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.

Інформація взята з сайту https://help.keenetic.com/

==================================================================

Что может привести к прерывистой или нестабильной работе беспроводного подключения?

Как известно, в беспроводных сетях в качестве среды распространения сигнала используются радиоволны (радиоэфир), и работа устройств и передача данных в сети происходит без использования кабельных соединений.В связи с этим на работу беспроводных сетей воздействует большее количество различного рода помех.

Далее приведем список самых распространенных причин, влияющих на работу беспроводных сетей Wi-Fi.

1. Другие Wi-Fi-устройства (точки доступа, беспроводные камеры и др.), работающие в радиусе действия вашего устройства и использующие тот же частотный диапазон.

Дело в том, что Wi-Fi-устройства подвержены воздействию даже небольших помех, которые создаются другими устройствами, работающими в том же частотном диапазоне.

В беспроводных сетях используются два частотных диапазона — 2,4 и 5 ГГц. Беспроводные сети стандарта 802.11b/g работают в диапазоне 2.4 ГГц, сети стандарта 802.11a — 5 ГГц, а сети стандарта 802.11n могут работать как в диапазоне 2.4 ГГц, так и в диапазоне 5 ГГц.

Используемый частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в разных странах могут быть различные.

В полосе частот 2,4 ГГц для беспроводных сетей доступны 11 или 13 каналов шириной 20 МГц (802.11b/g/n) или 40 МГц (IEE 802.11n) с интервалами 5 МГц между ними. Беспроводное устройство, использующее один из частотных каналов, создает значительные помехи на соседние каналы. Например, если точка доступа использует канал 6, то она оказывает сильные помехи на каналы 5 и 7, а также, уже в меньшей степени, – на каналы 4 и 8. Для исключения взаимных помех между каналами необходимо, чтобы их несущие частоты отстояли друг от друга на 25 МГц (5 межканальных интервалов).

На рисунке показаны спектры 11 каналов. Цветовая кодировка обозначает группы непересекающихся каналов – [1,6,11], [2,7], [3,8], [4,9], [5,10]. Беспроводные сети, расположенные в пределах одной зоны покрытия, рекомендуется настраивать на непересекающиеся каналы, на которых будет наблюдаться меньше интерференции* и коллизий (конфликтов). Для протокола 802.11n номера непересекающихся каналов – 1, 6 и 11 (для ширины канала 20 МГц), с шириной канала 40 МГц – это каналы 3 и 11.

* Интерференция — сигнал, передаваемый другими излучателями (они могут быть или не быть частью вашей сети Wi-Fi) на том же канале (или близком к нему), на котором вещает ваша точка доступа.

Для определения наиболее свободного канала Wi-Fi можно воспользоваться специальной утилитой InSSIDer: «Как просканировать сеть Wi-Fi и определить наиболее свободный канал?»

Если беспроводной адаптер, установленный на компьютере/ноутбуке/планшетном ПК/смартфоне, предназначен для использования в США (например, в устройствах Apple), на нем можно будет использовать только каналы с 1 по 11. Поэтому, если установить номер канала 12 или 13 (а также если один из них был выбран алгоритмом автоматического выбора канала), беспроводной клиент (iPad/iPhone) не увидит точку доступа. В этом случае необходимо вручную установить номер канала из диапазона с 1 по 11.

2. В некоторых случаях на точке доступа рекомендуется понизить мощность сигнала Wi-Fi до уровня 50 — 75%

• • Использование слишком большой излучаемой мощности сигнала Wi-Fi не всегда означает, что сеть будет работать стабильно и быстро.

Если радиоэфир, в котором работает ваша точка доступа, сильно загружен (при обзоре беспроводных сетей вы видите большое их количество и мощность их сигнала высокая), то может сказываться влияние внутриканальных и межканальных помех. Наличие таких помех влияют на производительность сети, т.к. резко увеличивают уровень шума, что приводит к низкой стабильности связи из-за постоянной перепосылки пакетов. В этом случае рекомендуем понизить мощность передатчика в точке доступа.

Если вы не нашли в точке доступа настройки для понижения мощности передатчика, то это можно сделать другими способами: по возможности увеличить расстояние между точкой доступа и адаптером; открутить антенну на точке доступа (если такая возможность предусмотрена в устройстве); при наличии съемных антенн — использовать антенну с более низким коэффициентом усиления сигнала (например, с коэффициентом усиления 2 дБи вместо 5 дБи).

• • Мощность передатчика точки доступа в роутере обычно выше в 2-3 раза, чем на клиентских мобильных устройствах (ноутбук/смартфон/планшет). В зоне покрытия сети могут быть такие места, где клиент будет слышать точку доступа хорошо, а точка доступа клиента — плохо, или вообще не слышать (ситуация, когда сигнал на клиентском устройстве есть, а связи нет). В канале связи возникает асимметрия от разных значений мощностей и чувствительности приемников.

Для обеспечения хорошего уровня сигнала нужно, чтобы между клиентским устройством и точкой доступа было как можно более симметричное соединение, чтобы точка доступа и клиент уверенно слышали друг друга.

