Дори преди около 10 години, безжичната мрежа у дома беше част от само напреднали потребители, които бяха готови да платят няколко хиляди за радио модул в модем или рутер.
Днес почти всеки апартамент в типична многоетажна сграда има WiFi точка за достъп.
Като цяло това е добре - хората вече не са обвързани с жици: можете да гледате видеоклипове в леглото преди лягане или да четете новините на таблет с чаша сутрешно кафе. Но от друга страна възникват редица нови проблеми, които по принцип не могат да възникнат при конвенционалните кабелни мрежи. Един от тях - лови Wi-Fi у дома или в апартамента.

Трудността е, че потребителят остава сам с този проблем: техническата поддръжка на доставчика няма да се справи с това, тъй като това не е техен проблем, но сервизният център може да вземе само вашия рутер или модем за тестване и да даде становище за неговата изправност или разбивка. Те изобщо няма да се справят с работещо устройство. Междувременно основната причини за лошото приемане на Wi-Fi не толкова много. Нека ги изброим.

Честотната характеристика е претоварена

Това е най-честата причина за страданията на жителите на жилищни сгради. Факт е, че обхватът 2,4 GHz, който се използва от обикновените точки за достъп на рутери и модеми, има ограничен брой радиоканали. В руския сегмент са 13, а в Европа, например, дори по-малко - само 11. И не се припокриват, тоест тези, които не си влияят взаимно - като цяло има само 3 парчета.
Сега започнете мрежово търсене на вашия лаптоп или телефон.

Ако бъдат намерени около 10 точки за достъп, приблизително както на екранната снимка по-горе, не бива да се изненадвате, че Wi-Fi не се улавя добре у дома! Причината - обхватът е претоварен! И колкото повече точки има в квартала, толкова по-лошо ще бъде приемането ви. Много форуми и блогове ви съветват да опитате да избирате канали с надеждата да хванете по-малко зает. Мисля, че това е безполезно, тъй като при такава плътност на точките за достъп натоварването на всеки от радиоканалите се променя няколко пъти на ден, което означава, че цялата работа по избора ще се окаже глупава. Изход от ситуацията има, но ще бъде скъпо - това е преход към друг WiFi обхват - 5 GHz.

На практика е всичко безплатно и проблеми с пресичането на честотите няма да възникнат много дълго време. За съжаление ще трябва да се откажете от нов рутер (поне 3000-4000 рубли) и Wi-Fi адаптери за всички устройства (1000-1500 рубли на брой). Но проблемът със „съседите“ ще бъде напълно решен.

Неправилно местоположение на рутера

Тази причина за лошото приемане на WiFi сигнал е много често срещана и в апартаменти и частни къщи. Виновникът тук е най-често инсталаторът от доставчика. За да поставят рутера по-бързо и да спестят усукана двойка, те поставят устройството за достъп или директно в коридора, или в най-близката стая. След това поставят лаптоп до него, настройват достъп и го показват на абоната. Само по себе си всичко работи добре и капитанът бързо се отстранява. И тогава започва най-„забавното“ - потребителят открива, че в отдалечените стаи на къщата той лови Wi-Fi много зле, или изобщо няма рецепция. Но просто трябваше да отделите допълнителни 5-10 минути и да изберете правилното място за точката за достъп. В апартамента ще изглежда така:

Тоест, трябва да поставите AP, така че да покрива жилището колкото е възможно повече. Можете да обикаляте ъглите с телефона или таблета си и да проверите къде е нивото на сигнала, след което да регулирате местоположението на рутера, като вземете предвид необходимата зона на покритие.

В голям частен дом ситуацията може да бъде по-сложна. Ако има няколко етажа и бетонни подове, тогава е най-добре допълнително да инсталирате WiFi повторители - повторители на горните етажи.

Свързването им с основния рутер не чрез WDS, а с кабел, ще избегне загуба на скорост.

Съвет: Никога не се опитвайте да приближавате вашия лаптоп, таблет или телефон възможно най-близо до точката за достъп - ефектът може да бъде напълно противоположен: качеството на сигнала може да стане дори по-лошо, отколкото беше на разстояние. Между устройствата трябва да има разстояние най-малко няколко метра.

Настройки на софтуера на рутера

Всяка точка за безжичен WiFi достъп е комбинация не само от хардуер, но и от софтуерни параметри, всеки от които може да повлияе на качеството на покритието на безжичната мрежа. Неправилната конфигурация или подборът на характеристиките на устройството могат лесно да причинят лоша Wi-Fi връзка с свързани клиенти. Така че, на много съвременни рутери, в разширените настройки на безжичния модул можете да намерите параметъра предавателна мощност Силата на сигнала, с която точката за достъп разпространява WiFi.

Неведнъж съм срещал устройства, при които е бил изложен на 40% или дори само на 20%. Това може да е достатъчно в рамките на една стая, но в съседните стаи нивото на сигнала ще бъде ниско. За да коригирате това, опитайте да увеличавате параметъра "Предаване на мощност" постепенно и проверете резултата. Вероятно ще трябва да поставите всичко на 100%.

Вторият параметър, който също има много значителен ефект върху зоната на покритие и скоростта на трансфер на данни в безжичната мрежа, е Режим... Най-бързият и дълъг „обхват“ е стандартът 802.11N.

Ето защо, ако вашата Wi-Fi мрежа не работи добре у дома, опитайте принудително да зададете режим „Само 802.11N“. Факт е, че поради някои обстоятелства, в смесен режим (B / G / N), точката за достъп може да премине в по-бавен режим G. Съответно качеството на покритието на мрежата ще бъде по-ниско.

Слаба антена

Сега да преминем към хардуера на точката за достъп. Много потребители, закупили най-простия и евтин рутер, се надяват, че той ще издава сигнал като мощен военен радар, пробивайки всички стени и тавани в апартамент или къща.
Нека да разгледаме типичен представител на икономичната класа - безжичният рутер D-Link DIR-300 D1.

Както можете да видите, той няма външни антени и няма дори конектор за връзката им. Слаба антена от 2 dBi е скрита вътре. Това е напълно достатъчно за едностаен апартамент. И само ... За големи "три рубли" или, още повече, частна къща, мощността на това устройство изобщо не е достатъчна, което означава, че трябва да си купите нещо по-мощно. Например, нека разгледаме същия модел - ASUS RT-N12:

Вляво можете да видите опростена версия с 3 dBi антени, която е подходяща за малък апартамент. И тук вдясно е същият рутер, но вече модификация с усилени антени при 9dBi, което би трябвало да е напълно достатъчно за голяма частна къща.

Не забравяйте, че за да подобрите качеството на работа в WiFi мрежата, можете да укрепите не само рутера. Към безжичния адаптер на компютъра може да се свърже и допълнителна антена:

Но собствениците на лаптопи и нетбуци нямат късмет - техните устройства нямат конектор RP-SMA, което означава, че свързването на външна антена в този случай е невъзможно.

Забележка: Ако обхватът ви е претоварен, за което говорих в самото начало на статията и се надявате да разрешите проблема с лошото Wi-Fi приемане, като замените рутерните антени с по-мощни, не си губете парите, защото това най-много вероятно няма да ви помогне. "Шумът" на въздуха няма да отиде никъде, което означава, че дори ако нивото на сигнала стане по-високо, скоростта на трансфер на данни и стабилността непрекъснато ще спадат. Освен това вие и вашите съседи може да имате така наречената „студена война“, когато всеки ще усили сигнала по различни начини. И решението всъщност е само едно - преходът към разширен обхват.

