فقط 10 سال پیش، یک شبکه بی‌سیم در خانه فقط در اختیار کاربران پیشرفته‌ای بود که مایل بودند چندین هزار ماژول رادیویی در یک مودم یا روتر بپردازند.
امروزه تقریباً هر آپارتمان در یک ساختمان مرتفع معمولی دارای یک نقطه دسترسی WiFi است.
به طور کلی، این خوب است - مردم دیگر به سیم ها گره نمی خورند: آنها می توانند قبل از رفتن به رختخواب فیلم ها را در رختخواب تماشا کنند یا در حالی که یک فنجان قهوه صبح می نوشند اخبار را روی تبلت بخوانند. اما از سوی دیگر، تعدادی از مشکلات جدید به وجود می آیند که اصولاً با شبکه های کابلی معمولی نمی توان به وجود آمد. یکی از این موارد این است که وای فای در خانه یا اطراف آپارتمان ضعیف است.

تمام مشکل این است که کاربر با این مشکل تنها می ماند: پشتیبانی فنی ارائه دهنده با این مشکل برخورد نمی کند زیرا مشکل آنها نیست و مرکز خدمات فقط می تواند روتر یا مودم شما را آزمایش کند و در مورد سرویس دهی یا خرابی آن نتیجه گیری کند. . آنها به هیچ وجه با یک دستگاه کار نمی کنند. در همین حال، اصلی دلایل دریافت ضعیف Wi-Fiآنقدر زیاد نیست بیایید آنها را فهرست کنیم.

محدوده فرکانس بیش از حد بارگذاری شده است

این شایع ترین دلیلی است که ساکنان ساختمان های آپارتمانی رنج می برند. واقعیت این است که باند 2.4 گیگاهرتزی که توسط نقاط دسترسی معمولی روی روترها و مودم ها استفاده می شود، تعداد محدودی کانال رادیویی دارد. در بخش روسی 13 مورد وجود دارد و برای مثال در اروپا تعداد آنها کمتر است - فقط 11. و موارد غیر همپوشانی، یعنی آنهایی که روی یکدیگر تأثیر نمی گذارند، به طور کلی فقط 3 قطعه هستند.
اکنون شروع به جستجوی شبکه ها در لپ تاپ یا تلفن خود کنید.

اگر حدود 10 نقطه دسترسی شناسایی شده است، تقریباً مانند تصویر بالا، نباید تعجب کنید که دریافت Wi-Fi در خانه ضعیف است! دلیلش این است که محدوده بیش از حد بارگذاری شده است! و هر چه امتیازات در محله بیشتر باشد، استقبال شما بدتر خواهد شد. بسیاری از انجمن‌ها و وبلاگ‌ها توصیه می‌کنند که سعی کنید کانال‌هایی را انتخاب کنید، به این امید که کانال‌های کمتر شلوغی پیدا کنید. من این را بی فایده می دانم، زیرا با چنین تراکم نقاط دسترسی، بار روی هر یک از کانال های رادیویی چندین بار در روز تغییر می کند، به این معنی که تمام کار روی انتخاب بی معنی خواهد بود. راهی برای خروج از وضعیت وجود دارد، اما گران خواهد بود - این انتقال به یک باند WiFi دیگر - 5 گیگاهرتز است.

تقریباً کاملاً رایگان است و مشکلات مربوط به عبور فرکانس برای مدت طولانی ایجاد نخواهد شد. متأسفانه، شما باید برای یک روتر جدید (حداقل 3000-4000 روبل) و آداپتورهای Wi-Fi برای همه دستگاه ها (هر کدام 1000-1500 روبل) هزینه کنید. اما مشکل "همسایگان" به طور کامل حل خواهد شد.

