Dziesiątki kilometrów okablowania strukturalnego (okablowanie poziome i pionowe). Tak mniej więcej wygląda obecnie każda wybudowana oraz projektowania fabryka. Powodem są urządzenia IoT oraz M2M, które mają znacząca role w utrzymaniu produkcji.
Wymagania infrastruktury sieciowej
Prowadzenie kabli Ethernet w środowisku typu fabryka, czy też obiekt logistyczny, może stanowić nie lada wyzwanie. Fala tak zwanego Przemysłu 4.0, ogarniająca cały świat, wymaga szybszej i bardziej rozpowszechnionej łączności Ethernetowej. Dzięki okablowaniu strukturalnemu działy IT mogą bez problemu wdrożyć Przemysłowy Internet Rzeczy – IIoT (ang: Industrial Internet of Things). Obecnie w ramach IIoT zaliczamy:
zdalne monitorowanie,
śledzenie zasobów,
bezpieczeństwo pracowników,
produktywność,
a także bardziej oczywiste i częściej omawiane automatyzację i robotykę.
Sprostanie rosnącemu zapotrzebowaniu na większą ilość punktów końcowych podłączonych do sieci Ethernet oraz coraz większa przepustowość w wymagających środowiskach wymaga bardziej efektywnego podejścia, w szczególności w miejscach gdzie instalacja okablowania pionowego (sieć CORE) jest niemożliwa do wykonania lub nieopłacalna ekonomicznie.
A może tak siec CORE bez kabli?
Ale jak siec CORE bez kabli. Sieć CORE wymaga przeważnie dużej przepływności oraz wysokiej dostępności. Airvine WaveTunnel (WT) to rozwiązanie, które odpowiada na te wyzwania. Jest to rozwiązanie szkieletowe typu punkt-punkt, które działa bezprzewodowo w paśmie częstotliwości 60 GHz. Stosując dwa węzły, możemy zapewnić zasięg do 300 metrów i przepustowość do 2 Gb / s. Unikalny sygnał WaveTunnel może „omijać” przeszkody i być kierowany pod kątem 90 stopni za narożniki, upraszczając wdrożenie.
Stosując więcej niż 2 węzły, w topologii RING lub CHAIN możemy w przeciągu kilkudziesięciu minut wykreować siec CORE, do której bez problemu możemy podłączyć urządzania IIoT, kamery CCTV czy tez Access Pointy. (każdy węzeł jest wyposażony w wbudowany switch z budżetem mocy PoE 120W).
Problem
Rozwiązanie
Fabryki mogą mieć złożone rozplanowanie z różnymi fizycznymi przeszkodami, takimi jak maszyny, sprzęt, rurociągi i elementy konstrukcyjne, które mogą utrudniać instalację kabli Ethernet.
Pozbądź się kabli. Zamontowany pod sufitem, WT pozwala uniknąć wszystkich problemów związanych z rozmieszczeniem sprzętu i prowadzeniem przewodów na podłodze lub, co gorsza, pod podłogą.
Długość kabla Ethernet jest ograniczona w zależności od używanego standardu Ethernet (np. miedzianego lub światłowodowego), co wymaga użycia dodatkowego sprzętu sieciowego, takiego jak przełączniki
Jeśli potrzebne są większe odległości, WT można wdrożyć w układzie punkt-punkt-punkt, uzyskując zasięg 200 metrów. Po dodaniu czwartego węzła można uzyskać zasięg 300/400 m i tak dalej – bez degradacji sygnału.
Instalacja kabli Ethernet w sposób zapewniający przyszłą elastyczność i skalowalność może być trudna, ponieważ wymaga starannego planowania, zarządzania kablami i dokumentacji w celu zapewnienia łatwości konserwacji i przyszłych modyfikacji.
Zachowaj prostotę. Sieć WT jest bezprzewodowa, dzięki czemu łatwo jest przenieść węzeł WT w miarę zmian konfiguracji w fabryce lub zwiększyć powierzchnię podłogi, po prostu przenosząc, montując i podłączając ponownie węzeł.
W środowiskach przemysłowych konserwacja i rozwiązywanie problemów z kablami Ethernet wymaga specjalistycznych narzędzi i wiedzy, aby zminimalizować zakłócenia w procesach produkcyjnych spowodowane takimi problemami, jak pęknięcia kabli, awarie złączy lub zakłócenia sygnału.
Wdróż sieć bezprzewodową. Nie ma przerw w kablach do zidentyfikowania ani przełączników do chłodzenia, a sieć WT może być zaprojektowana tak, aby zapewnić dostępność na poziomie 99,99%.
Podsumowanie
Obecnie szybka i niezawodna łączność ma kluczowe znaczenie dla rozwoju fabryk. Natomiast tradycyjne podejście przewodowe wiąże się z wyzwaniami opisanymi wcześniej. Podczas gdy okablowanie Ethernet pozostanie składnikiem sieci dla fabryk, włączenie węzłów WaveTunnel oferuje większą elastyczność i szybsze aktualizacje.
W tym artykule przedstawię czym jest DFS, czyli dynamiczny wybór częstotliwości WiFi. Przedstawię czemu w jakim paśmie występuje, na których kanałach operuje oraz jak dokładnie działa.
Wstęp
W zakresie ogólnodostępnych częstotliwości 5GHz działa nie tylko komunikacja WiFi 802.11, ale również wiele innych technologii. Mogłoby się wydawać, że skoro jest to częstotliwość ogólnodostępna, to każdy ma „równoprawny” dostęp do medium. Ale są zastosowania, które dla tego pasma mają wyższy priorytet od innych. Nazywamy ich operatorami dominującymi. Jeśli pojawi się jeden z nich, pozostali użytkownicy częstotliwości nie mogą kontynuować komunikacji.
Dynamiczny wybór częstotliwości DFS (ang. Dynamic Frequency Selection) umożliwia działanie WiFi w częstotliwościach z restrykcjami, wspólnie z istniejącymi operatorami dominującymi takimi jak: radar meteorologiczny, radary wojskowe oraz inne systemy nieradarowe.
W jednym z wcześniejszych postów „Jak przeprowadzić analizę przyczyn problemów z Wi-Fi?” przedstawiłem wycinek alokacji częstotliwości radiowych w przedziale 300MHz-3GHz oraz 3GHz-30GHz. Z ogromnego zakresu tylko wąskie przedziały pozostały dostępne ogólnie i wcale nie są one do pełnej dyspozycji dla komunikacji WiFi.
Za przypisanie zastosowania do danego zakresu odpowiadają regionalne agencje regulacyjne. W zależności od regionu świata odpowiada konkretna Główne agencja regulacyjna:
Federalna Komisja Łączności (FCC) – USA
ISED – Kanada
Ofcom – Wielka Brytania
ETSI – Unia Europejska
ACMA – Australia
Poniżej przedstawiłem częstotliwości wykorzystywane przez WiFi w ramach pasma 5GHz. Zakres zaznaczony na niebiesko to spektrum WiFi, które wymaga aktywnego działania systemu DFS. Chcąc korzystać z częstotliwości wolnych od DFS pozostaje nam zaledwie 1/3 dostępnych kanałów. Planując sieć o dużej gęstości AP lub wymagającej dużej pojemności prawdopodobnie będzie koniecznym skorzystanie z kanałów DFS. Nie jest to problemem, o ile będziemy świadomi, co to dla nas oznacza.