Хардуерна неизправност на устройството

Не забравяйте, че причината за лошия безжичен сигнал може да бъде лошото качество на запояване на контактите. Един мой приятел прехвърли цялата си мрежа вкъщи, смени рутера няколко пъти, докато случайно не откри, че свързаният iPhone работи нормално и лаптопът практически не вижда мрежата. Както се оказа, от разклащането в чантата, лошо споеният контакт на вътрешната антена на лаптопа падна и съответно адаптерът започна да лови много зле Wi-Fi домашната мрежа.
Между другото, многократно съм чувал, че на много смартфони и таблети, както евтини, така и скъпи, имаше подобни случаи.
Така че, ако изведнъж имате подобни подозрения, просто свържете друго безжично устройство към точката за достъп и гледайте как работи. Веднага ще стане ясно кой е виновникът на проблема!

Изпълнението на Wi-Fi е неудобно по два начина. Първо: слаб и нестабилен сигнал. Второ: ниска скорост на предаване. И двете могат лесно да бъдат решени дори от човек с хуманитарна нагласа, ако прочете статията ни или издава кутия бира на съсед, който е IT специалист.

Вариантът за бира със сигурност е по-добър и носи оживление в икономиката на Руската федерация, както и осигурява осезаемо увеличение на БВП. Но тази опция често има непоправим недостатък: ИТ съсед може да не съществува. И тогава, воля-неволя, ще трябва да прочетете това, което сме ви написали тук.

Най-важното нещо. Уверете се, че имате модерен пълноправен безжичен рутер (известен още като рутер) в центъра на вашата Wi-Fi мрежа. Ключовата дума е модерна. Факт е, че комуникационното оборудване се развива толкова активно, колкото и цялата ИТ индустрия. Стандартите, протоколите и скоростите на безжично предаване, които бяха нормални преди 5-7 години, сега са безнадеждно назад. Например, не толкова отдавна, 50-60 Mbps канал се смяташе за достоен вариант за дом, за семейство, за показване. И сега евтини устройства за няколко хиляди рубли декларират теоретични 300 Mbit / s.

В личните си дневници капитан Очевиден многократно отбелязва, че стените и преградите са основната пречка за Wi-Fi сигнала. В допълнение към стените, всяко екраниращо препятствие, съдържащо метал, може да се превърне в сериозна пречка за Wi-Fi сигнала - най-често огледало, аквариум или стоманена статуя на Дарт Вейдър. Разрушаването на всички стени в апартамента е оптимално решение всичките ви проблеми, но е обезпокоително, да. По-лесно е да помислите как да намерите оптималната точка за поставяне на източника на сигнал. Вашият безжичен рутер трябва да е възможно най-близо до центъра на стаята и да не лежи на пода, а на поне метър над пода.

Когато стартирате мрежово търсене, вероятно неведнъж сте забелязали, че няколко други Wi-Fi сигнала се движат из апартамента ви или дори дузина. По някаква причина малко хора мислят за факта, че мрежите на други хора работят в същия честотен диапазон като вашия, а това не е добре. Съгласно стандартите, 13 честотни канала са разпределени за Wi-Fi мрежи в Русия. Изтеглихме екранна снимка на менюто за конфигуриране от инструкциите за популярния рутер ZyXEL Keenetic Lite - той показва как в режим „Network Client“ рутерът показва каналите, заети от съседите. Съществуват и отделни програми, които правят същото, например inSSIDer. Просто трябва да проучите получения списък, да изберете най-свободния от 13 канала и да го зададете по подразбиране в рутера.

Много майстори ръчно изпомпват антените на рутери, като окачват тенекиени кутии, фолио и т.н. Всъщност играта явно не си струва свещта - по-добре е да си купите подходяща антена увеличена мощност... Има голям асортимент от тях в сайтовете за Wi-Fi оборудване и някои от тях изглеждат много екзотични. Усилването на антената е посочено в изотропни децибели (dBi). Стандартна антена от домашен рутер има мощност около 2 dBi, но намирането и закупуването на антена с усилване от 10-20 dBi не е проблем и това коренно решава ситуацията с наличието на сигнал! Но фолиото също има смисъл да се укроти - наскоро беше измислено особено виртуозно спасяване с рефлектори от, предизвикващо повишен интерес.

Сегментна параболична антена с мощност 24 dBi

Много модерни модели маршрутизаторите са оборудвани с чифт антени и в топ моделите може да има дори повече от тях. Това обикновено осигурява добър сигнал, но ако не, тогава ще бъде скъпо да смените две антени наведнъж. В такава ситуация е по-добре да поставите допълнителна точка за разпределение на сигнала в апартамента - такива устройства се наричат \u200b\u200b"повторител" (Wi-Fi повторител). Те струват приблизително колкото евтин рутер и са лесни за конфигуриране.

Често проблемният елемент в домашната мрежа не е рутерът, не оформлението на апартамента, а самото приемащо устройство. Трябва да режем две неща на носа си веднъж завинаги. Първо: ако имате мощен компютър за игри и мултимедия, по-добре е да го свържете към мрежата с жична връзка (има милион причини и всички те са важни). Второ: ако ще получавате Wi-Fi през адаптер, изберете не малко устройство с размер на нокът (подходящо е само за събиране в кафене), а приемник с голяма антена. Закупуването на Wi-Fi адаптер с тежка антена също помага, когато вашият лаптоп улавя сигнала лош, но в някой ъгъл на стаята е много по-добре. Можете да включите Wi-Fi адаптер към вашия лаптоп и да поставите антената от него в най-щастливия ъгъл.

Моля, изключете захранването

„Всичко, което трябва да направите от блогърите, е да изключите базовите си станции“, каза Стив Джобс пред събралата се публика на шоуто на iPhone 4 през юни 2010 г., раздразнен все повече и повече. „Ако искате да видите мостри, изключете лаптопите си. Всички Wi -Фи горещи точки и ги сложете на пода. "

При тълпа от 5000 едва 500 имаха работещи Wi-Fi устройства. Това беше истински безжичен апокалипсис и дори групата най-добрите специалисти от Силициевата долина не можаха да направят нищо по въпроса.

Ако този пример за спешната нужда от 802.11 изглежда не е приложим за вашето ежедневие, не забравяйте септември 2009 г., когато екипът на THG за първи път насочи вниманието си към технологиите от Ruckus Wireless в своя преглед. „Технология за излъчване на лъчи: нови възможности за WiFi“ ... В тази статия запознахме читателите с концепцията за формиране на лъча и прегледахме няколко сравнителни резултата от теста в доста голяма офис среда. По това време рецензията се оказа много поучителна, но, както се оказа, имаше още много за разказване на читателите.

Тази мисъл ни дойде преди няколко месеца, когато един от нашите служители инсталира неттоп за децата си, използвайки двулентов безжичен USB адаптер (2,4 GHz и 5,0 GHz), за да се свърже с неговата точка за достъп на Cisco Small Business-Class 802.11n Linksys с поддръжка на 802.11n. Работата на това безжично устройство е ужасна. Нашият служител дори не можа да гледа поточното видео от сайта на YouTube. Ние вярваме, че проблемът е слабата способност на nettop да обработва информация и да показва графично данни. Веднъж той се опита да замени устройството с безжичния мост 7811, описан в нашата статия „802.11n безжични рутери: Тест на дванадесет модела“ като го вземете от използвано преди това оборудване. И веднага усетих разликата, тъй като поточното видео вече можеше да се гледа на доста добро ниво. Сякаш преминава към кабелна Ethernet връзка.