محل نادرست روتر

این دلیل دریافت سیگنال وای فای ضعیف هم در آپارتمان ها و هم در خانه های شخصی بسیار رایج است. مقصر در اینجا اغلب نصب کنندگان ارائه دهنده هستند. برای نصب سریع‌تر روتر و صرفه‌جویی در کابل‌های جفت تابیده، یک دستگاه دسترسی را مستقیماً در راهرو یا در نزدیک‌ترین اتاق نصب می‌کنند. پس از آن، لپ تاپ را در کنار آن قرار می دهند، دسترسی را تنظیم می کنند و آن را به مشترک نشان می دهند. البته، همه چیز خوب کار می کند و استاد به سرعت حذف می شود. و سپس تمام "سرگرمی ها" شروع می شود - کاربر متوجه می شود که در اتاق های دور خانه دریافت Wi-Fi بسیار ضعیف است یا اصلاً دریافتی وجود ندارد. اما فقط باید 5-10 دقیقه اضافی صرف می کردید و مکان مناسب را برای نقطه دسترسی انتخاب می کردید. در آپارتمان به این صورت خواهد بود:

یعنی باید AP را طوری قرار داد که خانه را تا حد امکان پوشش دهد. می‌توانید با تلفن یا تبلت خود در گوشه‌ها قدم بزنید و سطح سیگنال را بررسی کنید و سپس با در نظر گرفتن منطقه پوشش مورد نیاز، مکان روتر را تنظیم کنید.

در یک خانه خصوصی بزرگ وضعیت ممکن است پیچیده تر باشد. اگر چندین طبقه و کف بتنی دارد، بهتر است تکرارکننده های WiFi را نیز در طبقات بالا نصب کنید.

اتصال آنها به روتر اصلی نه از طریق WDS، بلکه با کابل، از کاهش سرعت جلوگیری می کند.

مشاوره:هرگز سعی نکنید لپ تاپ، تبلت یا تلفن را تا حد امکان به نقطه دسترسی نزدیک کنید - اثر می تواند کاملاً برعکس باشد: کیفیت سیگنال می تواند حتی بدتر از آنچه در فاصله بود باشد. بین دستگاه ها باید حداقل چند متر فاصله وجود داشته باشد.

تنظیمات نرم افزار روتر

هر نقطه دسترسی بی سیم وای فای ترکیبی از پارامترهای سخت افزاری، بلکه نرم افزاری نیز می باشد که هر کدام می توانند کیفیت پوشش شبکه بی سیم را تحت تاثیر قرار دهند. پیکربندی یا انتخاب نادرست ویژگی های دستگاه می تواند به راحتی باعث دریافت ضعیف Wi-Fi برای مشتریان متصل شود. بنابراین، در بسیاری از روترهای مدرن، در تنظیمات پیشرفته ماژول بی سیم می توانید پارامتر را پیدا کنید انتقال قدرت- این قدرت سیگنالی است که نقطه دسترسی WiFi را با آن توزیع می کند.

من بارها با دستگاه هایی روبرو شده ام که روی 40% یا حتی فقط 20% تنظیم شده است. این ممکن است در یک اتاق کافی باشد، اما در اتاق های همسایه سطح سیگنال پایین خواهد بود. برای رفع این مشکل، سعی کنید به تدریج پارامتر "Transmit Power" را افزایش داده و نتیجه را بررسی کنید. این احتمال وجود دارد که شما باید همه چیز را 100٪ بدهید.

پارامتر دوم که تاثیر بسیار مهمی بر روی سطح پوشش و سرعت انتقال داده در شبکه بی سیم دارد، حالت. سریعترین و دارای بیشترین "محدوده" استاندارد 802.11N است.

بنابراین، اگر شبکه Wi-Fi شما در خانه دریافت ضعیفی دارد، سعی کنید حالت "فقط 802.11N" را به اجبار انتخاب کنید. واقعیت این است که به دلیل شرایط خاص، در حالت مختلط (B/G/N)، ممکن است نقطه دسترسی به حالت G کندتر تغییر کند، بر این اساس، کیفیت پوشش شبکه پایین‌تر خواهد بود.

آنتن ضعیف

حالا بیایید مستقیماً به سخت افزار نقطه دسترسی برویم. بسیاری از کاربران با خرید ساده ترین و ارزان ترین روتر امیدوارند که سیگنالی مانند یک رادار نظامی قدرتمند تولید کند که به تمام دیوارها و سقف های یک آپارتمان یا خانه نفوذ کند.
بیایید به یک نماینده معمولی کلاس اقتصادی نگاه کنیم - روتر بی سیم D-Link DIR-300 D1.

