Досить часто в службу технічної підтримки звертаються з питанням: «Наша мережа Wi-Fi повільно і з перебоями працює. Що нам робити? »Давайте спробуємо детально розібратися від чого залежить швидкість і стабільність роботи мережі.
1. Поганий клієнт.
Перше, на що слід звернути увагу, - це, звичайно, на рівні сигналів. Розглянемо технічні характеристики приймача мультірежімго Wi-Fi пристрої D-Link "DIR-300".
Чутливість приймача для 802.11G
(Типова при PER <8% для пакета розміром 1000 байт і кімнатній температурі)
- 65dBm для 54 Мбіт / с
- 66dBm для 48 Мбіт / с
- 70dBm для 36 Мбіт / с
- 74dBm для 24 Мбіт / с
- 77dBm для 18 Мбіт / с
- 81dBm для 12 Мбіт / с
- 82dBm для 9 Мбіт / с
- 87dBm для 6 Мбіт / с
Якщо ми хочемо, щоб наша мережа Wi-Fi працювала на повній швидкості 54 Мбіт / с., То рівень сигналу на всіх пристроях нашої мережі повинен бути вище рівня - 65dBm. (Цей пристрій повинен WiFi!) Якщо у Вашій мережі WiFi один або кілька клієнтів мають більш низький сигнал, що приймається, то в момент обміну пакетами з ними, базова станція змушена буде знизити швидкість обміну. Це процес сам по собі займає деякий час на узгодження необхідної швидкості. У цей момент часу обмін корисною інформацією у всій мережі буде припинений. Після того, як точка доступу перейде на знижену швидкість, обмін у всій мережі відбуватиметься на зниженій швидкості, навіть з клієнтами, що мають високі рівні сигналу. Перехід на високу швидкість буде можливий тільки після завершення обміну пакетами з ненадійною точкою. Сам процес переходу на підвищену швидкість так само вимагає час на узгодження швидкості обміну, що викликає деякий простий в системі.
Поганим клієнтом може бути не тільки віддалений по відстані абонент мережі, що має слабку антену що не дає необхідного рівня сигналу, але і так само близько розташований клієнт, що знаходиться в зоні з відсутністю прямої видимості. Або між антеною базової точки доступу і приймальні антеною клієнта періодично виникають перешкоди. Потяги проходять, автомобілі проїжджають, які на деякий час блокують проходження радіосигналу.
Типовий випадок при низько встановлених антенах. Тут спрацьовує правило "Антени люблять висоту!"
З цієї особливості роботи радіо пристроїв Wi-Fi випливає кілька висновків:
1. Пікова пропускна здатність мережі залежить від самого ненадійного клієнта мережі. Якщо ми хочемо мати завжди найвищу швидкість в мережі, ми повинні вирівняти рівні радіосигналів абонентів. Для цього для віддалених клієнтів або знаходяться в несприятливих умовах прийому, ми повинні застосовувати антени з високим посиленням .
2. Якщо в мережі не припустимі короткочасні простої, то швидкість обміну краще примусово встановити до величини, достатньої для надійного конекту з самим "слабким" клієнтом мережі. У цьому випадку обмін у всій мережі відбуватиметься на більш низькій швидкості, але без ривків і зупинок.
В умовах прямої видимості, без перешкод на шляху сигналу, рівень сигналу легко піддається розрахунку калькулятором Wi-Fi. При несприятливих умовах поширення сигналу Wi-Fi, рівень радіо сигналу буде, звичайно ж, нижче розрахункового. Для компенсації втрат радіосигналу потрібно застосування антени з великим посиленням .
Які необхідно створити умови для стабільно високій швидкості в радіоканалі в цьому випадки?
Переконатися, що у всіх клієнтів в мережі сигнал має достатній високий рівень і немає періодично виникають перешкод на шляху поширення радіосигналу.
Підняти рівень сигналу віддаленого клієнту необхідно за допомогою вибору антени з великим посиленням. Підняти спрямовану антену вище можливих перешкод. (Дерев, проїжджаючих автомобілів.) Антени повинні бути жорстко закріплені, вітром щогли не повинні розгойдуватися, інакше головний пелюсток діаграми спрямованості антени може зміщуватися від максимуму прийому.
Наступні проблеми пов'язані з особливостями протоколу 802.11.
Проблема прихованого вузла.
Інформаційна швидкість 1 Мбіт / с є обов'язковою в стандарті IEEE 802.11 b / g (Basic Access Rate).
Використовується відносна квадратурная фазова модуляція DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Key). Кодування DSSS з 11-чіповими кодами Баркера. Це сама перешкодозахищеності швидкість. Всі службові обміни відбуваються саме на цій інформаційній швидкості.
У стандарті 802.11a заголовок кадру кодується в OFDM, забезпечуючи дещо більшу продуктивність системи.
Структура пакета з високою швидкістю передачі 802.11g.
