każdemu z nich. Rozwiązaniem wielu problemów często może być zmiana rozmieszczenia punktów dostępowych. InSSIDer potrafi skanować częstotliwości 2,4GHz oraz 5GHz. Co ważne program może współpracować z GPS, powiązując zebrane dane z lokalizacją i możliwością eksportu do KML.

Istnieje znacząca grupa aplikacji mierzących podstawowe parametry WiFi. Inne ciekawe aplikacje dla Windows z tego zakresu to Acrylic WiFi, Cain & Abel, Homedale, LizardSystem Wi-Fi Scanner, WirelessNetView, Meraki WiFi Stumbler. Dla systemu Android warto wyróżnić Meraki WiFi Stumbler, WiFi Analyzer, WiFi Tracker, WLANController WiFi Scanner.

Interferencje - co jest przyczyną, jak przeciwdziałać?

Dla częstotliwości 2,4GHz istnieje kilka źródeł interferencji, m.in. kuchenki mikrofalowe, telefony bezprzewodowe, urządzenia Bluetooth, wreszcie największym źródłem są sąsiadujące sieci bezprzewodowe. Najbardziej wymagające są telefony bezprzewodowe 2,4GHz. Jeżeli taki telefon jest wykorzystywany w tym samym pomieszczeniu co sieć bezprzewodowa, należy oczekiwać niskiej wydajności bezprzewodowej sieci LAN podczas pracy telefonu. Kuchenki mikrofalowe pracujące blisko punktów dostępowych mogą powodować problemy z wydajnością sieci 802.11. Oczywiście kuchenka musi być włączona w tym samym czasie co transmisja w sieci bezprzewodowej, co nie jest bardzo częstą sytuacją, a dodatkowo raczej krótkotrwałą. Urządzenia Bluetooth mogą powodować degradację sygnału Wi-Fi, jeżeli pracują bardzo blisko urządzeń 802.11. Problem ujawnia się w szczególności, gdy stacja kliencka 802.11 ma niewielką moc i pracuje w okolicy urządzenia Bluetooth. Z pewnością sąsiadujące sieci bezprzewodowe są najczęstszą przyczyną interferencji szczególnie w przypadku, gdy niemożliwe jest skoordynowanie wykorzystywanych kanałów radiowych.

Interferencje RF mogą zostać sprawdzone z wykorzystaniem analizatora widma. Analizatory widma to przeważnie skomplikowane i drogie urządzenia. Przykładem taniego analizatora widma może być MetaGeek Wi-Spy, który stanowi bazujący na USB analizator widma, wskazujący amplitudę sygnału w zakresie częstotliwości 2,4GHz. Warto zauważyć, że coraz większa liczba urządzeń bezprzewodowych posiada zintegrowaną analizę widma – przykładem może być Ubiquiti AirView.

Najskuteczniejszą metodą walki z interferencjami jest wyłączenie źródeł interferencji. Gdy wiemy jakie są potencjalne źródła interferencji RF, możemy wyeliminować je poprzez wyłączenie lub przeniesienie zidentyfikowanych urządzeń interferujących. To jest najlepsza droga do wyeliminowania interferencji, ale nie zawsze praktyczna. Nie wyłączymy jednak wszystkich telefonów bezprzewodowych w ramach firmy, ale też nie zabronimy wykorzystywać kuchenki mikrofalowej w domu.

Wi-Fi – problemy i praktyczne rozwiązania

MetaGeek Wi-Fi - prosty analizator widma

Maksymalny zasięg sieci bezprzewodowej jest dobrym sposobem na redukcję interferencji RF. Jeżeli siła sygnału sieci bezprzewodowej jest niska, interferujące sygnały będą generowały więcej problemów. Jeżeli wdrażamy sieci 802.11, dostrojenie kanału częstotliwości może potencjalnie zmniejszyć liczbę interferencji. Jeżeli znajdziemy źródło interferencji pracujące na określonym kanale, konfiguracja punktu bezprzewodowego do wykorzystywania oddalonego kanału częstotliwości pozwoli uniknąć interferencji. Ostatecznym sposobem na interferencje jest wdrożenie urządzeń 5GHz. Większość potencjalnych źródeł interferencji RF wykorzystuje częstotliwość 2,4 GHz. Jeżeli nie znajdziemy innego sposobu na uniknięcie interferencji, warto rozważyć takie wdrożenie. Poza uniknięciem interferencji, otrzymamy także zdecydowanie więcej przepustowości. Problemem mogą stać się niewielkie zasoby kart sieciowych 5GHz. Problem interferencji zmienia się na przestrzeni lat. Nie mamy wpływu na to co robią przykładowo sąsiadujący użytkownicy sieci. Może to oznaczać, że interferencje RF mogą zwiększać swój zasięg lub maleć na przestrzeni czasu.


TOP 200