همانطور که می بینید آنتن خارجی ندارد و حتی کانکتوری برای اتصال آنها وجود ندارد. یک آنتن ضعیف 2 dBi در داخل آن پنهان شده است. این کاملا کافی است برای آپارتمان یک اتاقه. و فقط ... برای یک "سه روبل" بزرگ یا حتی بیشتر از آن، یک خانه شخصی، قدرت این دستگاه به هیچ وجه کافی نیست، به این معنی که باید چیز قوی تری خریداری کنید. به عنوان مثال، بیایید به همان مدل نگاه کنیم - ASUS RT-N12:

در سمت چپ یک گزینه ساده با آنتن های 3 dBi مشاهده می کنید که مناسب است آپارتمان کوچک. اما در سمت راست همان روتر است، اما یک اصلاح با آنتن های 9dBi تقویت شده، که باید برای یک خانه خصوصی بزرگ کاملاً کافی باشد.

فراموش نکنید که برای بهبود کیفیت کار در یک شبکه WiFi، تنها روتر نیست که می تواند تقویت شود. یک آنتن اضافی نیز می تواند به آداپتور بی سیم رایانه متصل شود:

اما صاحبان لپ تاپ و نت بوک شانسی ندارند - دستگاه های آنها کانکتور RP-SMA ندارند، به این معنی که اتصال آنتن خارجی در این مورد غیرممکن است.

توجه داشته باشید:اگر محدوده شما بیش از حد بارگذاری شده است، که در همان ابتدای مقاله در مورد آن صحبت کردم، و امیدوارید مشکل دریافت ضعیف وای فای را با جایگزینی آنتن های روتر با آنتن های قوی تر حل کنید، پول خود را هدر ندهید، زیرا این بیشتر به احتمال زیاد به شما کمک نخواهد کرد "نویز" امواج از بین نمی رود، به این معنی که حتی اگر سطح سیگنال بالاتر رود، سرعت انتقال داده و ثبات دائما کاهش می یابد. علاوه بر این، ممکن است یک به اصطلاح "جنگ سرد" بین شما و همسایگان شما آغاز شود، زمانی که همه سیگنال را به روش های مختلف تقویت کنند. و، در واقع، تنها یک راه حل وجود دارد - تغییر به محدوده گسترده.

خرابی سخت افزاری دستگاه

فراموش نکنید که علت سیگنال شبکه بی سیم ضعیف ممکن است به سادگی کیفیت پایین تماس های لحیم کاری باشد. یکی از دوستان من کل شبکه خود را در خانه مرور کرد، چندین بار روتر را تغییر داد تا اینکه کاملاً تصادفی متوجه شد که آیفون متصل به خوبی کار می کند، اما لپ تاپ عملاً نمی تواند شبکه را ببیند. همانطور که معلوم شد، به دلیل لرزش در کیسه، تماس ضعیف آنتن داخلی رایانه لپ تاپ از بین رفت و بر این اساس، آداپتور شروع به گرفتن شبکه Wi-Fi خانگی بسیار ضعیف کرد.
به هر حال، من بارها شنیده ام که موارد مشابه در بسیاری از گوشی های هوشمند و تبلت ها، چه ارزان و چه گران، اتفاق افتاده است.
بنابراین، اگر به طور ناگهانی چنین شبهاتی ایجاد شد، کافی است یک دستگاه بی سیم دیگر را به نقطه دسترسی متصل کنید و عملکرد آن را مشاهده کنید. بلافاصله مشخص می شود که چه کسی مشکل را ایجاد کرده است!

عملکرد شبکه Wi-Fi از دو جهت مشکل ساز است. اول: سیگنال ضعیف و ناپایدار. دوم: سرعت انتقال داده کم. اگر مقاله ما را بخواند یا یک جعبه آبجو را به همسایه ای که متخصص فناوری اطلاعات است پیشنهاد دهد، حتی می تواند هر دو را به راحتی حل کند، حتی یک فرد با تفکر انسان دوستانه.