Какво стана? Нашият служител не беше в класната стая с 500-те блогъри, които блокираха връзката му. Той използва най-оптималния хардуер за малък бизнес Cisco / Linksys, който лично беше тествал и знаеше, че предлага по-добра производителност от повечето конкурентни марки. Смятахме, че преминаването към безжичен мост от Ruckus не е достатъчно. Твърде много въпроси останаха без отговор. Защо единият продукт се представи по-добре от другия? И защо оригиналната статия посочва, че производителността се влияе не само от твърде близко сходство между клиент и точка за достъп, но и от формата на самата AP (точка за достъп)?

Въпроси без отговор

Преди шест месеца Ruckus се опита да разработи тестов случай, който да ни помогне да подредим въпросите без отговор, като анализира ефектите от въздушните електромагнитни смущения върху производителността на Wi-Fi оборудването, но преди тестовете да започнат, компанията спря експеримента . Ruckus инсталира високочестотни генератори на шум и стандартни клиентски машини, но измерването на резултатите от теста, получени за една минута, беше последвано от напълно различни стойности след две минути. Дори превръщането в средно пет измервания на дадено място би било безсмислено. Ето защо никога не сте виждали реални проучвания за смущения, публикувани в пресата. Управлението на средата и променливите е толкова трудно, че тестването става напълно невъзможно. Доставчиците могат да говорят толкова дълго, колкото искат за всички стойности на производителността, получени при тестване на оптимални конфигурации в шумоизолирани камери с високочестотни трептения, но всички тези статистически данни са безсмислени в реалния свят.

Честно казано, никога не сме виждали някой да обяснява и изследва тези проблеми и затова решихме да се възползваме от инициативата, като хвърлим светлина върху естеството на производителността на Wi-Fi устройството и разкрием техните най-съкровени тайни. Прегледът ще бъде достатъчно голям. Имаме много да ви кажем, така че ще разделим статията на две части. Днес ще се запознаем с теоретичните аспекти (как Wi-Fi оборудването работи на ниво данни и хардуер). След това ще продължим да добавяме теория с практика - всъщност тестване в повечето екстремни безжични среди, които някога сме срещали; това включва 60 лаптопа и девет таблета, всички тествани на една точка за достъп. Чия технология ще издържи и чия ще изостане далеч от конкуренцията? Докато приключим изследването си, вие не само ще получите отговор на този въпрос, но и ще разберете защо получихме точно тези резултати и как работят технологиите зад тези резултати.

Претоварване на мрежата срещу отвличане на линии

Обикновено използваме думата „задръстване“, когато описваме случаи, когато безжичният трафик е претоварен, но когато става въпрос за важни мрежови проблеми, задръстванията всъщност не означават нищо. По-добре да се използва терминът "улавяне". Пакетите с информация трябва да се конкурират помежду си за правото да бъдат изпратени или получени в точния момент, когато има свободна празнина в предаването на трафика. Не забравяйте, че Wi-Fi е полудуплексна технология и следователно във всеки един момент само едно устройство може да предава данни по канала: или AP или някой от неговите клиенти. Колкото повече оборудване има в WLAN, толкова по-важно е управлението на пикап, тъй като има много клиенти, които се конкурират за въздух.

С тенденцията на безжичните комуникационни мрежи постоянно да се разрастват бързо, през най-високата степен става важно кой точно се подготвя за прехвърляне на данните и кога. И тук има само едно правило: който обменя информация в мълчание, печели. Ако никой не се опитва да предаде данни в същия момент като вас, тогава ще можете да взаимодействате необходими устройства безпрепятствено. Но ако двама или повече клиенти се опитат да направят същото по едно и също време, ще възникне проблем. Сякаш разговаряте с приятеля си с помощта на уоки токи. Когато говорите, вашият приятел трябва да чака и да слуша. Ако и двамата се опитате да говорите едновременно, никой от вас няма да се чуе. За ефективна комуникация и вие, и вашият приятел трябва да контролирате достъпа до въздуха и улавянето на линията. Ето защо казвате нещо като "трик", когато завършите да говорите. Сигнализирате, че етерът е свободен и някой друг може да говори.

Ако някога сте тръгнали по пътя с преносимо радио, може би сте забелязали, че има само няколко налични канала - а също така има много хора наоколо, които също са измислили идеята да ходят с радио ръцете им. Това важи особено за времето, когато все още нямаше евтини мобилни телефони - изглеждаше, че всеки, когото срещнаха, имаше уоки-токи. Може да не сте говорили с приятеля си, но в близост до вас имаше други хора с уоки-токи, които, както се оказа, използваха същия канал. Всеки път, когато щяхте да вмъкнете дума, някой вече окупира канала ви, кара ви да чакате ... и чакайте ... и чакайте.

Този тип смущения се наричат \u200b\u200b„ко-канални“ смущения, при които смущаващите затрудняват комуникацията във вашия канал. За да разрешите проблема, можете да опитате да превключите на друг канал, но ако няма нищо по-добро, ще бъдете принудени да работите с много, много бавни скорости на предаване на данни. Трябва да прехвърляте данни само когато всички бъбриви глупаци около вас мълчат за момент. Може да се наложи да изобщо не кажете нищо, например: "Боже! Тази намеса в ухото отново!"

Източници на смущения

Трудната част за този проблем с вътрешните смущения на канала е фактът, че потокът от Wi-Fi трафик никога не е равномерен. Ние се справяме с високочестотни (RF) смущения, които произволно пречат на пътя на пакетите, удрят навсякъде, по всяко време и траят различно време... Смущенията могат да възникнат от различни източници, от космически лъчи до конкурентни безжични мрежи. Например микровълновите печки и безжичните телефони са доста известни нарушители в обхвата 2,4 GHz.

Като илюстрация, представете си, че играете кола на Hot Wheels с приятел и всяка кола, която натиснете по пода към приятеля, представлява пакет данни. Jammer е вашият малък брат, който играе топки с приятел пред вашия конвой. Може би топката няма да удари колата ви в даден момент от времето, но е очевидно, че по някакъв начин ще влезе в нея. Когато се случи сблъсък, ще трябва да спрете да играете, да вземете повредената кола и да я занесете до стартовата линия, опитвайки се да я стартирате отново. И както всички томбои, вашият малък брат не винаги играе само топки. Понякога той ви хвърля плажна топка или плюшено куче.

Ефективната Wi-Fi мрежа е свързана главно с управлението на безжичния или радиочестотния обхват - необходимо е да се помогне на потребителя да получи достъп до безжичната „магистрала“ и да я „напусне“ възможно най-скоро. Как да накарате вашите Hot Wheels да вървят по-бързо и по-точно? Как поддържате все повече коли да се разхождат напред-назад, пренебрегвайки жалките опити на малкия ви брат да ви развалят настроението? Това е тайната на доставчиците на безжично оборудване.

Разлика между трафик и Wi-Fi смущения

Ще се върнем към това малко по-късно, но първо разберете, че стандартът 802.11 прави много неща, за да променя контрола на пакетите. Да се \u200b\u200bвърнем към автомобилните метафори. Когато шофирате по пътя с кола, тогава сте изправени пред правилата за ограничаване на скоростта на движение и други препятствия, които влияят върху това как точно се държи колата ви при определени характеристики. Но ако вашата прабаба е на вашето място, носейки дебелите си очила, слушайки Лорънс Уелк и се придвижва по осем лентата междудържавна магистрала със скорост 35 мили в час, други шофьори скоро ще загубят търпение и ще започнат да свирят с клаксони. Движението по пътя ще се забави. Но всеки ще продължи да шофира, дори при тази намалена скорост.

