+375333785617

Что влияет на работу сетей Wi-Fi и как это решить.

Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Какие помехи часто возникают и чем они могут быть вызваны?

Какие факторы могут сказаться на прерывистой или нестабильной работе сети Wi-Fi?

Принцип действия беспроводных радиоустройств основан на использовании радиосигнала, который распространяется радиоэфире, за счет чего и достигается передача данных в сети без использования проводов.

Из-за этого работа Wi-Fi коммуникаций очень чувствительна к различному роду помехам, неизбежно возникающим на пути у сигнала.

В списке представлены наиболее популярные причины, которые могут оказывать действие на стабильность сигнала (по стандарту IEEE 802.11b/g/n), мешая его распространению:

  1. Наличие других устройств, которые могут использовать ту же технологию (точки доступа, беспроводные системы наблюдения и другие) – они обязательно находятся в том же диапазоне действия и функционируют на одной и той же частоте радиопередачи.

Протокол Wi-Fi восприимчив даже к минимальным помехам, которые могут быть сгенерированы другими девайсами, занимающими определенную частоту в радиоэфире.

Наиболее распространены частотные диапазоны 2,4 и 5,0 ГГц. Для стандартного протокола 802.11b/g характерно использование 2,4 ГГц, а для протокола 802.11а – 5,0 ГГц. Есть универсальный протокол 802.11n, который может успешно занимать обе частоты.

При этом в каждой отдельной стране имеются регуляторные ограничения на использование каждого из протоколов, поэтому необходимо уточнить это при выборе оборудования.

На наиболее популярной радиочастоте 2,4 ГГц для Wi-Fi выделяются от 11 до 13 каналов, которые имеют ширину в 20 МГц (стандарт - 802.11b/g/n) или в 40 МГц (стандарт - IEE 802.11n). Любой из протоколов имеет шаг в 5 МГц между каналом. Если один из радиоканалов занимается устройством вещания, то оно будет создавать ощутимые помехи для других устройств, которые функционируют на соседних каналах. К примеру, точка доступа использует канал 5, соответственно передача сигнала на каналах 4 и 6 будет осуществляться со значительными помехами. При этом каналы 3 и 7 будут уже намного меньше подвержены некорректной работе. Основное правило для обеспечения оптимальной работоспособности – это соблюдение шага не менее 25 МГц (или в 5 межканальных интервалов).

На спектрограмме можно увидеть характеристику всех доступных 11 полос. Для выявления пар или триграмм пересекающихся полос принято использовать цветовую кодировку - [1,6,11], [2,7], [3,8], [4,9], [5,10]. Для сведения интерференций и коллизий к минимальному уровню, эксперты рекомендуют выполнять настройку с учетом того, чтобы каналы не имели пересечений. К примеру, если для работы используется стандарт 802.11n, то для него следует выбрать полосы 1, 6 и 11 (если предполагается ширина полосы в 20 МГц). Если же шаг выбран в 40 МГц, то рекомендуется остановиться на номерах 3 и 11.

*Для справки, интерференцией называют такой сигнал, который транслируется другим источником излучения на данном канале, где работает настраиваемая точка доступа Wi-Fi.

Чтобы определить наименее загруженную полосу при настройке конкретной зоны покрытия, рекомендуется использовать специализированное ПО – InSSIDer.

Обратите внимание! Регуляторными органами разрешается использование 13 беспроводных каналов, где три из них не пересекаются друг с другом (1, 6 и 11).

Иногда проблемы возникают на электронных устройствах (ноутбуки / мобильные телефоны / компьютеры), предназначенных для внутреннего рынка США (особенно часто это проявляется при покупке девайсов от Apple). В таком случае это оборудование может занимать каналы с 1 по 11. При попытке присоединиться вручную к 12 или 13 каналу (или если они автоматически будут выбраны ПО), точка доступа не сможет быть автоматически обнаружена. Поможет только ручной выбор канала в диапазоне от 1 до 11.