گزینه با آبجو البته بهتر است و اقتصاد روسیه را احیا می کند و همچنین افزایش قابل توجهی در تولید ناخالص داخلی ایجاد می کند. اما این گزینه اغلب یک اشکال غیرقابل اصلاح دارد: متخصص فناوری اطلاعات همسایه ممکن است وجود نداشته باشد. و سپس، خواه ناخواه، باید آنچه را که ما در اینجا برای شما نوشتیم، بخوانید.

مهم ترین. اطمینان حاصل کنید که در مرکز شبکه Wi-Fi شما یک روتر بی سیم مدرن و تمام عیار (معروف به روتر) قرار دارد. کلمه کلیدی مدرن است. واقعیت این است که تجهیزات ارتباطی به اندازه کل صنعت فناوری اطلاعات در حال توسعه هستند. استانداردها، پروتکل ها و سرعت انتقال بی سیم که 5-7 سال پیش معمول بود، اکنون به طرز ناامیدکننده ای عقب مانده اند. به عنوان مثال، در گذشته های نه چندان دور یک کانال 50-60 مگابیت بر ثانیه یک گزینه مناسب برای خانه، برای خانواده، برای خودنمایی در نظر گرفته می شد. و اکنون دستگاه های ارزان قیمت برای چند هزار روبل ادعای نظری 300 مگابیت بر ثانیه دارند.

کاپیتان آشکار در خاطرات شخصی خود بارها اشاره کرده است که مانع اصلی سیگنال Wi-Fi دیوارها و پارتیشن ها هستند. علاوه بر دیوارها، هر مانع محافظ حاوی فلز می تواند به یک مانع جدی برای سیگنال Wi-Fi تبدیل شود - اغلب یک آینه، یک آکواریوم یا یک مجسمه فولادی دارث ویدر. تخریب کلیه دیوارهای آپارتمان می باشد راه حل بهینههمه مشکلات شما، اما دردسر ساز است، بله. فکر کردن در مورد یافتن نقطه قرارگیری بهینه برای منبع سیگنال آسان تر است. روتر بی سیم شما باید تا حد امکان به مرکز اتاق نزدیک باشد و نباید روی زمین قرار گیرد، بلکه باید حداقل یک متر از زمین فاصله داشته باشد.

وقتی شروع به جستجوی یک شبکه کردید، احتمالاً بیش از یک بار متوجه شده اید که یک زن و شوهر یا حتی ده ها سیگنال وای فای افراد دیگر در اطراف آپارتمان شما راه می روند. به دلایلی، تعداد کمی از مردم به این واقعیت فکر می کنند که شبکه های دیگران در همان محدوده فرکانس شما کار می کنند و هیچ چیز خوبی در این مورد وجود ندارد. طبق استانداردها، 13 کانال فرکانس برای شبکه های Wi-Fi در روسیه اختصاص داده شده است. ما تصویری از منوی پیکربندی را از دستورالعمل های روتر محبوب ZyXEL Keenetic Lite دزدیدیم - می توانید ببینید که چگونه در حالت "Network Client" روتر کانال های اشغال شده توسط همسایگان خود را نشان می دهد. همچنین برنامه های جداگانه ای وجود دارند که همین کار را انجام می دهند، برای مثال inSSIDer. تنها کاری که باید انجام دهید این است که لیست دریافتی را مطالعه کنید، آزادترین کانال را از 13 کانال انتخاب کنید و آن را به عنوان پیش فرض در روتر تنظیم کنید.