Това е подобно на това, което се случва, когато Wi-Fi трафикът на вашия съсед влезе във вашата безжична мрежа. Тъй като целият трафик се подчинява на стандарта 802.11, всички пакети се контролират, като се използват едни и същи правила. Нежеланият трафик по пътя ви забавя цялостното движение на пакетите, но няма същия ефект като излъчването от микровълнова фурна, която не се подчинява на правилата и просто преминава през различните Wi-Fi ленти (канали) като група самоубийци пешеходци.

Очевидно е, че относителното въздействие на RF шума в Wi-Fi устройства с границите на честотния диапазон 2,4 и 5,0 GHz се проявява по-лошо от WLAN трафика на конкурента (безжична LAN), но една от целите за подобряване на производителността е в полза на и двете мрежи. Както ще видим по-късно, има много начини да се постигне това. Засега просто не забравяйте, че всички тези части от трафика се конкурират помежду си и в крайна сметка намесата се превръща във фонов шум. Потокът от пакети данни, който започва да се движи доста мощно, при -30 dB, в резултат постепенно избледнява, до -100 dB или по-малко на известно разстояние. Тези нива са твърде ниски, за да бъдат ясни за точка за достъп, но все пак могат да нарушат трафика, точно като онази баба с дебели очила.

Всичко е честно по време на война и в ефир

Нека да поговорим за това как точките за достъп (включително рутерите) управляват правилата за движение. Помислете за типичен двулентов вход за магистрала. На всяка лента се нареждат коли и на всяка има светофар. Да приемем, че всеки поток има зелена светлина за пет секунди.

Безжичният адаптира тази идея леко с процес, наречен честност на излъчването. Точката за достъп изчислява броя на съществуващите клиентски устройства и задава равни интервали от време за стабилна комуникация за всяко устройство, сякаш камерата, която наблюдава входа на магистралата, може да оцени броя на автомобилите, уловени в задръстване и ще използва тази информация, за да реши колко дълго трябва да свети зелената светлина. Докато светлината остава зелена, автомобилите могат да продължат да се движат по входа на магистралата. Когато светлината премине в червено, движението по тази лента ще спре и тогава зелената светлина ще се включи за следващата лента.

Да предположим, че на този гръбнак има три ленти, по една за всеки стандарт: 802.11b, 11g и 11n. Очевидно е, че информационните пакети се предават от различни скорости; все едно едната лента е за високоскоростни спортни автомобили, а другата за бавни, тежкотоварни ремаркета. За определен период от време във вашия трафик ще получавате повече „бързи“ пакети, отколкото бавни.

Без принципа на честност в ефира трафикът е намален до най-ниския общ знаменател... всичко превозни средства подредете се в една лента и ако бърза кола (11n) заседне в задръстване зад автомобил със средна скорост (11b), цялата верига се забавя до скоростта на тази "средна" кола. Ето защо, ако правите много анализ на трафика с потребителски рутери и точки за достъп, стигате до заключението, че производителността може драстично да спадне, ако свържете старо устройство 11b към мрежа 11n; Ето защо много точки за достъп имат на разположение само режим 11n. Този подход, разбира се, принуждава точката за достъп да игнорира по-бавното устройство. За съжаление повечето потребителски Wi-Fi продукти все още не поддържат честност в ефир. Този имот става толкова популярен в бизнес общността толкова бързо, че се надяваме скоро да достигне до редовните потребители.

Когато се случват лоши неща с добри пакети

Стига за колите. Нека разгледаме пакетите данни и смущения от различен ъгъл. Както бе споменато по-рано, намесата може да проникне във въздуха по всяко време и да продължи всяко време. Когато шумът влезе в пакет данни, той се поврежда и трябва да бъде изпратен отново, което води до забавяне и увеличаване на общото време за изпращане.

Когато казваме, че искаме да постигнем по-добра производителност, това най-вероятно означава, че искаме нашите пакети данни да се доставят от точката за достъп до клиента (или обратно) много по-бързо. За да се случи това, точките за достъп обикновено използват една или и трите тактики: намаляване на скоростта на предаване на данни на физическия слой (PHY), намаляване на мощността на предаване (Tx) и промяна на радиоканала.

PHY е като предупредителен знак за ограничение на скоростта (честно се опитваме да избягаме от примерите за автомобили!). Това е теоретичната скорост на данни, при която се смята, че трафикът започва да се променя. Когато вашият безжичен клиент каже, че сте свързани с 54 Mbps, всъщност не предавате пакети данни с тази скорост. Това е само нивото на одобрена скорост, с което точката за достъп и хардуерът все още комуникират. Ще разберем какво се случва с пакетите и с реалните производствени нива, след като видим това споразумение.

Скорост на данни на физически слой (PHY)

Когато шумът навлезе в безжичния поток, причинявайки повторно предаване на пакети, точката за достъп може да падне под физическата скорост. Това е като да разговаряте в забавен каданс с някой, който не говори свободно вашия език, а в света на кабелните мрежи това работи чудесно. Преди това нашият пакет се предаваше със скорост 150 Mbps. Физическата скорост спадна до 25 Mbps. Изправени пред появата на случаен шум, се чудехме какво се случва с вероятността нашият пакет данни да се сблъска с друг поток от смущения? Тя расте, нали? Колкото по-дълго пакет данни е във въздуха, толкова по-вероятно е да срещне смущения. И така, да, техниката за намаляване на физическите скорости, която работи толкова добре в кабелните мрежи, сега се превръща в отговорност на безжичните мрежи. За да се влошат нещата, ниските физически скорости правят Wi-Fi свързването (където два канала на 2.4 или 5.0 GHz се използват в тандем за увеличаване на пропускателната способност) много по-трудно, тъй като съществува риск каналите с различни честоти да работят с различни скорости.

Невероятно и тъжно е, че практиката за използване на метода за намаляване на физическите скорости се увеличава. Почти всеки доставчик използва тази техника, въпреки че е контрапродуктивна по отношение на производителността.

Какво казваш?

До известна степен безжичните мрежи са просто голяма караница. Представете си, че сте на вечеря. Сега е 18:00 ч. И са дошли само няколко души. Те мислят за нещо, говорят тихо. Чувате шепота на гласове и бръмченето на климатика. Вашият колега се приближава до вас и нямате проблем да поддържате разговора. Четиригодишните на собственика идват при вас и започват да пеят песен от улица „Сезам“. Но дори и с тези три източника на намеса, вие и вашият партньор нямате проблем да се разбирате, отчасти поради факта, че вашият партньор е израснал в голямо семейство и говори високо, като мегафон.

В този пример звуците на други хора, които говорят, и климатика са „шумовият под“. Той винаги присъства, винаги на това ниво. Когато говорим за това колко шум влияе на вашия разговор, ние не вземаме предвид дъното на шума. Сякаш поставяме тавата върху кухненската везна и след това натискаме бутона, за да доведем тежестта до нула. Тавата за претегляне и фоновият шум са постоянни, точно като фоновия RF шум, който ни заобикаля. Всяка среда има свой собствен шум.

Детето и възхищението му от Голямата птица (персонаж от улица „Сусам“) обаче пречат. Въпреки че партньорът ви говори високо, пак можете да общувате ефективно, но какво се случва, когато вашият учтив приятел се приближи до вас и се включи в дискусия? Оказваш се този, който хвърля раздразнени погледи към танца на бебето и пита събеседника си - "какво?"