Powody zwolnienia kanału DFS
Przestrzeganie zasad działania na kanałach WiFi DFS ma ogromne znaczenie dla dominujących operatorów danego zakresu widma. Mowa o wojsku, radarach, komunikacji satelitarnej, ale nie tylko. Na kanałach 120-128 działają lotniskowe radary dopplerowskie (TDWR – Terminal Doppler Weather Radar). Punkty dostępowe nasłuchują operatorów dominujących i muszą natychmiast opuścić kanał, jeśli jest zajęty.
Radary TDWR wykrywają lokalne uskoki wiatru. Jest to kluczowa funkcja na lotniskach mająca ogromne znaczenia dla bezpieczeństwa samolotów podczas lądowania. Przy zbyt dużym wiatrze bocznym samolot może mieć trudności z lądowanie, jak na obrazku poniżej.
W ramach protokołu WiFi zostały wprowadzone dwa rozszerzenia 802.11d-2001 oraz 802.11h-2003. Ich zadaniem jest rozgłaszanie i obsługa domen regulacyjnych oraz standaryzują niektóre zasady i zachowania umożliwiając AP działanie w pasmach DFS. Domeny regulacyjne mogą być zaszyte na sztywno lub mogą być konfigurowalne przez administratora. W obu przypadkach zalecam zachowanie ostrożności, dokładne sprawdzenie parametrów i odpowiednie skonfigurowanie sieci.
Działanie na kanałach DFS
CAC – sprawdzenie dostępności kanału
Pierwszym krokiem, jaki wykonuje AP chcą działać na kanale DFS jest kontrola dostępności kanału (CAC – Channel Availability Check). Punkt dostępowy musi wpierw potwierdzić, że nie ma na nim żadnych operatorów dominujących. Czas nasłuchiwania wynosi 60 sekund. AP rozpoczyna korzystanie z kanału, jeśli w danymczasie nie wykrył żadnego operatora dominującego. W przypadku regulacji w EU, dla kanałów 120-128 cisza musi trwać przez minimum 10 minut. Za monitorowanie i wykrywanie DFS odpowiedzialny jest AP, natomiast urządzenia klienckie postępują zgodnie z instrukcjami AP.
ISM – stałe monitorowanie
Jeśli AP już pracuje na kanale WiFi z DFS, musi stale monitorować w trakcje dwojej pracy (ISM In-Service Monitoring) wykorzystywany kanał DFS pod kątem działania operatorów dominujących. Jeśli AP wykryje zdarzenie DFS, musi zaprzestać pracy na danym kanale. Może to zrobić natychmiast, porzucając swoich klientów. Lub może zmienić kanał z gracją, używając komunikatów o zmianie kanału, przygotowując klientów.
CSA – ogłoszenie o zmianie kanału
Ogłoszenie o przełączeniu kanału (CSA – Channel Switch Announcement) może być wysłane jako Action Frame lub Beacon IE (IE – Information Element).
CSA w formie Action Frame ma bardzo prostą postać, zawiera trzy informacje: Channel Switch Mode, New Channel Number oraz Channel Switch Count. Parametry CSM i CSC mają wartośc 0, natomiast NCN wskazuje numer kanału na który AP się przełączy.
Sposób reakcji klientów na informację o zmianie kanału może być wielooraki i zależy od kodu zaszytego w sterowniku. Niektóre urządzenia mogą przełączyć się natychmiastowo do innego AP, o którym wiedzą, że jest w zasięgu. W ten sposób kompletnie omijając problem zmiany kanału. Są urządzenia, które mając na uwadze dotychczasową jakość obsługi, będą podążać za AP. Niestety są też urządzenia, które nie mają zaszytej żadnej logiki, nie wykonają żadnej akcji i po utracie zasięgu wdrożą procedurę Panic Roaming.
Beacon IE jest rozszerzoną formą CSA. Poniższy przykład takiego CSA ma ustawiony Channel Switch Count na 10. Wartość jest zmniejszana o 1 przy każdym następnym wysłanym komunikacie. Zmiana kanału nastąpi, gdy wartość będzie wynosić 0. Zwykle CSC=10 oznacza zmianę kanału za 1 sekundę, aczkolwiek zależy to od skonfigurowanej częstotliwości rozgłaszania beacon’ów. Typowo kolejny broadcast jest wysyłany co ok 100ms.
Parametr Channel Switch Mode definiuje akceptowalne zachowanie klientów do momentu zmiany kanału. CSM o wartości 0 pozwala klientom na dalszą transmisję danych do AP, dopóki kanał nie zostanie zmieniony. Wartość 1 nakazuje klientom natychmiastowe zaprzestanie jakiejkolwiek komunikacji na kanale.
W ramach rozszerzonej wersji CSA możliwe jest zawarcie również klasy działania (OP – Operating Class). Jest to dodatkowo informacja dla urządzeń precyzująca pasmo oraz szerokość kanału. Na poniższym przykładzie przedstawiony jest komunikat wskazujący na klasę 3, w szczególności kanał 116 o szerokości 20MHz
NOP – powrót na kanał DFS
Praca AP na jednym z kanałów DFS może być spowodowana dużą gęstością AP i poszukiwaniem wolnego kanału. Dlatego też, po ucieczce AP z częstotliwości DFS może on „chcieć” powrócić na pierwotny kanał. Zanim to się stanie, AP musi odczekać okres braku zajętości (NOP – Non-Occupancy Period), który wynosi 30 minut. Po tym czasie AP musi wpierw sprawdzić CAC zanim zdecyduje się na powrót na pierwotny kanał.
DFS Operation Flow
Praca AP na kanałach DFS związana jest z przestrzeganiem następującego cyklu. Każdy AP kontroluje dostępność kanału i stale monitoruje zdarzenia w trakcie pracy. W przypadku wykrycie kolizji DFS musi ogłosić i wykonać zmianę kanału. A po odczekaniu okresu braku zajętości może próbować wrócić na pierwotny kanał sprawdzając wpierw jego dostępność.
Teoria a rzeczywistość
Wszystko wygląda ładnie na papierze. A jak jest w rzeczywistości? Co robią AP po zmianie kanału? Ta część nie jest ustandaryzowana. Docelowy kanał może być ustalony przez kontroler w ramach RRM (ang. Radio Resource Management) lub może być zdefiniowana lista statyczna. Sposób wyboru kanału może zależeć od producenta, modelu AP lub nawet od wersji oprogramowania.
Po ucieczce z kanału DFS dany AP może zachować się na wiele sposobów. Może pozostać na stałe na innym kanale, a przynajmniej do pojawienia się powodu ponownej zmiany. AP może próbować powrócić do poprzedniego kanału DFS, co zgodnie z protokołem przed rozpoczęciem nadawania musi wykonać CAC, co jest związane z przerwą w działaniu (1 minuta lub 10 minut). Może przejść na inny kanał DFS – rozpoczęcie pracy na kanale DFS wymaga wykonania CAC, czyli również AP zamilknie na pewien czas. W najgorszym przypadku AP utknie w pętli wracania do kanału DFS co 30 minut i natychmiastowego przełączenia na inny kanał niż DFS ze względu na wystąpienie zdarzenia DFS. W najgorszym przypadku, będzie dostępny tylko przez 2/3 czasu pracy.
Na stronie www.thedfsproject.com znajduje się dokumentacja open-source opisująca zachowanie poszczególnych AP WiFi w przypadku wystąpienia zdarzenia DFS.
Problemy z DFS
Wymuszona poniekąd obsługa DFS ze względu na brak regulacji i standaryzacji całego procesu, zarówno dla AP jak i dla klientów, wprowadza dużą niepewność związaną z ciągłością komunikacji. Nigdy nie możemy założyć, że w naszej okolicy nigdy nie będzie operatorów dominujących. Nie wiemy, na których kanałach będą operować. Może się zdarzyć, iż pojawią się tylko na pewien czas i później więcej się nie pojawią. Ciężko również przewidzieć, jak zachowa się nasza infrastruktura, w szczególności nasze AP’ki.