У стандарті 802.11g. заголовок кадру кодується за допомогою CCK-кодів,
а самі дані кадру передаються за допомогою многочастотного FDM-кодування.
Вузол (учасник вашої мережі) охочий відправити інформацію слухає ефір і якщо він не зайнятий, посилає RTS пакет. Одержувач повинен у відповідь відправити CTS пакет підтвердження. CTS пакет повідомляє про готовність прийняти повідомлення і одночасно є командою інших вузлів утриматися від передачі, що б не створити ефірної колізії. Але оскільки інші учасники мережі можуть не чути CTS команди, то можуть почати власну передачу пошкодивши передану інформацію. RTS пакет не є заборонним передачу іншим вузлам. Так що, через пошкодження в ефірі, він може до одержувача і не дійти.
При великій кількості учасників в мережі такі холості передачі і наступний механізм відновлення можуть займати значний проміжок часу.
Велика частина часу може йти на безрезультатні спроби з'єднання, що ушкоджуються при передачі.
Протокол TDMA (Nstreme, NV2, AirMax) за рахунок контролю доступом базовою станцією, дозволяє гарантовано розподілити потік даних між клієнтами без ефірних колізій.
Ефективний при великій кількості клієнтів, особливо в поєднанні шейпер.
В даному випадки вихід з положення один - підключати розумне число клієнтів на одну базову станцію.
У разі необхідності подальшого розширення мережі встановлювати додаткові точки доступу для нових клієнтів.
Перешкоди від інших мереж.
Друга проблема протоколу 802.11 не так очевидна.
Припустимо у вас в мережі є віддалений клієнт. І цей клієнт чує іншу мережу на робочому каналі.
Отримавши команду CTS від заважає мережі, його пристрій слухняно утримайтеся від передачі даних.
Якщо в заважає мережі йде інтенсивний обмін даними, вимушений простій клієнта вашої мережі може бути значним.
Примітка. Рівень сигналу заважає мережі може бути досить низьким, всього лише достатнім, щоб читалися заголовки прийнятих пакетів!
Третя проблема протоколу 802.11 ще менш очевидна і суперечлива.
У віддаленого клієнта встановлена спрямована антена з високим посиленням. Така антена здатна збирати сміття зі значної відстані.
Наприклад високоефективна антена на базі опромінювача + супутникова тарілка, встановлена на висоті 5 метрів від землі і на відстані 6 км. від м Воронежа бачить точки доступу зі штатними антенами пипетками знаходяться в квартирах у користувачів в м Воронежі. На будь-якому каналі при направленні в сторону міста видно від 10 до 20 і більше WiFi пристроїв. Будь-яке з цих WiFi пристроїв відправивши пакет CTS змушує деякий час простоювати наше обладнання.
Більшість рекомендацій щодо поліпшення радіозв'язку пропонують Збільште посилення антен. Спрямована антена з великим посиленням має більш вузький пелюстка в горизонтальній площині. Вона здатна послабити перешкоди від сусідніх станцій розташованих за межами основної пелюстки диаграма спрямованості, але на жаль збільшує рівень перешкод від віддалених станцій знаходяться в основному пелюстці випромінювання.
Парадосксальная ситуація, ми ми звужуємо пелюстка, а рівень перешкод від інших станцій не змінюється. Ми маємо дуже високий рівень прийнятих сигналів, а швидкість і стійкість роботи WiFi низькі.
Що робити?
Вихід виявляється є і він дуже несподіваний. Зазвичай, в умовах перешкод, хочеться підняти рівень сигналу, застосувати підсилювач.
А в даному випадки, що б підвищити швидкість і надійність зв'язку, потрібно зробити навпаки знизити рівні сигналів, застосувати атенюатори . 
Але якщо уважно розібратися, то з'ясуватися що установка атенюатора в антену WiFi може вирішити проблеми в багатьох перевантажених мережах.
Що ж відбувається?
Антена з високим посиленням значно послаблює сигнали з боку від основного пелюстки диаграма направленості, а атенюатор послаблює сигнали від далеко розташованих станцій які потрапляють в розкривши основного пелюстки антени.
Звичайно ж і рівень корисного сигналу падає. Але це не викликає ніяких проблем поки рівень сигналу вище рівня шуму приймального пристрою.
Потрібно скасувати, що при такій конфігурації А.Ф.У. ми так само значно менше створюємо перешкод для сусідніх станцій працюють з нами в одному каналі. Поліпшується електромагнітна сумісність в точці експлуатації нашого обладнання. Таким чином ми раціонально витрачаємо вичерпний природний ресурс - радіоефір.
Підвищується скритність нашої радіомережі, тому що досить високий рівень сигнал є тільки безпосередньо біля приймально-передавальних антен. А на більшому протязі радіотраси рівень сигналу недостатній для прийому, т.к слабонаправленних антени не створюють рівня сигналу перевищує власні шуми приймального пристрою.
Які необхідно створити умови для стабільно високій швидкості в радіоканалі в цьому випадки?
Що робити?
Що ж відбувається?