За да компенсираме дъна на RF фоновия шум, ние инсталирахме безжичен телефон с измерена стойност на шума -77dB на мястото на нашето клиентско устройство. Това е нашето пеещо четиригодишно дете. Ако имате надежден AP, който предава само сигнал -70dB, това трябва да е достатъчно, за да може клиентът да „чуе“ данните въпреки смущенията, но не твърде много. Разликата между пода на шума и получения (чут) сигнал е само 7 dB. Ако обаче имаме точка за достъп, която предава данни с по-силен звук, да речем при -60 dB, тогава ще получим много по-значителна разлика от 17 dB между смущения и получен сигнал. Когато можете да чуете някого без никакви проблеми, разговорът ще протече по много по-ефективен начин, отколкото когато едва чувате какво казва. Нещо повече, помислете какво се случва, когато друго четиригодишно дете иска да изпее нещо от репертоара на Лейди Гага. Две деца, които пеят, вероятно ще заглушат приятелския ви приятел, докато по-приказливият ви събеседник все още може да бъде чут ясно.

Какво казваш? - Казвам „ГРЕХ“!

В радио света обхватът от дъното на шума до получения сигнал е съотношението сигнал / шум (SNR). Това е, което виждате отпечатано на почти всяка точка за достъп, но всъщност това не ви интересува. Всъщност ви интересува разликата от горното ниво на смущения до получения сигнал, т.е. съотношението сигнал / шум, отчитайки тяхното влияние един върху друг (SINR), което има смисъл. Не че винаги можете да знаете предварително какъв ще бъде SINR сигналът, тъй като не можете да определите нивото на смущения в даден момент и място, докато не го измерите. Но от друга страна можете да усетите средното ниво на смущения в определена среда. Заедно с това ще имате по-добри идеи за точната сила на сигнала, необходима на точката за достъп, за да се поддържа висока функционалност.

Като знаете това, може да попитате: „Защо, моля те, кажи, някой би искал да намали силата на предаване (Tx) въпреки намесата?“ Добър въпрос, тъй като това е един от трите стандартни отговора за повторно изпращане на пакети. Отговорът е, че спадът в силата на сигнала Tx удебелява зоната на покритие на AP. Ако имате източник на шум извън зоната на покритие, ефективното премахване на този източник от обхвата на осведоменост на AP освобождава AP от необходимостта да се справя с проблема. Ако клиентът е в зона с намалено покритие, това може да помогне за значително намаляване на смущенията в ко-канала и подобряване на цялостната производителност. Ако обаче вашият клиент е и във външния обхват на AP (като Клиент 1 на нашата снимка), той просто пада от погледа. Дори и в най-благоприятния случай, спадът на мощността на предаване значително ще намали зоната на покритие, т.е. стойността на SINR, и ще ви остави с намалени скорости на предаване на данни.

Толкова много канали и нищо за гледане

Както видяхме, първите два общоприети подхода за справяне с смущения намаляват физическата скорост и намаляват мощността. Третият принцип е този, който примерът на уоки токито докосва: промяна на безжичния канал, който всъщност променя честотата, с която се движи сигналът. Това е ключовата идея зад технологията за разширен спектър или прескачане на честота, която е открита от Никола Тесла през 20-ти век и е била широко използвана за военни цели по време на Втората световна война. За миг известната и красива актриса Хеди Ламар помогна да се открие техника за прескачане на честота, която помогна да се деактивират радиоуправляемите торпеда. Когато този подход се използва в по-широк честотен диапазон от този, в който обикновено се предава сигналът, тогава той вече се нарича разпространение.

Wi-Fi устройствата използват технология с разширен спектър предимно за увеличаване на честотната лента, надеждността и сигурността. Всеки, който някога е зависел от настройките на своите Wi-Fi устройства, знае, че има 11 канала в обхвата от 2,4 до 2,4835 GHz. Тъй като обаче общата честотна лента, използвана за 2.4GHz Wi-Fi разширен спектър, е 22MHz, в крайна сметка имате припокриване на тези канали. Всъщност, да кажем в Северна Америка имате на разположение само три канала - 1, 6 и 11 - които няма да се пресичат. В Европа можете да използвате канали 1, 5, 9 и 13. Ако използвате 2,4 GHz 802.11n стандарт с 40 MHz широчина на канала, вашият избор е намален до два: канали 3 и 11.

Нещата са малко по-добри в обхвата 5 GHz. Тук имаме 8 вътрешни канала, които не се припокриват (36, 40, 44, 48, 52, 56, 60 и 64). Точките за достъп с висока производителност обикновено комбинират радиоразпръскване в честотни ленти 2,4 GHz и 5,0 GHz и би било правилно да предположим коя е по-малко смущения в честотната лента от 5,0 GHz. Само отърваването от 2.4GHz Bluetooth смущения може да направи голяма разлика. За съжаление крайният резултат е неизбежен: в момента спектърът от 5,0 GHz е залят от трафик, точно както беше при спектъра от 2,4 GHz. С ширината на канала 40 MHz, използвана в 802.11n, броят на неприпокриващите се канали е драстично намален до четири (динамичен избор на честота (DFS), каналите са изключени поради военни радарни конфликти) и потребителите, които вече са изправени ситуации, когато в обхвата няма нито един достатъчно отворен канал. Сякаш имаме повече телевизионни канали, които да гледаме по цял ден и да не показваме нищо освен реклами за хигиена. Малко хора искат да гледат това от сутрин до вечер.

Всенасочена, но не всемогъща

Е, досега ви съобщихме достатъчно лоши новини. Но има повече от тях. Време е да поговорим за антени.

Споменахме силата на сигнала, но не и посоката на сигнала. Както вероятно знаете, повечето антени не са насочени. Като комплект високоговорители, които издават едновременно силни звуци във всички посоки (с прикрепени микрофони, улавящи звуци равномерно от всички 360 градуса), всепосочните микрофони ви гарантират отлично покритие. Няма значение къде се намира клиентът. Докато е в обхват, всепосочната антена ще може да я открива и да комуникира с нея. Недостатъкът е, че същата всепосочна антена прехваща и всеки друг източник на шум и смущения в дадения обхват. Всепосочните системи улавят всичко - добър звук, лош, грозен - и едва ли ще направите нещо по въпроса.

Представете си, че стоите в тълпа и се опитвате да говорите с някой, който е на няколко метра от вас. Поради шума около вас, едва ли можете да чуете нещо. И какво ще правиш? Разбира се, приближете дланта си до ухото си. Ще се опитате да се фокусирате по-добре върху звука, идващ от една посока, докато блокирате звуците, идващи от други посоки, тоест тези, които дланта ви е „покрила“. Още по-добър звукоизолатор е стетоскопът. Това устройство се опитва да блокира всички звуци заобикаляща среда с тапи за уши, които позволяват да преминават само звуци от гърдите.

В света на радиото еквивалентът на стетоскоп е технология, наречена формиране на лъча.

Отново формиране на лъча

Целта на технологията за формиране на лъчи е да се създаде зона с повишена енергия на вълните на определено място. Класически пример за това явление: капчици вода, попадащи в басейн. Ако над него имаше два крана и отворите всеки кран точно в точния момент, така че от време на време те да пускат синхронизирани във времето капки вода, концентрични пръстенови вълни, излъчващи се от всеки епицентър (където капките падат), биха създали частично припокриващи модели. Виждате този модел на илюстрацията по-горе. Когато една вълна е в най-високата точка на пресичане с друга вълна, вие имате допълнителен ефект, при който енергията на двете вълни се комбинира и води до образуването на още по-голям хребет във формата на вълната. Поради редовността на падането на капчиците, такива подсилени хребети се виждат ясно в определени посоки, те представляват нещо като "лъч" от засилена енергия.