بسیاری از صنعتگران به صورت دستی آنتن های روتر را با آویزان کردن قلع، فویل و غیره روی آنها پمپ می کنند. در واقع، بازی به وضوح ارزش شمع را ندارد - بهتر است یک آنتن مناسب خریداری کنید افزایش قدرت. مجموعه قابل توجهی از آنها در وب سایت های تجهیزات Wi-Fi وجود دارد، و برخی از آنها بسیار عجیب و غریب به نظر می رسند. بهره آنتن بر حسب دسی بل همسانگرد (dBi) مشخص می شود. یک آنتن استاندارد از یک روتر خانگی قدرتی در حدود 2 dBi دارد، اما پیدا کردن و خرید آنتن با بهره 10-20 دسی‌بی‌ای مشکلی نیست و این وضعیت را با در دسترس بودن سیگنال به طور اساسی حل می‌کند! اما رام کردن فویل نیز منطقی است - اخیراً یک هک حیاتی ویژه با بازتابنده‌هایی از اختراع شده است که علاقه بیشتری را برانگیخته است.

آنتن سهموی سگمنت 24 dBi

خیلی زیاد مدل های مدرنروترها به یک جفت آنتن مجهز هستند و مدل های برتر ممکن است حتی بیشتر از آن داشته باشند. معمولاً این سیگنال خوبی را ارائه می دهد ، اما در غیر این صورت ، تعویض دو آنتن به طور همزمان گران خواهد بود. در چنین شرایطی، بهتر است یک نقطه توزیع سیگنال اضافی در آپارتمان نصب شود - چنین دستگاه هایی "تکرار کننده" (تکرار کننده های Wi-Fi) نامیده می شوند. آنها تقریباً به اندازه یک روتر ارزان قیمت هستند و به راحتی تنظیم می شوند.

اغلب یک عنصر مشکل ساز در شبکه خانگینه روتر، نه طرح آپارتمان، بلکه خود دستگاه دریافت کننده است. شما باید دو چیز را یکبار برای همیشه از سینه خود بردارید. اول: اگر یک کامپیوتر قدرتمند برای بازی و چند رسانه ای دارید، باز هم بهتر است آن را از طریق یک اتصال سیمی به شبکه وصل کنید (میلیون دلیل برای این کار وجود دارد و همه آنها مهم هستند). دوم: اگر قرار است وای فای را از طریق آداپتور دریافت کنید، نه یک دستگاه کوچک به اندازه یک ناخن (فقط برای مجالس در کافی شاپ مناسب است) بلکه یک گیرنده با آنتن بزرگ انتخاب کنید. خرید یک آداپتور وای فای با آنتن سنگین نیز به زمانی که لپ تاپ شما یک سیگنال ضعیف دریافت می کند کمک می کند، اما در گوشه ای از اتاق بسیار بهتر است. می توانید یک آداپتور Wi-Fi را به لپ تاپ خود وصل کنید و آنتن آن را در آن گوشه بخت قرار دهید.

لطفا برق را خاموش کنید

استیو جابز که به طور فزاینده ای عصبانی شده بود در مراسم رونمایی آیفون 4 در ژوئن 2010 گفت: "تنها کاری که شما وبلاگ نویسان باید انجام دهید این است که ایستگاه های پایه خود را خاموش کنید." نقاط دسترسی و آنها را روی زمین قرار دهید."

در یک جمعیت 5000 نفری، به سختی 500 دستگاه Wi-Fi کار می کردند. این یک آخرالزمان بی سیم واقعی بود، و حتی گروه بهترین متخصصاناز دره سیلیکون نتوانست کاری در مورد آن انجام دهد.

اگر این مثال از نیاز فوری به 802.11 برای شما قابل اجرا نیست، زندگی روزمرهسپتامبر 2009 را به یاد بیاورید، زمانی که تیم THG برای اولین بار در بررسی خود توجه خود را به فناوری Ruckus Wireless جلب کرد. "تکنولوژی شکل دهی پرتو: قابلیت های جدید WiFi". در آن مقاله، خوانندگان را با مفهوم شکل دهی پرتو آشنا کردیم و چندین نتیجه آزمایش مقایسه ای را در یک محیط اداری نسبتاً بزرگ بررسی کردیم. در آن زمان، بررسی بسیار آموزنده بود، اما، همانطور که معلوم شد، هنوز چیزهای زیادی برای گفتن به خوانندگان باقی مانده بود.