Niestety zdarzają się fałszywe pozytywne rozpoznania DFS. Niektóre radia mogą być nadwrażliwe (często ze względu na przedłużający się proces certyfikacji). Czasami transmisja klientów jest rozpoznawana jak sygnał radaru.
Kolejnym problemem jest sposób działania urządzeń końcowych, w szczególności przy wolniejszym wykrywaniu AP oraz działaniem roamingu. Punkty dostępowe mogą być wykrywane tylko poprzez pasywne skanowanie wszystkich kanałów (ok 100ms na kanał), co przy konieczności sprawdzenia wszystkich kanałów generuje już spory okres czasu. Szczególnie że w tym czasie urządzenie końcowe nie przesyła i nie odbiera żadnych danych. Również samo przełączanie kanałów i związany z tym okres ciszy są niezwykle uciążliwe. Ma to największy wpływ na działanie komunikacji VoIP, ale również dla dowolnych aplikacji działających w czasie rzeczywistym.
Uwagi projektowe
Zanim zastosujesz u siebie kanały DFS zalecam dokładnie sprawdzić planowaną architekturę i lokalne środowisko. Należy stosować tylko takie AP, które zostały zatwierdzone przez lokalną lub regionalną agencję. Niezależnie od certyfikacji musisz zrozumieć i oczywiście przestrzegać zasady współdzielenia widma, w tym zasady DFS. Jeśli zgodnie z planem masz wykorzystywać kanały DFS, wpierw przetestuj dokładnie każdy z nich lub poproś kogoś, aby to dla Ciebie zrobił. W planowaniu ważne jest zrozumienie, w jaki sposób punkty dostępowe WiFi będą obsługiwać zdarzenia DFS oraz jakie są różnice w wykrywaniu punktów dostępowych na kanałach DFS oraz jaki to ma wpływ na roaming klientów.
W rzeczywistości nie widzimy, jak działa Wi-Fi, co może być dla nas pewnego rodzaju mistyfikacją. W tym artykule wyjaśnię podstawy słabej wydajności Wi-Fi. Powiem, jak wygląda poprawna analiza Wi-Fi, jakie są źródła problemów oraz jak je rozwiązywać.
Działa czy nie działa?
Dla użytkowników działanie sieci Wi-Fi sprowadza się do prostego określenia czy dana nazwa sieci jest widoczna, jak szybko otwierają się strony albo czy można oglądać filmy. Administrator ma szerszą wiedzę — dodatkowo wie, jak jest ona skonfigurowana. Ale w rzeczywistości, bez dodatkowych narzędzi, nawet on nie widzi, jak działa Wi-Fi.
W przypadku pojawienia się problemu zwykle zaczyna się od otrzymania skargi typu: „Nie mogę się połączyć” lub „Wi-Fi działa bardzo wolno”. Jednak niezależnie od tego, co użytkownik opisze w zgłoszeniu o swoich spostrzeżeniach, źródło problemu może pochodzić tylko z jednego lub wielu z poniższych obszarów.
Algorytm analizy przyczyn problemów z sieciami Wi-Fi
Urządzenia klienckie i roaming
Obecnie każde urządzenie końcowe, niezależnie czy jest to laptop, tablet, smartfon czy urządzenie typu IoT, łączy się z siecią bezprzewodową Wi-Fi. Do tego wykorzystywane są dedykowane moduły, które nazywamy adapterami lub kartami sieciowymi Wi-Fi. Najważniejszą częścią każdego adaptera jest radio, które przesyła i odbiera fale elektromagnetyczne w powietrzu.
Działanie adapterów kontrolowane jest przez wbudowane oprogramowanie — sterowniki. Zapewnia ono interakcję adaptera z resztą urządzenia, w tym z jego systemem operacyjnym (np: Windows, macOS, Android, iOS).
Adapter i sterownik współpracują ze sobą i działając zgodnie z protokołem 802.11 łączą się z punktami dostępowymi, podłączając do wskazanej nazwy sieci Wi-Fi.
Urządzenie może przemieszczać się w przestrzeni, łącząc się z kolejnymi punktami dostępowymi. Płynne przechodzenie z jednego punktu dostępowego na drugi nazywamy roaming’iem. Proces ten odbywa się w całości poza systemem operacyjnym i w pełni za roaming odpowiada adapter (radio) wraz ze sterownikiem.
Można się domyśleć, że istnieją takie kombinacje adapter/sterownik, które dobrze współpracują, jak również takie, które działają słabo. Na przykład, gdy urządzenie klienckie odmawia roamingu do pobliskiego punktu dostępowego, gdzie czeka silniejszy sygnał i szybsze działanie Wi-Fi. Oznacza to problem z adapterem/sterownikiem lub problem z roamingiem urządzenia klienckiego, a nie z samą siecią Wi-Fi.
Rozwiązanie problemów z roamingiem
Powyższe zachowanie określamy mianem „lepkich klientów”. Problem ten jest trudny do wykrycia, chyba że na kliencie zainstalowana jest aplikacja Mobile Eye, która stale porównuje siłę sygnału podłączonych urządzeń z siłą sygnału odbieraną z sąsiednich punktów dostępowych.
Aby rozwiązać ten problem można na przykład:
ręcznie rozłączyć się i ponownie podłączyć z siecią Wi-Fi – prawie zawsze adapter wybierze najbliższy punkt dostępowy (patrząc po mocy sygnału),
zmodyfikować ustawienia karty sieciowej urządzenia poprzez zwiększenie parametry Agresywności Roamingu w Menadżerze Urządzeń.
Problemy i zakłócenia radiowe
Sieci Wi-Fi wysyłają i odbierają fale radiowe w nielicencjonowanych pasmach częstotliwości radiowych (RF). Są one bezpłatne dla wszystkich i są do użytku publicznego. Przykładem licencjonowanego pasma jest radio FM, w ramach którego potrzebne jest specjalne pozwolenie na nadawanie. Natomiast nielicencjonowane pasma częstotliwości, takie jak 2,4 GHz i 5 GHz, są współdzielone przez wszystkich.
Komunikacja radiowa często porównywana jest do dróg i autostrad. Pojazdy powinny trzymać się konkretnego pasa ruchu. Nie powinniśmy jeździć poboczem lub środkiem pasa, bo możemy dostać mandat. Podobnie jest w sieciach bezprzewodowych. Urządzenia powinny przesyłać i odbierać sygnały Wi-Fi tylko w udostępnionych pasmach częstotliwości.
Na poniższym obrazku przedstawiłem wycinki częstotliwości radiowych, w których znajdują się między innymi sieci Wi-Fi 2,4GHz i 5GHz. Dokładna analiza zakłóceń sieci Wi-Fi możliwa jest przy pomocy obrazu widma lub inaczej spektrum fal radiowych.
Alokacja częstotliwości radiowych w przedziale 300MHz-3GHz oraz 3GHz-30GHz
Ponieważ częstotliwości 2,4 GHz i 5 GHz są nielicencjonowane i dostępne dla każdego, działa na nich wiele urządzeń. Niestety, nie są to tylko urządzenia Wi-Fi i mogą one zakłócać transmisje Wi-Fi. Takie urządzenia nazywamy „hałaśliwymi sąsiadami”. Cały ten hałas w powietrzu utrudnia urządzeniu Wi-Fi przesyłanie i odbieranie sygnałów do punktów dostępowych. To tak, jakbyś usiadł w barze sportowym i próbował usłyszeć swojego przyjaciela pomiędzy innymi rozmawiającymi, śmiejącymi się, dopingującymi i krzyczącymi.