В този пример вълните се разминават във всички посоки. Те равномерно се стремят навън от точката на произход, докато достигнат някакъв противоположен обект. Wi-Fi сигналите, излъчвани от ненасочена антена, се държат по същия начин, излъчвайки вълни от радиочестотна енергия, които, когато се комбинират с вълни от друга антена, могат да създадат лъчи с повишена сила на сигнала. Когато имате две вълни във фаза, резултатът може да бъде лъч с почти двойна сила на сигнала от оригиналната вълна.

Използва се във всички посоки

Както се вижда от предишната картина на нивото на смущения, всепосочните антени се формират на лъча в множество, често противоположни посоки. Чрез промяна на времето на сигналите на всяка антена може да се контролира формата на схемата за формиране на лъча. Това е добре, защото ви позволява да фокусирате енергията в по-малко посоки. Ако точката ви за достъп „знаеше“, че клиентът й е в позиция три часа, би ли било разумно да изпратите лъча в 9 или 11 часа? Е, да ... ако присъствието на този "изгубен" лъч е неизбежно.

Всъщност, ако имате работа с всепосочни антени, тогава такава загуба наистина е неизбежна. Технически погледнато, това, което виждате в горния ред, е резултат от фазирана антенна решетка (PAR) - група антени, в която относителните фази на съответните сигнали, захранващи антените, се различават по такъв начин, че ефективният радиационен модел на масивът се усилва в желаната посока и се потиска в няколко нежелани посоки. Това е като да стискате средната част на непълно напомпания балон. Когато компресията се увеличи, ще получим част от топката, която излиза прекомерно в едната посока, но ще срещнем и съответно изхвърляне в другата посока. Можете да видите това на фигурата по-горе, където горният ред показва различните модели на формиране на лъча, произведени от двете диполни всепосочни антени.

Правене на промени по време на формиране на лъча

Очевидно е, че искате генерираната зона на покритие на лъча да улови клиентското устройство. Когато се формира лъч с фазирана антенна антена, както е илюстрирано на фигурите по-горе, в горните редове (този път с помощта на три диполни антени), точката за достъп анализира сигналите, идващи от клиента, и използва алгоритми за промяна на диаграмата на излъчване, като по този начин променя посока на пътя на лъча за по-добро насочване на клиента. Тези алгоритми се изчисляват в контролера на точката за достъп, поради което понякога можете да видите друго име за този процес - "формиране на лъчи на базата на чипове". Тази технология е известна също като насочена сигнализация от Cisco и други и остава незадължителен, неразпространен компонент на спецификацията 802.11n.

Хардуерно контролирана фазирана антенна антена е техника, използвана от повечето производители, които понастоящем рекламират технологията за формиране на лъчи широко в своите продукти. Ruckus не използва този метод. В това отношение сгрешихме в предишната ни статия. На шеста страница нашият автор заяви, че „Ruckus използва„ on-the-antena “формиране на лъча, технология, разработена и патентована от Ruckus ... [която] използва антенна решетка.“ Но това не е така. Формирането на лъча с фазов масив изисква голям брой антени. Подходът на Ruckus се различава от този метод.

С технологията Ruckus можете да насочвате лъча към всяка антена независимо от другите антени. Това се постига чрез съзнателно поставяне на метални предмети близо до всяка антена в антенната решетка, за да влияе независимо на модела на излъчване. Скоро ще се върнем към този въпрос и ще се опитаме да го проучим по-задълбочено, но няколко различни видове Модели за формиране на лъчи, използващи подхода Ruckus, могат да се видят на втория ред на фигурите по-горе. Разглеждайки двата подхода едновременно, е невъзможно да се определи кой ще даде най-висока практическа ефективност. Фазиран масив от три антени генерира по-фокусиран лъч от относителните блокове на Ruckus. Интуитивно можем да приемем, че колкото повече е фокусиран лъчът, толкова по-добра е производителността, ако всички останали фактори са равни. Ще бъде интересно да разберем дали това е така по време на нашите тестове.

Аз не те чувам!

Помните ли ефекта от поставянето на дланта си до ухото? Елиминирането на смущения от нежелана страна може да подобри приемането, въпреки че клиентът не е променил излъчения сигнал. Според Ruckus простото пренебрегване на сигналите от обратната посока може да доведе до допълнителни клиенти до 17 dB поради елиминирането на смущения.

В същото време, подобряването на силата на предавания сигнал може да добави допълнителни 10 dB. Като се има предвид предишното обяснение за ефекта на силата на сигнала върху честотната лента, ще разберете защо кондиционирането на сигнала може да бъде толкова важно и защо много съжаляваме, че повечето производители на безжичния пазар все още не са взели предвид гореспоменатите технологии.

Пространствено обединяване

Едно от основните подобрения в спецификацията 802.11n е добавянето на пространствена агрегация. Това включва използването на така нареченото естествено разделяне на един първичен радиосигнал на подсигнали, които достигат до местоназначението по различно време. Ако нарисувате точка за достъп в единия край фитнес, а клиентът - от друга, директният път на радиосигнала до центъра на залата ще отнеме малко по-малко време от сигнала, отразен от страничната стена. Обикновено има много възможни сигнални пътища (пространствени потоци) между безжичните устройства и всеки път може да съдържа поток с различни данни. Приемникът получава тези подсигнали и ги комбинира. Този процес понякога се нарича разнообразие на връзките. Пространственото мултиплексиране (SM) работи много добре на закрито, но ужасно в по-малко ограничени среди като открито полезащото няма обекти, от които сигналите да отскачат, за да създадат подпоток. Винаги, когато е възможно, SM служи за увеличаване на честотната лента на канала и подобряване на съотношението сигнал / шум.

За да получите ясно усещане за разликата между обединяване на потоци и формиране на лъчи, представете си две кофи - едната е пълна с вода (данни), а другата е празна. Трябва да прехвърлим данни от една кофа в друга. Формирането на лъчи включва един маркуч, свързващ двете кофи и ние увеличаваме налягането на водата, за да прехвърлим течността по-бързо. С съединителя на потока (SM) вече имаме два (или повече) маркуча, движещи вода при нормално налягане. С единична радио верига, т.е. при предаване на радиосигнал от едно устройство към една или повече антени, SM обикновено се представя по-добре от формирането на лъча. При две или повече радио вериги често е точно обратното.

Могат ли да се използват и двата метода?

Картината по-горе не ни харесва, но можете да видите от нея защо комбинирането на поточно предаване и формирането на лъча не може да се комбинира с помощта на дизайн с три антени (което е последната опция, която в момента имаме в много точки за достъп). По принцип, ако две антени са заети с формиране на лъча в първия поток, остава трета антена, за да стартира втория поток. Може би си мислите, че с два входящи потока SM не би трябвало да има проблеми. Въпреки това, насоченият поток вероятно ще има много по-висока скорост на предаване на данни - толкова, че получаващият клиент не може ефективно да синхронизира двата потока. Единственият начин да приведем двата потока до достатъчно близки скорости за синхронизация е да намалим мощността на насочения сигнал ... което по някакъв начин отрича цялата идея за формиране на лъча на първо място. Получавате два потока със "стандартно налягане", както е в предишната ни илюстрация.

Ами ако имате четири антени? Да, може да работи. Двама ще се занимават с оформяне на сигнала, а другите два ще комбинират потоци. Естествено, добавянето на още една антена увеличава цената на целия комплект. В един свят на корпоративни горещи точки купувачите могат лесно да приемат повишаването на цената, но какво ще кажете за някой, който също се нуждае от четири антени? Едва наскоро получихме три антени за работа с лаптопи - това беше предмет на ожесточен дебат. И тогава има четвъртият? По-важното е какво се случва с консумацията на енергия? При липсата на отговори и / или ентусиазъм на този пазар, производителите просто отложиха идеята за разработване на дизайн с четири антени.