این ایده چند ماه پیش به ذهن ما خطور کرد، زمانی که یکی از کارمندان ما یک نت تاپ برای فرزندانش نصب کرد، با استفاده از یک آداپتور USB بی سیم دو بانده (2.4 گیگاهرتز و 5.0 گیگاهرتز) برای اتصال به نقطه دسترسی Cisco Small Business-Class 802.11n خود. Linksys با پشتیبانی 802.11n. عملکرد این دستگاه بی سیم وحشتناک بود. کارمند ما حتی نمی‌توانست ویدیوی پخش شده از YouTube را تماشا کند. ما معتقدیم که مشکل توانایی ضعیف nettop برای پردازش اطلاعات و نمایش داده ها به صورت گرافیکی است. یک روز او سعی کرد دستگاه را با پل بی سیم 7811 که در مقاله ما توضیح داده شد جایگزین کند "روترهای بی سیم 802.11n: تست دوازده مدل"، آن را از تجهیزات استفاده شده قبلی گرفته است. و من فوراً تفاوت را احساس کردم، زیرا اکنون می‌توان ویدئوهای پخش جریانی را در سطح نسبتاً خوبی تماشا کرد. انگار سوئیچ به یک اتصال اترنت سیمی وجود دارد.

چی شد؟ کارمند ما با 500 وبلاگ نویس که ارتباط او را مسدود می کردند در بین مخاطبان نبود. او از تجهیزاتی استفاده کرد که به‌عنوان بهترین تجهیزات کسب‌وکار کوچک Cisco/Linksys شناخته می‌شد، که شخصاً آزمایش کرده بود و می‌دانست که عملکرد بهتری نسبت به اکثر مارک‌های رقیب دارد. ما احساس کردیم که تغییر به پل بی سیم Ruckus کافی نیست. سوالات زیادی بی پاسخ مانده است. چرا یک محصول بهتر از محصول دیگر عمل می کند؟ و چرا مقاله اصلی نشان می‌دهد که عملکرد نه تنها تحت تأثیر شباهت بسیار نزدیک بین مشتری و نقطه دسترسی است، بلکه از شکل خود AP (نقطه دسترسی) نیز تأثیر می‌گذارد؟

سوالات بی پاسخ

شش ماه پیش، Ruckus تلاش کرد تا یک مورد آزمایشی ایجاد کند تا با تجزیه و تحلیل تأثیر تداخل الکترومغناطیسی هوا بر عملکرد تجهیزات Wi-Fi به ما در درک سؤالات بی پاسخ کمک کند، اما قبل از شروع آزمایشات، شرکت آزمایش را متوقف کرد. Ruckus ژنراتورهای نویز فرکانس بالا و ماشین های مشتری استاندارد را نصب کرد، اما نتایج آزمایش اندازه گیری شده در یک دقیقه با مقادیر کاملا متفاوت دو دقیقه بعد جایگزین شد. حتی میانگین پنج اندازه گیری در یک مکان معین بی معنی خواهد بود. به همین دلیل است که شما هرگز نمی بینید که تحقیقات دخالت واقعی در مطبوعات منتشر شود. مدیریت محیط و متغیرها به قدری دشوار می شود که آزمایش کاملاً غیرممکن می شود. فروشندگان می توانند در مورد تمام اعداد عملکردی که از آزمایش تنظیمات بهینه در اتاقک های عایق صدا با فرکانس بالا به دست آورده اند، هرچه می خواهند صحبت کنند، اما همه این آمارها در دنیای واقعی بی معنی هستند.