Możliwe, że musisz powtarzać się, ponieważ twój przyjaciel nie słyszał tego, co powiedziałeś, nazywa się to ponowną próbą Wi-Fi lub retransmisją (AP Retries oraz Client Retries). Powtórne wysyłanie wiadomości czasami jest konieczne z innych powodów niż zakłócenia. Ale gdy w sieci jest ich zbyt wiele, właściwie jednoznacznie wskazuje to na zakłócenia.
Inną taktyką przekazywania wiadomości jest mówienie wolniej i ostrożniej. Podobnie jak w przypadku redukcji biegów w samochodzie, aby podjechać pod strome wzgórze. Czasami aby przezwyciężyć zakłócenia zmniejszana jest szybkość transmisji danych Wi-Fi (datarate). W ten sposób stworzając bardziej stabilne i solidniejsze połączenia. W sieciach Wi-Fi szybsze prędkości transmisji danych są bardzo wrażliwe na zakłócenia radiowe.
Rozwiązywanie problemów z zakłóceniami radiowymi
Zwykła analiza sieci Wi-Fi i narzędzia administracyjne nie wystarczą do wykrycia tego typu problemów. W tym celu konieczne jest zastosowanie dodatkowych narzędzi. Platforma 7Signal potrafi zidentyfikować problemy w przypadkach, gdy urządzenia mają silny sygnał, ale niską szybkość transmisji danych i małą przepustowość.
Aby rozwiązać takie problemy należy:
usunąć zakłócenia, czyli powiedzieć „hałaśliwym sąsiadom”, aby nie hałasowali — co dość często jest niemożliwe do osiągnięcia,
unikać zakłóceń, czyli znaleźć bardziej ciche miejsce.
Pasmo 2,4 GHz przypomina bardzo mały, zatłoczony bar sportowy w sobotni wieczór. Jest tam wiele urządzeń i jest bardzo głośno. Szybka i skuteczna komunikacja jest trudna. Ale nie tylko jest głośno na 2,4GHz, ale jest też bardzo ciasno! W paśmie są tylko 3 nienakładające się kanały, które mogą być używane do szybkiej i skutecznej komunikacji: kanały 1, 6 i 11.
Pasmo 5 GHz jest jak duże, przestronne restauracje we wtorkowy wieczór. Jest mniej ludzi (urządzeń) i mają dużo miejsca do rozłożenia się. W paśmie znajduje się ponad 20 nienakładających się na siebie kanałów, co oznacza przyjemny, cichy stolik dla ciebie i twojej randki, aby komunikować się wyraźnie i skutecznie.
Interferencje Wi-Fi
Zakłócenia Wi-Fi pochodzą od innych urządzeń Wi-Fi i występują w dwóch odmianach: zakłócenia współkanałowe (lub na tym samym kanale) i zakłócenia sąsiedniokanałowe. Pomyśl o zakłóceniach sąsiedniego kanału jako o innej parze prowadzącej rozmowę stolik obok Twojego. Zakłócenia współkanałowe to gdy dwie pary prowadzące dwie rozmowy przy tym samym stoliku.
W obu sytuacjach może się zdarzyć, że będziesz mówić coraz głośniej, aby Twoja wiadomość została usłyszana. Może to prowadzić do tego, że również Twoi hałaśliwi sąsiedzi zwiększają swój głos, próbując osiągnąć ten sam cel co Ty. Takie działania szybko stają się bardzo rozpraszającym i frustrującym doświadczeniem. W ten sposób stajecie się „hałaśliwymi sąsiadami”.
Rozwiązywanie problemów z zakłóceniami
Algorytmy radzenia sobie z zakłóceniami są zaprogramowane w sterownikach danego adaptera. Przy niewielkich zakłóceniach użytkownik nawet nie zauważy problemu. Platforma 7Signal wykrywa rozmowy „współkanałowe” i „sąsiedniokanałowe” oraz raportuje, jak bardzo są one uciążliwe dla Twoich rozmów.
Jak można zaradzić takim problemom? Są dwa proste sposoby:
można powiedzieć sąsiadom aby przestali rozmawiać, czyli należy wyłączyć urządzenia zakłócające – co czasami jest niewykonalne
można wstać i przenieść się w spokojne miejsce – realizowalne w wdóch wariantach,
Po pierwsze, można pozostać w tej samej restauracji, ale przejść do cichszego stolika. W przypadku Wi-Fi oznacza to pozostanie w tym samym paśmie 2,4GHz, zmieniając tylko kanał na przykład z pierwszego na kanał szósty. Drugi warinat to opuszczenie restauracji w celu udania się do przyjemnego, cichego i mniej gwarnego miejsca. W świecie Wi-Fi może to oznaczać przełączenie się na przykład na kanał 64 w paśmie 5 GHz.
Zakłócenia zewnętrzne
Urządzenia Bluetooth, systemy sterowania budynkiem Zigbee i kuchenki mikrofalowe, kamery bezprzewodowe. Wszystkie te urządzenia, to urządzenia inne niż Wi-Fi. Przesyłają one swoje fale radiowe w paśmie 2,4 GHz, co może zakłócać działanie sieci Wi-Fi. Z punktu widzenia naszych sieci, zużywają one cenny czas antenowy i „zagłuszają” nasze sygnały Wi-Fi. W wyniku czego nasze urządzenia i punkty dostępowe nie słyszą się nawzajem. Dodatkowo takie urządzenia nie stosują standardu 802.11 – są hałaśliwe, głośne i nie trzymają się swojego pasa ruchu podczas jazdy autostradą.
Rozwiązywanie problemów z zakłóceniami zewnętrznymi
Podobnie jak w przypadku zakłóceń spowodowanych innymi sieciami Wi-Fi, również w tym przypadku masz tylko dwie możliwości. Pierwszą jest znalezienie źródła i jego usunięcie, a jeśli nie można go usunąć, należy dążyć do unikania jego, na przykład zmieniając kanał lub pasmo.
Przepełnienie punktów dostępowych
W tym miejscu muszę zwrócić uwagę, iż dopóki technologia urządzeń nie dogoni technologii punktów dostępowych, klienci będą nadal wchodzić w interakcje z punktami dostępowymi pojedynczo. Ponadto radio punktu dostępowego może znajdować się tylko na jednym kanale częstotliwości w danym czasie.
Mając powyższe na uwadze, pomyśl o kanale jak o konkretnym pasie ruchu na autostradzie. Jeśli przed tobą jadą powolne samochody, nie będziesz mógł jechać szybko. Musisz poczekać, aż zjadą z autostrady (lub Twojego pasa). Ponadto, gdy jest zbyt mało pasów, aby obsłużyć wszystkie samochody, wszyscy zwalniają tak jak w godzinach szczytu. Sytuację kiedy punkt dostępowy jest wykorzystywany ponad jego możliwości nazywamy przeciążeniem.
Oprócz występowania w punkcie dostępowym, wąskie gardła mogą występować na poziomie routera/przełącznika w sieci lub na brzegu styku z dostawcą usług internetowych.
Rozwiązywanie problemów z przeciążeniem
Patrząc ze strony sieci Wi-Fi, przeciążenie występuje gdy siła sygnału jest duża, szybkość połączenia jest wysoka, ale mimo to przepustowość rzeczywista jest niska. Platforma 7Signal potrafi zidentyfikować problemy z przeciążeniem.
W celu zmniejszenia zatorów potrzeba więcej pasów ruchu (więcej kanałów lub więcej punktów dostępowych) lub mniej samochodów (mniej urządzeń pracujących w danej częstotliwości).