  1. Для отдельных случаев помогает незначительное снижение мощности точки доступа до значения от 50 до 75%.

2.1 Мощность сигнала не всегда коррелирует с качеством передачи данных. Так же нет прямой зависимости скорости передачи данных и стабильности от этого показателя.

Иногда имеют место быть помехи внутри канала или между соседними, что возникает из-за высокой загрузки радиоэфира, где функционирует точка доступа. Чтобы подтвердить влияние этого фактора, можно обратить внимание на список доступных Wi-Fi сетей (каждая должна обязательно иметь высокую мощность). Этот негативный момент отрицательно влияет на производительность процесса в целом, сильно увеличивая уровень шума. Это, в свою очередь, снижает стабильность сети, что проявляется в повторяющемся, цикличном перенаправлении пакетов. Если все перечисленное имеет место быть, то можно попробовать снизить мощность передающего устройства.

Иногда в интерфейсе оборудования может просто отсутствовать опция уменьшения мощности. Доступны более «традиционные» способы, которые включают в себя увеличение расстояние между точкой доступа и адаптером, демонтаж усилителя-антенны (если есть такая техническая возможность). Можно также попробовать выбрать другой тип антенны, который будет отличаться сниженным коэффициентом усиления (к примеру, заменить 5 дБи на 2 дБи).

2.2 Как правило, передатчик, встроенный в точку доступа имеет значительно более высокую мощность, нежели тот, которыми оборудованы устройства-приемники (смартфоны, планшеты, ноутбуки). В любой зоне действия WI-Fi встречаются такие локации, где сигнал от источника определяется очень хорошо, а вот клиентское оборудование при этом воспринимает его очень слабо (сигнал присутствует, а передача данных невозможна). Это пример асимметричности канала, которая возникает в результате существенного различия в мощностях и чувствительности в паре приемник-передатчик.

Чтобы обеспечить достаточный уровень сигнала, необходимо достичь симметрии в паре устройств «клиент-передатчик». Только в таком случае будет достигнут беспроблемный обмен данными.

Популярный прием для устранение негативного эффекта асимметрии – это понижение мощности передающего девайса (программное или аппаратное ограничение).

  1. Использование беспроводных периферийных девайсов (работающих по Bluetooth или Wi-Fi), которые функционируют в зоне покрытия сети передачи данных.

Технология Bluetooth строится также на передаче массивов данных по радиоканалу 2,4 ГГц, что определяет ее негативное влияние при совместном функционировании с сетью беспроводного типа. Это клавиатуры, мышки, наушники и т.д.

  1. Устройства в одной сети слишком сильно удалены друг от друга.

Радиус при передаче данных «по воздуху» достаточно ограничен. К примеру, если развернута сеть Wi-Fi, которая работает по протоколу 802.11 b/g, то эффективная площадь работы будет составлять до 60 метров в строении и 400 метров на открытом пространстве.

В некоторых типах помещений дальность уменьшится еще более сильно (до 5-10 метров), поскольку на этот фактор могут оказывать влияние такие параметры, как геометрическое построение стен, материал изготовления перекрытий, а также присутствие других преград, поглощающих или отражающих радиосигнал.

  1. Препятствия на пути сигнала

Если на пути у распространения радиосигнала от передатчика имеется препятствие (капитальная стена, дверь из металла, мебель, ковровое покрытие и т.д.), то это может послужить причиной поглощения или отражения. Все это в конечном итоге скажется на частичной потере передаваемых данных или выльется в полную неспособность приемника получить пакеты.

Наиболее распространенное препятствие в больших городах с плотной многоэтажной застройкой – это армированный железобетон. Кроме этого отрицательное влияние на скорость работы сети окажет листовой металл, толстый слой штукатурки, металлические конструкции. WiFi для таких условий окажется нестабильным решением.