Как это не покажется странным, но для устранения асимметрии и получения более стабильной связи иногда следует понизить мощность передатчика в точке доступа.

3. Bluetooth-устройства, беспроводные клавиатуры и мыши, работающие в зоне покрытия вашего Wi-Fi-устройства.

Bluetooth-устройства, беспроводные клавиатуры и мыши работают в частотном диапазоне 2.4 ГГц, а следовательно, могут оказывать влияние на работу точки доступа и других Wi-Fi-устройств.

4. Большие расстояния между Wi-Fi-устройствами.

Необходимо помнить, что беспроводные устройства Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Например, домашний интернет-центр с точкой доступа Wi-Fi стандарта 802.11b/g имеет радиус действия до 60 м в помещении и до 400 м вне помещения. В помещении дальность действия беспроводной точки доступа может быть ограничена несколькими десятками метров — в зависимости от конфигурации комнат, наличия капитальных стен и их количества, а также других препятствий.

5. Препятствия.

Различные препятствия (стены, потолки, мебель, металлические двери и т.д.), расположенные между Wi-Fi-устройствами, могут частично или значительно отражать/поглощать радиосигналы, что приводит к частичной или полной потере сигнала.

В городах с многоэтажной застройкой основным препятствием для радиосигнала являются здания. Наличие капитальных стен (бетон+арматура), листового металла, штукатурки на стенах, стальных каркасов и т.п. влияет на качество радиосигнала и может значительно ухудшать работу Wi-Fi-устройств.

Внутри помещения причиной помех радиосигнала также могут являться зеркала и тонированные окна. Даже человеческое тело ослабляет сигнал примерно на 3 dB.

Ниже показана таблица потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через различные среды. Данные приведены для сети, работающей в частотном диапазоне 2.4 ГГц.

* Эффективное расстояние - означает насколько уменьшится радиус действия сигнала Wi-Fi после прохождения соответствующего препятствия по сравнению с открытым пространством. 

Например, если на открытом пространстве радиус действия сигнала Wi-Fi до 200 м, то после прохождения одной межкомнатной стены он уменьшится до 200 м * 15% = 30 м. После второй еще раз 30 м * 15% = 4,5 м. А после третьей 4,5 м * 15% = 0,67 м. Таким образом, можно предположить, что через две межкомнатные стены (толщиной не более 15 см) сеть Wi-Fi будет работать, а вот через три стены скорее всего соединение установить не получится.

Вне помещений влиять на качество передаваемого сигнала может ландшафт местности (например, деревья, леса, холмы).

Атмосферные помехи (дождь, гроза, снегопад) также могут являться причиной уменьшения производительности беспроводной сети (в случае, если радиосигнал передается вне помещений).

6. Различная бытовая техника, работающая в зоне покрытия вашего Wi-Fi-устройства.

Перечислим бытовую технику, которая может являться причиной ухудшения качества связи Wi-Fi:

• • Микроволновые СВЧ-печи. Эти приборы могут ослаблять уровень сигнала Wi-Fi, т.к. обычно также работают в диапазоне 2,4 ГГц.
  • Детские радионяни. Эти приборы работают в диапазоне 2,4 ГГц и дают наводки, в результате чего ухудшается качество связи Wi-Fi.
  • Мониторы с ЭЛТ, электромоторы, беспроводные динамики, беспроводные телефоны и другие беспроводные устройства.
  • Внешние источники электрического напряжения, такие как линии электропередач и силовые подстанции, могут являться источниками помех.

7. Устройства, работающие по стандарту USB 3.0 могут создавать помехи для сети Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц.

При тестировании интернет-центров в нашей лаборатории мы не сталкивались с такой ситуацией, когда подключенное устройство по USB 3.0 оказывало бы влияние на работу беспроводной сети в диапазоне 2,4 ГГц, но исключать таких случаев мы не можем.

Такая проблема может быть вызвана помехами, исходящими от подключаемых устройств или кабелей, разъемов, коннекторов c интерфейсом USB 3.0. В частности, может иметь место отсутствие или недостаточное экранирование кабеля или коннектора подключаемого устройства, что может привести к помехам (интерференции) на частотах в диапазоне 2,4 ГГц (на этой частоте работают большинство беспроводных устройств).

8. Прочие потенциальные источники помех.

Помимо вышеуказанных причин, влияющих на работу беспроводных сетей Wi-Fi, потенциально могут оказывать влияние и другие факторы. Например:

• • Беспроводные динамики, работающие на частоте 2,4 или 5 ГГц;
  • Некоторые источники электрического напряжения (например, электропроводка); не размещайте роутер с точкой доступа Wi-Fi у стены, плинтуса или короба с электропроводкой, а также возле электрического щитка;
  • Кабели с недостаточным экранированием, а также коаксиальный кабель и разъемы, используемые с некоторыми типами спутниковых тарелок;
  • Некоторые внешние мониторы и ЖК-экраны, работающие на частоте 2,4 ГГц;
  • Беспроводные камеры, другие устройства Wi-Fi, находящие в радиусе действия вашей сети Wi-Fi.

Информация взята с сайта https://help.keenetic.com/