Brak zasięgu
Podobnie jak pokrętło głośności w radiu samochodowym, punkty dostępowe (AP) mogą nadawać z różną mocą swój sygnał. Decydują poprzez regulację mocy sygnału, jak daleko ich sygnały mogą być słyszane lub rozprzestrzeniać się w powietrzu.
Jeśli moc jest zbyt niska lub po prostu nie może dotrzeć dalej, klienci mogą nie być w stanie usłyszeć sygnału punktu dostępowego i wystąpi problem z zasięgiem. Problem z zasięgiem jest wykrywany, gdy urządzenie klienckie ma niską siłę sygnału i nie ma lepszego punktu dostępowego do roamingu. Niska siła sygnału prowadzi do niższych szybkości transmisji danych i wolniejszych prędkości.
Na ograniczenie zasięgu sieci bezprzewodowej wpływają również czynniki środowiskowe. Materiały budowlane, takie jak metal i beton, uniemożliwiają rozprzestrzenianie się sygnałów tak daleko, jak mogłoby się wydawać. Na przykład, jeden punkt dostępowy może nie być w stanie pokryć dwóch sąsiednich pomieszczeń oddzielonych betonowymi ścianami.
Materiał
Poziom tłumienności
drewno
niska
tynk
niska
materiał syntetyczny
niska
zwykła szyba
niska
woda
średnia
cegła
średnia
marmur
średnia
beton
wysoka
metal
wysoka
lustro
wysoka
szyba wzmocniona
wysoka
Wpływ różnych typów materiałów na tłumienność sygnału Wi-Fi
Rozwiązywanie problemu z brakiem zasięgu
Bieżące pokrycie zasięgiem może zostać zmierzone podczas fizycznego audytu propagacji fal w obiekcie. Pomiary mogą zostać wykonane na przykład przy pomocy rozwiązania Ekahau. Na podstawie statycznego obrazu można zidentyfikować obszary o zbyt słabym zasięgu.
Poprawę zasięgu można osiągnąć w następujący sposób:
zapełnienie dziur poprzez dodanie nowych punktów dostępowych, czyli zakup i instalację dodatkowych AP – wiąże się to z kosztem zakupu AP, może nawet z zakupem przełącznika,
zwiększenie mocy nadawania AP – jednakże może powodować zwiększenie poziomu zakłóceń.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym jak analiza problemów z siecią Wi-Fi powinna zostać wykonana lub oczekujesz pomocy w rozwiązaniu Twoich bieżących problemów, umów się na spotkanie z naszym zespołem!
Chociaż Wi-Fi 6 jest już dostępne i coraz częsciej wdażane to pytanie brzmi, czy twoje obecne środowisko i urządzenia Wi-Fi prawidłowo wykorzstują to rozwiązanie? W tym artykule przedstawimy, jak platforma 7SIGNAL poprzez pomiar sensorami RF może pomóc w ocenie zdolności przedsiębiorstwa, aby w pełni wykorzystać technologię Wi-Fi 6.
Standardy Wi-Fi 6 (802.11ax) a w szczególności Wi-Fi 6E to naprawdę bardzo duży krok dla samej technologii Wi-Gi. Wi-Fi 6 oferuje lepsze prędkości, lepszą wydajność, większą przepustowość i a WiFi 6E więcej widma. Ulepszenia te umożliwiają sieciom obsługę większej liczby urządzeń przy znacznie mniejszym wpływie na przepustowość. Obejmuje to przesyłanie strumieniowe, usługi online, wideokonferencje, szersze zastosowanie Internetu rzeczy (IoT) i łączności maszyn do maszyn (M2M).
Jednak dla rozproszonych systemów Wi-Fi pełne wykorzystanie potencjału technologii Wi-Fi 6 wymaga zastosowania rozwiązań monitorujących, które pomogą poprawić wydajność i efektywność sieci Wi-Fi 6.
Jednym ze sposobów określenia wykorzystania Wi-Fi 6 jest pomiar tego, co nazywa się „ortogonalnym wielokrotnym dostępem z podziałem częstotliwości”, lepiej znanym jako OFDMA (ang. „orthogonal frequency-division multiple access”). OFDMA jest ważną technologią w Wi-Fi 6, która poprawia wydajność sieci bezprzewodowej poprzez tworzenie niezależnie modulowanych podnośnych w ramach częstotliwości. W prostszym języku oznacza to, że przydziela przepustowość bardziej efektywnie, przyjmując wielu użytkowników w tym samym czasie.
Dzięki sensorom 7SIGNAL SE6200 Wi-Fi 6 można przechwytywać ramki OFDMA w sieci. Następnie za pomocą platformy 7SIGNAL można zwizualizować prace sensorów:
Na powyższym obrazku przedstawione zostały pomiary wykorzystania czasu antenowego OFDMA w kierunku pobierania. Podobnie jest to widoczne także w przypadku kierunku wysyłania:
I oczywiście można zobrazować całkowite wykorzystanie czasu antenowego OFDMA:
Dlaczego jest to ważne? Cóż, jako przedsiębiorstwo chcesz mieć pewność, że czerpiesz jak najwięcej korzyści z inwestycji. Jeśli poświęciłeś czas, wysiłek i kapitał na skonfigurowanie infrastruktury Wi-Fi 6 i urządzeń obsługujących Wi-Fi 6, to naturalnie pragniesz mieć pewność, że korzystasz z funkcji takich jak OFDMA.
Używanie agenta 7Signal MobileEye do analizy dostępności Wi-Fi 6 i WiFi 6E na urządzeniach końcowych
Na początek ważne jest, aby zrozumieć, jak działa 7SIGNAL MobileEye. Jest to oprogramowanie (agent działający w tle), który jest instalowany na urządzeniach końcowych, zwykle bezprzewodowych (tj. smartfonach, laptopach, skanerach, systemach punktów sprzedaży) i monitoruje połączenia sieciowe z perspektywy użytkowników końcowych.
Podczas gdy agent zbiera informacje o wydajności połączenia Wi-Fi z poszczególnych urządzeń, pulpit nawigacyjny 7SIGNAL MobileEye agreguje te informacje i pomaga działom IT wizualizować to, co dzieje się w ich ekosystemach Wi-Fi. Agregacja i prezentacja danych obejmuje także informacje na temat typów urządzeń, karty/modułu Wi-Fi oraz wersji sterownika.
W ramach innych zastosowań, 7SIGNAL może pomóc w inwentaryzacji urządzeń klienckich. Pomaga również ocenić, czy flota urządzeń jest przygotowana do wykorzystania technologii Wi-Fi 6. Oto jak wygląda pulpit nawigacyjny:
Jak widać, platforma informuje o rodzajach urządzeń korzystających z sieci Wi-Fi i zapewnia informacje zwrotne na temat jakości usług Wi-Fi:
Informacje te można wykorzystać do identyfikacji słabo działających urządzeń, kart sieciowych, sterowników itp. Jeśli zauważysz jakieś trendy np. problemy z konkretnym sterownikiem karty Wi-Fi, możesz je wykorzystać do koordynowania przyszłych aktualizacji urządzeń.
Analiza adapterów urządzeń końcowych
W tej konkretnej sieci znajduje się 1700 urządzeń korzystających z róznych kart sieciowych.
Jednak na żółto zaznaczyliśmy adaptery wspierające Wi-Fi 6. Chociaż jest ich całkiem sporo, większość nadal korzysta z Wi-Fi 5 i Wi-Fi 4 (802.11n). Innymi słowy, przed zainwestowaniem w infrastrukturę Wi-Fi 6 należy najpierw zaktualizować urządzenia klienckie.