Антени и радио модули

По-рано използвахме термина „радио верига“, но в много случаи той не дава достатъчно дълбока и точна дефиниция. Съществува подходящо представяне на връзката между радио веригите и пространствените потоци, което е важно да се помни, когато се оценяват безжичните механизми.

Погледнете израза 1x1: 1. Да, вече чуваме как „експертите“ го произнасят: „умножете едно по едно и разделете по едно“. Не е ли? Не може да бъде намерен по-добър начин записи, отколкото с дебелото черво?

Частта 1x1 се отнася до броя на предавателните (Tx) и приемащите (Rx) вериги. A: 1 е свързан с броя на използваните пространствени потоци. По този начин, стандартната за индустрията точка за достъп 802.11g може да бъде изразена като 1x1: 1.

Скоростта 300Mbps, цитирана в повечето актуални продукти 802.11n, зависи от два пространствени потока. Тези продукти са етикетирани 3x3: 2. Вероятно все още не сте срещали дизайни, при които скоростта на трансфер е 450 Mbps. Това вече е 3x3: 3, но въпреки теоретичната скорост от 450 Mbit / s, такива продукти имат много малко предимство, ако има такива, над продукти 3x3: 2. Защо? Отново не можете да комбинирате достатъчно ефективно формирането на лъча и пространственото комбиниране на три радиостанции. Вместо това трябва да работите с три потока със стандартна сила на сигнала, което, както видяхме, ограничава обхвата и води до факта, че пакетите трябва да бъдат изпратени отново. Ето защо маршрутизаторите с 450 Mbps трудно се придържат към отдалечени ниши на масовия пазар. При идеални условия продуктите 3x3: 3 ще бъдат много по-добри, но ние живеем в несъвършен свят. Вместо това имаме свят, в който има конкуренция и пречки.

SRC срещу MRC: Можете ли да ме чуете сега?

Очевидно слушането е ключът към ефективната комуникация и много зависи от това как слушате говорителя. Както в примера в нашата илюстрация, ако някой говори в единия край на полето, а трима души го слушат в другия край, странно е, че слушателите по неизвестна причина изобщо няма да чуят едно и също. В безжичните мрежи може да попитате: „Добре, кой от вас слушатели е чул какво предавателят казва най-добре?“ И изберете този, който изглежда е чул най-много. Това се нарича комбиниране на просто съотношение (SRC) и е тясно свързано с идеята за превключване между антени, при което се използва коя от антените има най-добрия сигнал.

По-ефективен и широко използван подход с много антени е комбинирането на максимално съотношение (MRC) за всеки канал. Най-общо казано, тук са ангажирани трима приемници, които „обединяват усилия“ и сравняват изпратената информация и след това стигат до общо мнение за „казаното“. С подхода MRC, клиентът се радва на по-добро безжично покритие и подобрено качество на услугата. Освен това клиентът е по-малко чувствителен към точното поставяне на антената.

Разбира се, вероятно имате въпрос: ако три антени са по-добри от две, тогава ...

Защо не използвате милион антени?

Е, да, защо да не използваме сто хиляди милиарда антени?

Настрана от естетика, истинската причина, поради която производителите не правят горещи точки от дикобраз като тази, е, че не могат да направят нищо по отношение на DR - намаляващата възвръщаемост. Данните от теста показват, че скокът от две антени на три вече не е толкова значим, колкото от една на две. Отново се връщаме към въпроса за разходите и (поне от страна на клиента) за потреблението на енергия. Потребителският пазар се спря на три ненасочени антени. IN бизнес свят можете да намерите повече, но обикновено не много.

Ruckus е едно от редките изключения в този случай, тъй като използва насочени антени. На кръговите AP, които вече сте виждали на снимките в този обзор, дискообразната платформа побира 19 насочени антени. Ако комбинирате зоните на покритие на всички 19 антени, получавате пълно покритие от 360 градуса. Деветнадесет всепосочени антени биха били прекалено големи, но 19 насочени антени (или поне в зависимост от дизайна на AP) могат да осигурят повишаване на производителността, което едва ли би могло да се очаква от просто увеличаване на броя на антените, но тези антени все още консумират по-малко енергия, защото е очевидно, че само няколко от тях се използват във всеки един момент.

„Къде е Уоли?“ * И Wi-Fi

Вече видяхме, че точка за достъп може да регулира фазите на сигнала, за да увеличи максимално силата на сигнала в дадена точка, но как AP може да знае точно къде е тази точка (т.е. клиентът)? Точка за всепосочен достъп, която открива клиентско устройство със сигнал -40dB, изглежда по същия начин в позицията 4 часа, както в 10. В случай на многолучево разнообразие, когато имате различни сигнали, идващи от различни посоки, AP няма начин да ви кажа дали клиентът предава сигнал с висока мощност отдалеч или с ниска мощност от кратко разстояние. Ако клиентът се движи, точката за достъп не може да определи по кой начин да се обърне, за да го открие. Ефектът е много подобен на ситуация, при която не можете да определите откъде идва сирената, ако стоите между няколко високи сгради. Звукът ви се струва твърде силен, за да определите откъде точно идва.

Това е една от присъщите опасности на технологията за формиране на лъчи. Оптимизация на лъча от точката за достъп, който трябва да попадне за това устройство-клиентът изисква знания къде точно се намира последният, в математически смисъл, ако не и в пространствен. AP получава много сигнали и трябва да проследи един или два от тях с течение на времето. С толкова много подобни типове сигнали и външни разсейващи фактори (по отношение на радиото), горещата точка може в крайна сметка да търси един-единствен знак в рекламата Where's Wally. Колко бързо AP може да намери своя глупав клиент, ще повлияе значително на начина, по който клиентът се опитва да съобщи позицията си на AP, ако изобщо е така.

* Забележка: "Къде е Уоли / Уолдо?" („Къде е Уоли / Уолдо?“ Игра за внимание за компютри и мобилни телефони. Задачата на играча е да намери Уоли да се крие в тълпата.)

Неявно и изрично

Връщайки се към идеята как вашият слух може да ви подведе: обикновено изолираме звуци, които са пряко свързани с разликата във времето между това, когато звукът е достигнал до едното ухо и когато е достигнал до другото. Ето защо се губим, когато чуем звука, отразен от сградата, защото не можем да определим колко време отнема вълната да достигне всяко ухо. Нашият мозък възприема разликата във фазите на източниците като необичайна.

Ако точката за достъп има множество антени, те се използват от нея като уши, тогава те изчисляват фазовата разлика на сигналите, за да фиксират в посока на клиента. Това се нарича имплицитно формиране на лъча. Сигналът се генерира в посоката, която имплицитно се получава от откритата фаза на сигнала. AP обаче може да бъде затрупан от "странни" отражения, точно като мозъка. Това объркване може да бъде допълнено от разликата в посоките на възходящата и низходящата линии.

С изрично оформяне на лъча, клиентът комуникира точно това, което иска, като например поръчка за чаша сложно еспресо. Клиентът изпраща запитвания, свързани с фазите на предаване и енергията, както и други фактори, свързани с текущата ситуация в неговата среда. Резултатите са много по-точни и ефективни от имплицитното формиране на лъча. И така, каква е уловката? Нито един продукт не поддържа изрично формиране на лъчи, поне нито едно от днешните клиентски устройства. И неявният, и явният метод трябва да бъдат вградени в Wi-Fi чипсета. За щастие, мостри, поддържащи явно формиране на лъча, трябва да бъдат налични скоро.