صادقانه بگویم، ما هرگز کسی را ندیده‌ایم که این مسائل را توضیح دهد و بررسی کند، بنابراین تصمیم گرفتیم با روشن کردن ماهیت عملکرد دستگاه Wi-Fi و فاش کردن اسرار پنهان آنها ابتکار عمل را به دست بگیریم. بررسی بسیار بزرگ خواهد بود. ما چیزهای زیادی برای گفتن به شما داریم، بنابراین مقاله را به دو قسمت تقسیم می کنیم. امروز با جنبه های نظری (نحوه عملکرد تجهیزات وای فای در سطح داده و سطح سخت افزار) آشنا می شویم. سپس ما تئوری را در عمل ادامه خواهیم داد - در واقع آزمایش در شدیدترین محیط‌های بی‌سیمی که تاکنون با آن مواجه شده‌ایم. این شامل 60 لپ تاپ و 9 تبلت است که همگی در یک نقطه دسترسی آزمایش شده اند. فناوری چه کسی زنده خواهد ماند و فناوری چه کسی از رقبا بسیار عقب خواهد بود؟ تا زمانی که تحقیقات خود را به پایان برسانیم، نه تنها پاسخ این سوال را خواهید داشت، بلکه متوجه خواهید شد که چرا نتایجی را که انجام دادیم به دست آوردیم و فناوری پشت آن نتایج چگونه کار می کند.

ازدحام شبکه در مقابل تصرف خط

ما معمولاً از کلمه "تراکم" برای توصیف زمانی که ترافیک بی سیم بیش از حد بارگیری می شود استفاده می کنیم، اما وقتی صحبت از سوالات مهم شبکه می شود، تراکم واقعاً معنایی ندارد. بهتر است از عبارت «گرفتن» استفاده شود. بسته های اطلاعاتی باید با یکدیگر رقابت کنند تا در لحظه مناسبی که شکاف آزاد در انتقال ترافیک وجود دارد، ارسال یا دریافت شوند. به یاد داشته باشید که Wi-Fi یک فناوری نیمه دوبلکس است و بنابراین در هر لحظه فقط یک دستگاه می تواند داده ها را در کانال انتقال دهد: AP یا یکی از مشتریان آن. هرچه تجهیزات بیشتری در یک LAN بی سیم وجود داشته باشد، مدیریت ضبط خط اهمیت بیشتری پیدا می کند زیرا مشتریان زیادی برای دریافت امواج رادیویی رقابت می کنند.

با توجه به تمایل شبکه های ارتباطی بی سیم به رشد سریع دائمی، در بالاترین درجهآنچه مهم است این است که دقیقا چه کسی و چه زمانی برای انتقال داده ها آماده می شود. و در اینجا فقط یک قانون وجود دارد: هر کس اطلاعات را در سکوت رد و بدل کند برنده است. اگر هیچ کس سعی در انتقال داده در همان لحظه شما نداشته باشد، می توانید با آن تعامل داشته باشید دستگاه های لازمبدون مانع اما اگر دو یا چند مشتری سعی کنند یک کار را همزمان انجام دهند، مشکل ایجاد می شود. مثل این است که با دوستتان با استفاده از دستگاه واکی تاکی صحبت کنید. وقتی صحبت می کنید، دوست شما باید منتظر بماند و گوش کند. اگر هر دو سعی کنید همزمان صحبت کنید، هیچ یک از شما صدای دیگری را نخواهید شنید. برای برقراری ارتباط مؤثر، هم شما و هم دوستتان باید دسترسی هوایی و کنترل خط را کنترل کنید. به همین دلیل است که وقتی صحبت را تمام می کنید چیزی شبیه «خوش آمدید» می گویید. شما در حال ارسال سیگنالی هستید که امواج رادیویی آزاد است و شخص دیگری می تواند صحبت کند.

اگر تا به حال با دستگاه واکی تاکی به جاده رفته اید، ممکن است متوجه شده باشید که تنها چند کانال در دسترس دارد - و همچنین افراد زیادی در اطراف هستند که ایده راه رفتن را نیز به ذهنتان خطور کرده است. یک دستگاه واکی تاکی در دستانشان. این به ویژه در مورد زمانی که هنوز تلفن های همراه ارزان وجود نداشت صادق است - به نظر می رسید که هرکسی که ملاقات می کردید یک دستگاه واکی تاکی داشت. شاید با دوستتان صحبت نمی کردید، اما افراد دیگری در کنار شما بودند که واکی تاکی داشتند و همانطور که بعداً مشخص شد از همان کانال استفاده می کردند. هر بار که می خواستید یک کلمه وارد شوید، کسی قبلاً کانال شما را اشغال کرده بود و شما را مجبور می کرد منتظر بمانید ... و صبر کنید ... و منتظر بمانید.

