Що впливає на роботу бездротових мереж Wi-Fi? Джерела перешкод та їх можливі причини?

Що може призвести до переривчастої або нестабільної роботи бездротового підключення?

Як відомо, в бездротових мережах як середовище поширення сигналу використовуються радіохвилі (радіоефір), і робота пристроїв, і передача даних в мережі відбувається без використання кабельних з’єднань. У зв’язку з цим на роботу бездротових мереж впливає велика кількість різного роду перешкод.

 

Далі наведемо список розповсюджених причин, які можуть впливати на роботу бездротових мереж Wi-Fi.

1. Інші Wi-Fi-пристрої (точки доступу, бездротові камери та інші), що працюють в радіусі дії вашого пристрою і використовують той же частотний діапазон.

Справа в тому, що Wi-Fi-телефони можуть бути чутливими до навіть невеликих перешкод,  які створюються іншими пристроями, що працюють в тому ж частотному діапазоні.

В бездротових мережах використовуються два частотні діапазони – 2,4 і 5 ГГц. Бездротові мережі стандарту 802.11b/g працюють в діапазоні частоти 2.4 ГГц, мережі стандарту 802.11a – 5 ГГц, а мережі стандарту 802.11n можуть працювати як в діапазоні 2.4 ГГц, так і в діапазоні 5 Ггц.

Частотний діапазон та експлуатаційні обмеження, які використовуються в різних країнах можуть бути різні.

У смузі частот 2,4 ГГц для бездротових мереж доступні 11 або 13 каналів шириною 20 МГц (802.11b/g/n) або 40 МГц (IEE 802.11n) з інтервалами 5МГц між ними. Бездротовий пристрій, що використовує один з частотних каналів, створює значні перешкоди на сусідні канали. Наприклад, якщо точка доступу використовує канал 6, то вона створює сильні перешкоди на канали 5 і 7, а також, вже в меншому ступені, на канали 4 і 8.

Для усунення взаємних перешкод між каналами необхідно, щоб їх несні частоти перебували на відстані один від одної на 25 МГц (5 міжканальних інтервалів).

 

 

На малюнку показані спектри 11 каналів. Колірне кодування позначає групи непересічних каналів – [1,6,11], [2,7], [3,8], [4,9], [5,10]. Бездротові мережі, які розташовані в межах однієї зони покриття, рекомендується налаштовувати на непересічні канали, на котрих буде спостерігатися менше інтерференції* і колізій (конфліктів). Для протоколу 802.11n номера непересічних каналів – 1,6 і 11 (для ширини каналу 20 МГц), з шириною каналу 40 МГц – це канали 3 і 11.

*Інтерференція     – сигнал, що передається іншими випромінювачами (вони можуть бути чи не бути частиною вашої мережі Wi-Fi) на тому ж каналі (або близькому до нього), на якому працює ваша точка доступу.

Для визначення найбільш вільного каналу Wi-Fi можна скористатися спеціальною утилітою InSSIDer: “Як просканувати мережу Wi-Fi і визначити найбільш вільний канал?”

Якщо бездротовий адаптер, встановлений на комп’ютері/ ноутбуці/ планшетному ПК/ смартфоні, призначений тільки для роботи в США (наприклад, пристрої Apple), то на ньому можна використовувати тільки канали з 1 по 11. Тому, якщо встановити номер каналу 12 або 13 (а також якщо один з них був обраний алгоритмом автоматичного вибору каналу), бездротовий клієнт (iPad/iPhone) не побачить точку доступу. В цьому випадку необхідно вручну встановити номер каналу з діапазону з 1 по 11.

2. У деяких випадках на точці доступу рекомендується знизити потужність сигналу Wi-Fi до рівня 50 — 75%

• • Використання  занадто великої випромінюваної потужності сигналу Wi-Fi не завжди означає, що мережа буде працювати стабільно і швидко.

Якщо радіоефір, в якому працює ваша точка доступу, сильно завантажений (при огляді бездротових мереж ви бачите велику їх кількість і високу потужність їх сигналу), то може позначатися вплив внутрішньоканальних і міжканальних перешкод. Наявність таких перешкод впливає на продуктивність мережі, тому що різко збільшується рівень шуму, що призводить до низької стабільності зв’язку через постійну перевідправку пакетів. У цьому випадку рекомендуємо знизити потужність передавача в точці доступу.

Якщо ви не знайшли в точці доступу налаштування для зниження потужності передавача, то це можна зробити іншими способами: по можливості збільшити відстань між точкою доступу і адаптером; відкрутити антену на точці доступу (якщо така можливість передбачена в пристрої); при наявності з’ємних антен – використовувати антену з більш низьким коефіцієнтом посилення сигналу (наприклад, з коефіцієнтом посилення 2 дБ замість 5 дБ).

• • Потужність передавача точки доступу в роутері зазвичай вище в 2-3 рази, ніж на клієнтських мобільних пристроях (ноутбук/смартфон/планшет).

У зоні покриття мережі можуть бути такі місця, де клієнт буде чути точку доступу добре, а точка доступу клієнта – погано, або взагалі не чути (ситуація, коли сигнал на клієнтському пристрої є, а зв’язку немає). На каналі зв’язку виникає асиметрія від різних значень потужностей і чутливості приймачів.

Для забезпечення високого рівня сигналу повинно бути якомога більше симетричне з’єднання між клієнтським пристроєм і точкою доступу для того, щоб точка доступу і клієнт впевнено чули один одного.