Spójrzmy na inny przykład:
W tej sieci znajduje się 5571 urządzeń. Większość z nich obsługuje Wi-Fi 6. Wskazuje to, że ta sieć może być gotowa na aktualizację do infrastruktury opartej na Wi-Fi 6, ponieważ większy odsetek urządzeń jest gotowy migracji na Wi-Fi 6.
Nie jest zaskoczeniem, że coraz więcej firm decyduje się na pracę zdalną, zwłaszcza od czasu pandemii. Według szacunków Global Workplace Analytics, 56% pracowników, nie wliczając osób samozatrudnionych, może wykonywać swoją pracę zdalnie.
Wraz ze wzrostem liczby organizacji decydujących się na zdalne środowisko pracy, łączność jest ważniejsza niż kiedykolwiek. Także przestrzenie robocze w chmurze i zdalne komputery stacjonarne, takie jak IGEL, korzystają z łączności Wi-Fi, aby zaoszczędzić czas i pieniądze oraz zwiększyć produktywność.
Znaczenie łączności dla zdalnych środowisk pracy
Zapewnienie pracownikom zdalnym odpowiedniej technologii może zmienić sposób działania firmy. Specjalnie zaprojektowane środowisko wirtualne będzie obsługiwać ogromną liczbę protokołów wykorzystywanej do pracy zdalnej i integracji technologii, tak, aby:
łatwej zarządzać urządzeniami końcowymi
obniżyć koszty
zapewnić bezpieczeństwo systemów
zwiększyć wydajność i produktywność
zwiększyć komfort pracy użytkowników
Pracuj w dowolnym miejscu dzięki IGEL UD Pocket
Po skonfigurowaniu odpowiedniej przestrzeni roboczej w chmurze działy IT powinny skupić się na utrzymaniu wydajności i ograniczenia przestojów sieci bezprzewodowej. Najlepszym sposobem na to jest monitorowanie urządzeń końcowych.
Czym jest monitorowanie urządzeń końcowych i dlaczego jest ważne?
Monitorowanie urządzeń końcowych zapewnia inżynierom sieci wgląd w łączność Wi-Fi pracowników zdalnych i ich urządzeń. Zebrane informacje umożliwiają monitorowanie i śledzenie aktywności, wydajności i oczywiście problemów na wszystkich urządzeniach mobilnych w sieci bezprzewodowej.
Do analizy informacje konieczne jest zainstalowanie oprogramowania monitorującego Wi-Fi na urządzeniach końcowych wykorzystywanych przez pracowników. Dzięki temu specjalista ds. sieci Wi-Fi, może wykryć, zrozumieć i rozwiązać ewentualne problemy jeszcze przed ich pojawieniem się.
Proponowane rozwiązanie
W jaki sposób narzędzie do monitorowania Wi-Fi może pomóc pracownikom zdalnym?
Mobile Eye to opatentowana aplikacja SaaS (Software as a Service) służąca do monitorowania łączności bezprzewodowej urządzeń IoT i urządzeń końcowych. Działająca na każdym urządzeniu z systemem Windows, macOS, Linux lub Android. Aplikacja, po zainstalowaniu, realizuje testy Wi-Fi, aby informować administratorów o faktycznym doświadczeniu, jakie odnoszą użytkownicy urządzeń końcowych podłączonych do danej sieci Wi-Fi.
Wspieraj swoich zdalnych pracowników dzięki Mobile Eye od 7SIGNAL
Mobile Eye uzupełnia istniejące systemy
Mobile Eye to oprogramowanie działające jako uzupełnienie, a nie zamiennik istniejącego oprogramowania monitorującego WLAN. Oprogramowanie bez udziału użytkownika czy administratora monitoruje wydajność WLAN i łączność w trybie 24/7. Dane są dostarczane, analizowane i raportowane w czasie rzeczywistym wspomagając szybkie rozwiązanie problemów i zapewnienie łączności dla użytkowników korporacyjnych.
Poniżej kilka typowych problemów, które Mobile Eye pomaga zidentyfikować i rozwiązać:
problemy z roamingiem
niska wydajność karty sieciowej zwiazana z problemem jej sterownika
problemy z zakłóceniami z innych sieci Wi-Fi
przeciążenie sieci Wi-Fi
problemy z zasięgiem punktu dostępowego
Dane zebrane przez oprogramowanie Mobile Eye są przesyłane do chmury, co pozwala administratorom na kompleksowy wgląd w wydajność sieci Wi-Fi z punktu widzenia użytkownika.
Zastanawiasz się, czy Mobile Eye jest odpowiednie dla Twojej organizacji? Chcesz zacząć lub masz więcej pytań? Porozmawiajmy o spersonalizowanym podejściu, które będzie najlepsze dla Twojej organizacji. Skontaktuj się z nami już dziś, aby uzyskać bezpłatny okres próbny.
Artykuł bazuje na case study producenta. Post z dnia 2021/08/30 [link do postu]
Podczas wielu rozmów z obecnymi lub potencjalnymi klientami, zgłaszającymi problem z siecią bezprzewodową możemy usłyszeć najczęściej: „siec nie działa, zrywa połączenia”. Pierwsze co może przyjść do głowy to kwestie propagacji fali w pasmie 2.4GHz i 5GHz – brak zasięgu sieci bezprzewodowej czy tez interferencyjne międzykanałowe. Jednak nie kwestie radiowe a brak implementacji roaming wifi w sieciach bezprzewodowych jest najczęstszą przyczyną problemów.
Czym jest roaming wifi?
Podobnie jak w sieci telefonii komórkowej tak i w sieci Wi-Fi roaming polega na przełączaniu się klientów pomiędzy różnymi Access Pointami. W związku z rosnącą mobilnością klientów sieci bezprzewodowych WiFi, w szczególności w halach produkcyjnych, magazynowych oraz wykorzystaniem przez klientów aplikacji bardzo wrażliwych na przerwy w działaniu sieci (systemu magazynowe, monitoring, VoIP) sprawna obsługa roamingu jest kluczowym elementem poprawności działania sieci.
Każde urządzenie sieci bezprzewodowej podczas przemieszczenia się w obrębie sieci, wybiera dla siebie najbardziej korzystny Access Point do którego może się podłączyć i upraszczając schemat działania, wybór ten będzie zależał od siły sygnału pochodzącego od Access Pointa. Kiedy urządzenie klienckie zadecyduje o konieczności przełączenia się, następuje rozłączenie od obecnie używanego Access Pointa i następuje połączenie oraz uwierzytelnienie w nowym Access Poincie. Uwierzytelnienie na nowym Access Poincie w szczególności kiedy wykorzystujemy standard 802.1x, gdzie odwołujemy się do serwera RADIUS zlokalizowanego w sieci wewnętrznej lub (najgorzej!!!) zewnętrznej, jest bardzo czasochłonne i samo przełączenie się klienta może trwać nawet 400ms-600ms co dla transmisji VoIPwoej jest równoznaczne z straceniem nawet kilku zdań w transmisji a dla systemów magazynowych może oznaczać rozłączenie klienta z sesji.
802.11r standaryzuje zachowanie miedzy klientem a Access Pointem i w skrócie rzecz ujmując, pozwala na uwierzytelnienie klienta przed samym momentem przełączenia, powodując, że realny czas przełączenia klienta do nowego Access Pointa trwa 30ms – 40ms, zapewniając prawidłową transmisje aplikacji bardzo wrażliwych na straty pakietów.