Поляризация

В допълнение към всички въпроси относно безжичната комуникация, които срещнахме, можем да добавим поляризация към списъка. Поляризацията означава много повече от някои заподозрени и ние получихме възможността да видим с очите си всички ефекти върху iPad 2 , така да се каже, от първа ръка. Но първо, малко теория ...

Може да знаете, че светлината се движи във вълни и всички вълни имат насочена ориентация. Ето защо поляризираните слънчеви очила работят толкова добре. Светлината, отразена от пътя или снега в очите ви, е поляризирана хоризонтално, успоредно на земята. Капакът на очилата с поляризиращи филтри е ориентиран във вертикална посока. Представете си вълната като голямо, дълго парче картон, което се опитвате да прокарате през щорите. Ако държите картона хоризонтално и завесите са вертикални, картонът няма да премине през пукнатините. Ако щорите са хоризонтални, например повдигащи се, тогава картонът не струва нищо за лесно преодоляване на препятствието. Слънчевите очила са проектирани да блокират отблясъците, които са предимно хоризонтални.

Но да се върнем към Wi-Fi. Когато сигнал се изпраща от антена, той носи поляризационната ориентация на същата антена. Следователно, ако AP е на маса и излъчващата антена е насочена право нагоре, излъчената вълна ще бъде вертикална. Следователно приемащата антена, ако иска да има възможно най-добра възприемчивост, трябва да има и вертикална насоченост. Обратното също е вярно - приемащата AP трябва да има антена (и), които са поляризирани, за да съответстват на изпращащия клиент. Колкото по-далеч от поляризационната настройка са антените, толкова по-лошо е приемането на сигнала. Добрата новина е, че повечето рутери и точки за достъп имат подвижни антени, които позволяват на потребителите да намерят най-добрата позиция за получаване на сигнал от клиент, точно както при използване на антена за ТВ клаксон. Лоши новини: Поради факта, че много малко хора разбират принципите на прилагане на поляризацията в Wi-Fi устройства, едва ли има някой, който прави тази оптимизация на поляризацията.

Разглеждайки горната илюстрация, като си спомняте всичко, за което ви разказахме, ще видите, че точката за достъп излъчва както клиентски, така и хоризонтални (отгоре) и вертикални сигнални вълни. iPad 2 ... В коя посока ще получим най-доброто качество и изпълнение на приема? Зависи от това колко антени са свързани към клиента и каква насоченост имат.

С лошо отражение

А сега за нашия опит с поляризацията iPad 2 ... Бяхме близо до мястото, където беше камерата, когато беше направена тази снимка. На него, на заден план, виждаме точката за достъп на Аруба, висяща от тавана, към която сме свързани. Нашият служител държеше таблета с две ръце за ъглите. Току-що наблюдавахме качеството на приемането на сигнала; отначало позицията беше вертикална, а след това таблетката беше завъртяна в хоризонтално положение. Първоначално сигналът беше добър и дълго време не изчезваше. При завиване iPad 2 във вертикално положение връзката беше прекъсната. Нашият служител се опита да не променя положението на ръцете, хвата и положението на таблета в пространството. Но сигналът изчезна ... това е всичко. Нямаше да повярваме, ако не го бяхме видяли с очите си.

След като прочетете предишната страница, можете да познаете естеството на случилото се с нашето устройство. Както се оказва, докато първият iPad имаше две Wi-Fi антени, iPad 2 използва се само един, разположен по долния ръб на корпуса. Очевидно в хоризонтален режим таблетната антена е била в една и съща равнина с антените на точката за достъп, които, както виждате, са в изправено положение... В хоризонтала клиентската и AP антените бяха в различни равнини.

Още няколко факта, които трябва да запомните: ефектът от лещите на снимките по-горе кара точката за достъп да изглежда по-близо до нас, отколкото е в действителност. Клиентът и точката на достъп бяха в пряка видимост един от друг на разстояние около 12 м, което е повече от разстоянията, които ще видите в нашите тестове за поляризация във втората част на този преглед. Освен това, като направихме няколко крачки назад, не успяхме да възпроизведем тези резултати. Предполагаме, че нашият служител е бил в „мъртва зона“ на Wi-Fi ... е, може би в „полумъртъв“. За да получим отново добър сигнал, нашият служител направи още няколко крачки назад. Но не забравяйте, че отражението на сигнала може да промени посоката на вълната. Сигнал, който може да е бил перфектно подравнен по линията на видимост, след едно или две отражения, може да "отстъпи" много градуси встрани и това се отразява на качеството на приемане на сигнала.

Мобилна лудост

След като прочетох за нашия пример с iPad 2 , сега се опитайте да помислите за поляризацията на сигнала върху други мобилни устройствао Какво ще кажете за този смартфон - легнал на масата, наклонен за гледане на видео, притиснат до ухото ви и т.н.? Сега си представете от колко ще се колебае сигналът и от двете мобилен телефони Wi-Fi, при най-малкото движение. Приемаме сигналите от тези устройства за даденост, но в действителност безжичните мрежи могат да бъдат доста капризни и да изискват цялото ни внимание, за да функционират правилно.

Говорейки за сигнали от мобилни устройства, ние отбелязваме, че в този случай можем да направим малко без телефон с външна антена (като например телефони за автомобили). Всъщност всяко преносимо безжично устройство може да бъде тествано само за поляризационно разнообразие (антенна многолъчева насоченост) и да определи печалбата в скоростта на предаване, разпоредбите и / или живота на батерията. Появява се интересна картина с лаптопите. Повечето модели са оборудвани с антена (и), разположени в рамка около LCD дисплея. Чудили ли сте се как можете драстично да подобрите приемането на сигнал, като наклоните екрана напред или назад или може би завъртите лаптопа си с няколко градуса?

По същия начин може да предостави точка за достъп, която трябва да обслужва множество клиенти най-доброто обслужване, ако едната му антена е насочена вертикално, а другата е насочена хоризонтално. Разбира се, при тази подредба проблемът е, че и двете антени не могат да си взаимодействат и ефективно да формират насочен сигнал. Техните поляризации не съвпадат и следователно ако клиентът получи един сигнал много добро качество, след това другото се влошава поради несъответствието на самолетите.

Ако Rx антените са предназначени само да търсят вълни в една посока, тогава това е сигурен начин да се провалите. Ето защо е важно в приемащия край да има повече равнини. Ако имате две приемни антени, едната разположена вертикално, а другата хоризонтално, и две вертикални Tx антени, тогава можете да получите само един поток на доста добро ниво.

Събирайки всички парчета пъзел заедно

Материалът, който сте прочели на тези страници, е необходима основа за разбиране на резултатите от нашия тестов анализ, който скоро ще можете да прочетете във втората част на рецензията. Когато точка за достъп се представя отлично в някакъв тест или, обратно, не се справя със задачата, важно е да разберете защо. Сега знаете, че за оптимална производителност 802.11n, AP / клиентската комуникация може да се възползва от формирането на лъча, пространственото комбиниране, антенното разнообразие, оптималната поляризация на сигнала и др.

Някои от тези технологии може вече да са вградени във вашата гореща точка. Таблицата по-горе показва списък на различни технологиинамерени в повечето съвременни точки за достъп 802.11n. Елементите в тази таблица, които сметнали за важни за разбирането на данните от втората част на прегледа, бяха дадени тук, в част 1.

Дори да не прочетете Част 2, надяваме се от днешното четене да видите колко масово произвеждани 802.11n продукти могат да се възползват от няколко подобрения в дизайна. Положението на потребителско ниво е особено плачевно. Доставчиците са ни предоставили „доста добър“ подход, въпреки че е ясно, че все още има място за значителни подобрения. Колко значима? Отговорът на този въпрос ще научите малко по-късно ...