Что касается распространения радиосигнала в помещении, то ему могут помешать большие зеркала, тонированные стекла на окнах и даже человеческое тело (оно уменьшает уровень мощности передатчика на 3 Дб).
Что ухудшает Wi-Fi и насколько (таблица):

Препятствие Дополнительные потери (dB) Эффективное расстояние*
Открытое пространство 0 100%
Окно без тонировки (отсутствует металлизированное покрытие) 3 70%
Окно с тонировкой (металлизированное покрытие) 5-8 50%
Деревянная стена 10 30%
Межкомнатная стена (15,2 см) 15-20 15%
Несущая стена (30,5 см) 20-25 10%
Бетонный пол/потолок 15-25 10-15%
Монолитное железобетонное перекрытие 20-25 10%

*Для справки, эффективным расстоянием называется такое уменьшение радиуса действия беспроводной сети, которое могло было бы отсутствовать, если бы система работала на открытом пространстве без помех.

К примеру, если на улице без помех развернута сеть WiFi с радиусом 180 метров, то поместив ее внутрь квартиры (и создав помеху в виде обычной стены) мощность снизится примерно до 15% - 180 х 0,15 = 27 метров. Пройдя еще через одну межкомнатную перегородку, будет значение 27 х 0,15 = 4,05 метра. Следующее препятствие еще сильнее снизит радиус действия – 4,05 х 0,15 = 0,61 метра. Из этих расчетов можно сделать вывод, что описанная беспроводная сеть сможет вполне эффективно покрыть квартиру с двумя капитальными перегородками (до 15 см толщиной), а вот третья ей окажется уже не по силам.

Если говорить о распространении радиосигнала на открытом пространстве, то на его стабильность оказывает влияние естественная характеристика местности – ландшафт, наличие естественных преград.

Если возникают атмосферные явления – дождь, снегопад или гроза, то такое тоже негативно отражается на стабильности сети. Она становится менее производительной, но это актуально только в том случае, если передатчик находится внутри помещения, а приемник – вне его.

  1. Влияние бытовой техники на стабильность работы беспроводного интернета

В качестве основных источников помех среди стандартных бытовых устройств, можно выделить:

  • СВЧ-печи, работающие в микроволновом диапазоне (их радиочастота для приготовления пищи также соответствует 2,4 ГГц);
  • Радионяни для ребенка. Эти девайсы также занимают основную радиочастоту для передатчиков, соответственно ухудшают работу;
  • Устаревшие мониторы с электронно-лучевой трубкой, беспроводные колонки и другие устройства, работающие без проводов;
  • Источники сильного электромагнитного напряжения, к примеру, пролегающие вблизи высоковольтные линии электропередач, либо трансформаторные подстанции. 
  1. Девайсы, которые разработаны с применением интерфейса USB 3.0 также создают помехи на частоте 2,4 ГГц

Испытания, проведенные в лаборатории, показали неподтвержденное негативное влияние на качество сигнала со стороны устройств, которые сделаны на основе интерфейса USB 3.0. Прямой зависимости не было выявлено, но не стоит исключать этот фактор.

Среди основных факторов в данном случае может выступать недостаточно экранированный кабель, который генерирует помехи при подключении коннектора. Это все будет вызывать интерференцию на частоте 2,4 ГГц, приводя к заметному ухудшению качества передачи данных.

  1. Другие возможные источники негативного влияния

Выделим еще несколько неочевидных причин, сказывающихся на качестве функционирования беспроводной сети передачи данных:

  • Звуковоспроизводящие девайсы, функционирующие по беспроводной технологии;
  • Пролегающие в непосредственной близости электрические коммуникации (именно по этой причине запрещается размещение роутеров рядом с коммуникациями или электрическим щитком);
  • Использование в качестве основного канала данных некачественного кабеля со слабым экранированием;
  • Отдельные мониторы, которые могут генерировать помехи на частоте Wi-Fi;
  • Некоторые беспроводные гаджеты, которые оказались слишком близко к источнику сигнала.