Ale czy prawidłowa obsługa roamingu nie musi się zawsze wiązać z mobilnością i dotyczyć tylko klientów, którzy bardzo często się przemieszczają? Odpowiedz jest taka, że roaming to nie tylko mobilność klientów, ale przełączenie klienta między różnymi AP może być realizowane w celach:
Load balancingu czyli zmniejszenia liczby użytkowników połączonych do danego punktu dostępowego
Sticky clients – czyli próbie podłączenia klienta do nowego, lepszego Access Pointa z punktu widzenia radiowego, klientów którzy z punktu widzenia radiowego osiągną niewłaściwe wartości RSSI i SNR a nie chcą przełączyć się do innego Access Pointa
Tak wiec właściwa implementacja 802.11r w sieci bezprzewodowej, pozwala nam wyeliminować część z problemów sieci, które są najbardziej dotkliwe dla klientów sieci, czyli zrywane połączenia głosowe/video, przerwane transmisje, problemy z ponownym podłączeniem się do sieci. Niestety w większość przypadków producenci szczególnie tańszego sprzętu, nie mają zaimplementowanej obsługi 802.11r lub implementacja 802.11r jest w fazie BETA testów co sugeruje możliwe błędy w roamingu klientów sieci bezprzewodowej.
Istnieją pewne metody w konfiguracji kontrolera sieci bezprzewodowej pozwalające na minimalizacje później w roamingu klientów, ale stopień komplikacji tematu oraz mnogość możliwości konfiguracji, uniemożliw ich spisanie na łamach jednego wpisu.
Opisane problemy brzmią znajomo? Skontaktuj się z nami w celu rozmowy na temat rozwiązania Twoich problemów z roamingiem w sieci bezprzewodowej.
Jak często spotykamy się z źle skonfigurowanymi sieciami bezprzewodowymi? Niestety złe konfiguracje użytkowników lub powierzenie konfiguracji standardowym algorytmom kontrolera sieci bezprzewodowej, w tym parametr Short Guard Interval, to pierwszy i obok ogólnych interferencji innych systemie 802.11, główny problem sieci bezprzewodowych.
Niestety część z tych problemów dotyczy właśnie standardowych konfiguracji dostępnych z punktu widzenia kontroler, na które to ustawienia administratorzy systemów prawie w ogóle nie zwracają uwagi.
Dzisiejsze rozważania będą dotyczyły parametru Guard Interval, który jest konfigurowalny w większości rozwiązań sieci bezprzewodowych w tym w wszystkich rozwiązaniach typu Enterprise. Czym jest Guard Interval?
Zacznijmy od kwestii wielosciezkowosci. Jak wiemy z teorii propagacji fali elektromagnetycznej symbole w transmisji 802.11 mogą docierać miedzy nadajnikiem a odbiornikiem w roznych sposób. Standard 802.11n wprowadza nam jeszcze mozlisc jednoczensje transmiji symboli z roznych zestaów nadawczo-odbiorczych, co poteguje nam zjawisko „nakładania się symboli” w urządzeniu odbiorczym. Innymi slowy zagubiony czy tez spozniony symbol, który nie został jeszcze całkowicie przetworzony przez odbiornik interferuje nam z odbieranym wlasnie nowym symbolem wysłanym po określonym przez nadajnik czasie. No właśnie… „określonym czasie”.
Rys. 1 Graficzne przedstawienie prawidłowej transmisji symbolu 802.11 oraz sytuacji interferencji międzysymbolowej powstałej w przypadku ustawienia parametru Guard Interval na za niską wartość.
Standardy transmisji sieci bezprzewodowych 802.11a/b/g używają wartości Guard Interval (GI) wynoszącej 800 nanosekund. Czyli symbol transmitowany jest przez 3.2 mikrosekundy i następnie 0.8 mikrosekundy następuje okres oczekiwana dając sumaryczną wartość transmisji symbolu 4 mikrosekundy.
Standard 802.11n wprowadza możliwość korzystania z GI na poziomie 400 nanosekund (0.4 mikrosekundy) przy założeniu, że miedzy nadajnikiem a odbiornikiem nie występują duże różnice ścieżek. Skraca nam to czas trwania transmisji symbolu z 4 do 3.6 mikrosekundy, co bardzo chętnie wykorzystują producenci sprzętu (a bardziej działy marketingu) bo krótszy czas transmisji symbolu przekłada się wprost proporcjonalnie na zwiększenie teoretycznej przepustowości radiowej transmisji, czym można się pochwalić w Data Sheetach czy materiałach marketingowych. Dla 20Mhz kanału i transmisji w zestawie jeden nadajnik – jeden odbiornik osiągamy 65 Mbps przy GI = 800ns w porównaniu do 72.2 Mbps przy GI = 400ns. Jeszcze lepiej wygląda sytuacja kiedy porównamy transmisje przy tak często spotykanych (ironia) zestawach 4 nadajniki i 4 odbiorniki i wykorzystaniu kanału o szerokości 40Mhz – 540 Mbps przy GI = 800ns w porównaniu do 600 Mbps przy GI = 400ns. Różnica jest znacząca prawda, szczególnie dla działów marketingu – a to że ciężko znaleźć urządzenie końcowe wspierające 4 stream’y – o tym pisałem już tutaj.
OK – tyle teorii, ale dlaczego w praktyce używanie w teorii bardziej wydajnego systemu, oferującego większa teoretyczna przepływność radiową, czyli użycie 400 nanosekundowego Guard Interval jest nie do końca właściwe i może nam przysporzyć więcej problemów niż korzyści? No i tutaj cofamy się do czasów studiów i dla tych, który cokolwiek mieli wspólnego z radiotelekomunikacją, przypomną się zjawiska falowe. Każda fala może ulegać zjawiskom dyfrakcji, odbicia oraz załamania i nie chcąc się rozpisywać o każdym z tych zjawisk można powiedzieć jedno. Im bardziej skomplikowane środowisko propagacyjne tym więcej zjawisk falowych będzie występować, powodując różne czasy docierania symboli w transmisji sieci bezprzewodowych miedzy nadajnikiem a odbiornikiem. A nie ma bardziej skomplikowanego środowiska propagacyjnego dla sieci bezprzewodowych niż… typowe biuro. Bardzo duże zagęszczenie elementów aluminiowych, szklanych, podwieszane sufity, podłogi techniczne to wszystko powoduje ze w systemach 802.11n/ac, czyli na dzień dzisiejszy 80% systemów, następuje zjawisko wielotorowości docierania pakietów w rożnym czasie, który będzie przeważnie przekraczał 400 nanosekund czyli będzie aktywny po ustawieniu tzw. Short Guard Interval. Co się dzieje w momencie „nachodzenia symboli” na siebie podczas transmisji? W ogolym skrocie zmiejsza nam się stosunek sygnalu do szumow, transmisja zostaje odebrana jako błedna i…. Nastepuje retransmisjia powodujaca spadek ogolnej przepustowości.
Jak to wygląda w praktyce?
Przykładowe testy w sordowisku producynym, czyli biuro w centrum Warszawy, interferncje od innych systemów 802.11 w 5Ghz – niskie, RSSI na pozimie od -57dBm do -54dBm:
Standard 802.11ac MCS index 8 przy 80 MHz szerokości kanału i 1 stream’ie powinien osiągać teoretyczne przepustowości:
351 Mbps – Guard Interval ustawionym na 800ns
390 Mbps – Guard Interval ustawionym na 400ns
Oczywiście musimy odjąć od tego narzuty na kodowanie – i zostaje nam przy MCS index 8:
263 Mbps – Guard Interval ustawionym na 800ns
293 Mbps – Guard Interval ustawionym na 400ns
Natomiast wielkokrotne pomiary (w celu uśrednienia wartości) wykonanie iPerf3 wykazują następujące przepływności:
220 Mbps – Guard Interval ustawionym na 800ns
112 Mbps – Guard Interval ustawionym na 400ns
Czyli w typowym środowisku biurowym ustawienie Guard Interval na wartości 800ns jest dla nas korzystniejsze niż skonfigurowanie tzw. Short Guard Interval (400ns), który to parametr tylko w teorii pozwala nam na osiągniecie wyższej przepustowości teoretycznej. Warto sprawdzić ustawienie swoje kontrolera sieci bezprzewodowej, ponieważ niektórzy producenci sprzętu, w tym rozwiązań typu Enterprise, ustawiają wartości domyślne na 400ns często nazywając to Short Guard Interval i opisując to jako korzystne ustawienie zwiększające przepustowość rozwiązania sieci bezprzewodowej.