Як це не здавалось дивним, але для усунення асиметрії і отримання більш стабільного зв’язку іноді слід знизити потужність передавача в точці доступу.

3. Bluetooth-пристрої, бездротові клавіатури і миші, що працюють в зоні покриття вашого Wi-Fi-пристроя.

Bluetooth-пристрої, бездротові клавіатури і миші працюють в частотному діапазоні 2,4 ГГц, а отже, можуть впливати на роботу точки доступу та інших Wi-Fi-пристроїв.

4. Великі відстані між Wi-Fi-пристроями.

Необхідно пам’ятати, що бездротові пристрої Wi-Fi мають обмежений радіус дії. Наприклад, домашній інтернет-центр з точкою доступу Wi-Fi стандарту 802.11b/g має радіус дії до 60м в приміщенні і до 400м поза приміщенням. У приміщенні дальність дії бездротової точки доступу може бути обмежена кількома десятками метрів – залежно від конфігурації кімнат, наявності капітальних стін та їх кількості, а також інших перешкод.

5. Перешкоди.

Різні перешкоди (стіни, стелі, меблі, металеві двері і т.д.), розташовані між Wi-Fi-пристроями, можуть частково або значно відображати/поглинати радіосигнал, що призводить до часткової або повної втрати сигналу.

У містах з багатоповерховою забудовою – основною перешкодою для радіосигналу є будівлі. Наявність капітальних стін (бетон + арматура), листового металу, штукатурки на стінах, сталевих каркасів і т.п. дуже впливає на якість сигналу та може значно погіршувати роботу Wi-Fi-пристроїв.

Всередині приміщення створювати перешкоди радіосигналу також можуть дзеркала і тоновані вікна. Навіть людське тіло послаблює сигнал приблизно на 3 дB.

Нижче наведена таблиця втрати ефективності сигналу Wi-Fi при проходженні через різні середовища. Дані наведені для мережі, що працює в частотному діапазоні 2,4 Ггц.

*Ефективна відстань – показує наскільки зменшиться радіус дії сигналу Wi-Fi після проходження відповідної перешкоди в порівнянні з відкритим простором.

Наприклад, якщо на відкритому просторі радіус дії сигналу Wi-Fi до 200м, то після проходження однієї міжкімнатних стіни він зменшиться до 200м * 15% = 30м. Після другої ще раз 30м * 15% = 4,5м. А після третьої – 4,5м * 15% = 0,67м. Таким чином, можна припустити, що через дві міжкімнатні стіни (товщиною не більше 15 см) мережа Wi-Fi буде працювати, а ось через три стіни швидше за все з’єднання встановити не вийде.

Поза приміщеннями впливати на якість сигналу, що передається може ландшафт місцевості (наприклад, дерева, ліси, пагорби).

Атмосферні перешкоди (дощ, гроза, снігопад) також можуть бути причиною зменшення продуктивності бездротової мережі (в разі, якщо радіосигнал передається поза приміщеннями).

6. Різна побутова техніка, яка працює в зоні покриття вашого Wi-Fi-пристрою.

Перерахуємо побутову техніку, яка може бути причиною погіршення якості зв’язку Wi-Fi:

• • Мікрохвильові СВЧ-печі. Ці прилади можуть послаблювати рівень сигналу Wi-Fi, тому що зазвичай вони також працюють в діапазоні 2,4ГГц.
  • Дитячі няньки. Ці прилади працюють в діапазоні 2,4 ГГц і дають наведення, в результаті чого також погіршується якість зв’язку Wi-Fi.
  • Монітори з ЕПТ, електромотори, бездротові динаміки, бездротові телефони та інші бездротові пристрої.
  • Зовнішні джерела електричної напруги, такі як лінії електропередач і силові підстанції, можуть бути джерелами перешкод.

7. Пристрої, що працюють за стандартом USB 3.0 можуть створювати перешкоди для мережі Wi-Fi в діапазоні 2,4 Ггц.

При тестуванні інтернет-центрів в нашій лабораторії ми не стикалися з такою ситуацією, коли підключений пристрій по USB 3.0 надавав би вплив на роботу бездротової мережі в діапазоні 2,4 ГГц, але виключати таких випадків ми не можемо.

Така проблема може бути викликана перешкодами, що виходять від піключених пристроїв або кабелів, роз’ємів, конекторів c інтерфейсом USB 3.0. Зокрема, може мати місце відсутність або недостатнє екранування кабелю чи коннектора підключеного пристрою, що може призвести до перешкод (інтерференції) на частотах в діапазоні 2,4 ГГц (на цій частоті працюють більшість бездротових пристроїв).

8. Інші потенційні джерела перешкод.

Крім вищевказаних причин, що впливають на роботу бездротових мереж Wi-Fi, потенційно можуть впливати і інші фактори, наприклад:

• • Бездротові     динаміки, що працюють на частоті 2,4     ГГц  або 5 Ггц;
  • Деякі     джерела електричної напруги (наприклад, електропроводка). Не треба ставити роутер з точкою доступу Wi-Fi у стіни, плінтуса або короба з електропроводкою, а також біля електричного щита;
  • Кабелі з недостатнім екрануванням, а також     коаксіальний кабель і роз’єми, які     використовуються з деякими типами супутникових тарілок;
  • Деякі зовнішні монітори і РК-екрани, що працюють на частоті 2,4 Ггц;
  • Бездротові камери, інші пристрої Wi-Fi, що знаходяться в радіусі дії вашої мережі Wi-Fi.