Gdzie szukać ustawienia Guard Interval w konfiguracji kontrolera sieci bezprzewodowej? W związku z tym, że jest to ustawienie globalne dla Access Pointa lub grupy Access Pointow, konfiguracji Guard Interval szukamy, w zależności od producenta, przeważnie w profilu konfiguracji AP lub konfiguracji RF.
Przykłady domyślnych konfiguracji urządzeń:
Aruba – kontroler 7004-RW i domyślny domyślny profil SSID.
Rys. 2 – Domyślne ustawienie w Short Guard Interval (400ns) w urządzeniach Aruba – tryb kontrolera – Configration -> Wireless -> AP Configuration -> Default profile -> Virtual AP -> SSID -> HT SSID
Alcatel Lucent Enterprise – kontroler OmniVista i domyślny profil RF ktory aplikowany jest domyślnie na wszystkie Access Pointy podłączone do kontrolera.
Rys. 2 – Domyślne ustawienie w Short Guard Interval (400ns) w urządzeniach Alcatel Lucent Enterprise – tryb Enterprise – kontroler OmniVista. WLAN Menu -> RF -> RF Profile -> Default profile
Kontakt
Opisane problemy brzmią znajomo? Skontaktuj się z nami w celu rozmowy na temat rozwiązania Twoich problemów sieci bezprzewodowej.
Interferencje WiFi – każdy admin o nich słyszał, każdy admin wie, że jakieś interferencje zawsze występują i trzeba się do nich przyzwyczaić… ale nie każdy wie jak je rozpoznać i jak wyeliminować, ten jeden z głównych problemów sieci WiFi.
W skrócie rzecz ujmując interferencje wifi występujące w sieciach 802.11, zarówno w pasmie 2.4GHz jak i 5GHz, są dla każdego administratora sieci bezprzewodowej zjawiskiem niepożądanym – redukują one stosunek sygnału do szumy (Signal to Noise Ratio – SNR), powodując błędną transmisje symboli 802.11 i ich ponową retransmisje lub w dalszej konsekwencji utratę pakietów.
Interferencje wifi przeważnie występują z dwóch powodów:
Błędy projektowe i konfiguracyjne naszej sieci bezprzewodowej 802.11 – nachodzące (interferujące) na siebie kanały lub za szerokie kanały.
Interferencje 802.11 pochodzące z innych systemów sieci bezprzewodowych działających równolegle w naszym środowisku produkcyjnym.
Takie interferencje Wi-Fi bardzo łatwo i szybko możemy namierzyć korzystając z wielu dostępnych softwarowych narzędzi na rynku.
Pierwszy rzut oka i widźmy, które sieci interferują z naszą/naszymi sieciami, czy nasze Access Pointy są dobrze skonfigurowane – tzn. Kanały prawidłowo odseparowane od siebie i jaki jest stosunek sygnału do szumu.
Natomiast w naszej pracy bardzo często spotykamy się z sytuacją, kiedy na pierwszy rzut oka wszystko wydaje się być skonfigurowane prawidłowo a administratorzy sieci otrzymują wiele skarg na działanie sieci bezprzewodowych. Oprócz przyczyny typowo z zakresu bezpieczeństwa sieci bezprzewodowych czyli podatności naszej sieci na działanie zewnętrznych, obcych systemów wIDS/wIPS, bardzo często w naszych pomiarach i analizie spotykamy się z interferencjami poza 802.11, które to nie są widoczne z poziomu zwykłego skanera sieci bezprzewodowych.
Tymi interferencjami mogą być:
Stare systemy telekomunikacyjne działające w pasmie 2.4GHz.
Systemy alarmowe w szczególności w których jest wykorzystywana transmisja bezprzewodowa miedzy centrala a czujkami.
Urządzenia kuchenne – Mikrofalówki
Systemy i urządzenia Bluetooth, ZigBee.
Systemy automatyki budynkowej
Maszyny produkcyjne w tym najbardziej interferujące urządzenia grzewcze korzystające z mikrofal.
Jak bardzo interferencje poza 802.11 mogą przeszkadzać w działaniu sieci bezprzewodowej, przekonał się jeden z naszych klientów z branży produkcyjnej, którego głównym problem był całkowity brak działania sieci w pasmie 2.4GHz w części hali produkcyjnej pomimo tego, że standardowe skanery sieci bezprzewodowej nie wykrywały żadnych anomalii w podziale kanałów i przydzielania kanałów odpowiednim Access Pointom.
Podczas pomiarów profesjonalnym narzędziem Ekahau Site Survey z analizatorem widma, ukazał nam się taki oto obrazek:
Interferencje WiFi pochodzące z innego niż sieci WiFi źródła, pomierzone oprogramowaniem Ekahau https://www.ekahau.com/
Kolor czerwony w całym zakresie częstotliwości 2.4GHz na prawie wszystkich kanałach i o wartościach przekraczających standardowe wartości 802.11 sugerował powstawianie interferencji w maszynie grzewczej, podgrzewającej gumę z pomocą mikrofal. Działanie maszyny uniemożliwiało jakąkolwiek transmisję sieci bezprzewodowej w pasmie 2.4GHz, a pomiary i analiza sytuacji pozwoliła zaprojektować dobrze działającą i stabilną sieć w pasmie 5GHz.
“Ale ja nie korzystam z 2.4GHz bo moje Access Pointy mają tez radio 5GHz” – to chyba najczęściej pojawiający się argument w rozmowach z klientami, niestety są dwa duże “ale”….
Większość sieci, które spotykamy u swoich klientów jest źle skonfigurowana i pomimo posiadania radia 5Ghz większość userów asocjuje się do sieci 2.4GHz
Większość urządzeń IoT jest oparta na modułach ESP-8266 lub ESP-32, które to nie obsługują sieci 5GHz
Parę informacji, które pomogą Ci szybko poprawić Load Balancing i doprowadzić do tego ze większość klientów do sieci będzie działała w pasmie 5Ghz:
Popraw RF Profile na radiach używanych w biurach tak aby doprowadzić do prawidłowej transmisji dwukierunkowej. Przeważnie na AP z antenami wewnętrznymi będzie to 11-18 dBi.
Włącz wszystkie algorytmy odpowiedzialne za Load Balancing klientów i zawsze ustawiaj “Preferuj 5Ghz”
Pamiętaj ze żaden algorytm nie zadziała prawidłowo, dopóki siec 2.4GHz nie będzie “działała na niższych mocach” niż siec 5GHz – postaraj się utrzymać minimum 4dB różnicy w mocach EIRP pomiędzy radiami na tych samych Access Pointach.
A jeśli nie wiesz jak to wykonać lub jeśli dalej występują u Ciebie problemy, skontaktuj się z nami:
Kontakt
Opisane problemy brzmią znajomo? Skontaktuj się z nami w celu rozmowy na temat rozwiązania Twoich problemów w sieci bezprzewodowej.
Polski 
English (UK)