به این نوع تداخل، تداخل «هم کانال» گفته می‌شود، که در آن کسانی که تداخل ایجاد می‌کنند، مانع از برقراری ارتباط در کانال شما می‌شوند. برای حل این مشکل، می‌توانید سعی کنید به کانال دیگری سوئیچ کنید، اما اگر چیز بهتری در دسترس نباشد، با سرعت بسیار بسیار پایین داده گیر خواهید کرد. فقط زمانی باید داده ها را منتقل کنید که همه احمق های پر حرف اطراف شما برای لحظه ای صحبت نکنند. ممکن است نیاز باشد که اصلاً چیزی نگویید، مثلاً "هی! دوباره آن تداخل بین کانالی وجود دارد!"

منابع تداخل

آنچه در مورد این مشکل تداخل کانال داخلی پیچیده است این واقعیت است که جریان ترافیک Wi-Fi هرگز یکنواخت نیست. ما با تداخل با فرکانس بالا (RF) سروکار داریم که به طور تصادفی با بسته ها تداخل می کند، در هر مکان، هر زمان و بادوام برخورد می کند. زمان متفاوت. تداخل می تواند از چندین منبع مختلف، از پرتوهای کیهانی گرفته تا شبکه های بی سیم رقیب باشد. به عنوان مثال، اجاق‌های مایکروویو و تلفن‌های بی‌سیم از متخلفان معروف در باند 2.4 گیگاهرتز هستند.

برای نشان دادن، تصور کنید با یک دوست با ماشین‌های Hot Wheels بازی می‌کنید، و هر ماشینی که از کف به طرف دوستتان فشار می‌دهید، نشان‌دهنده یک بسته داده است. تداخل برادر کوچک شماست که با یک دوست مقابل ستون حمل و نقل شما تیله بازی می کند. توپ ممکن است در هر نقطه از زمان به ماشین شما برخورد نکند، اما بدیهی است که به هر طریقی به آن ضربه خواهد خورد. هنگامی که یک برخورد رخ می دهد، شما باید بازی را متوقف کنید، ماشین آسیب دیده را بردارید و آن را به خط شروع ببرید و سعی کنید دوباره آن را روشن کنید. و مانند همه پسر بچه‌ها، برادر کوچک شما همیشه فقط با تیله بازی نمی‌کند. گاهی اوقات او یک توپ ساحلی یا یک سگ عروسکی را به سمت شما پرتاب می کند.

کارآمد شبکه وای فایدر درجه اول به کنترل محدوده فرکانس بی سیم یا رادیویی مربوط می شود - لازم است به کاربر کمک شود تا در اسرع وقت به "بزرگراه" بی سیم دسترسی پیدا کند و "بزرگراه" را ترک کند. چگونه می‌توانید ماشین‌های Hot Wheels خود را سریع‌تر حرکت کرده و آنها را با دقت بیشتری هدف‌گیری کنید؟ چگونه می‌توانید بیشتر و بیشتر ماشین‌ها را در اطراف بچرخانید و به تلاش‌های رقت‌انگیز برادر کوچکتان برای خراب کردن روحیه‌تان توجه نکنید؟ این راز تامین کنندگان تجهیزات بی سیم است.

تفاوت بین ترافیک وای فای و تداخل

کمی بعد به این موضوع خواهیم پرداخت، اما ابتدا متوجه می‌شویم که استاندارد 802.11 کارهای زیادی را انجام می‌دهد که به کنترل بسته‌ها اجازه می‌دهد. به استعاره های ماشین برگردیم. هنگامی که در جاده با خودرو رانندگی می کنید، با محدودیت سرعت و موانع دیگری مواجه می شوید که بر رفتار خودروی شما تحت ویژگی های خاص تأثیر می گذارد. اما اگر مادربزرگ شما جای شما بود، عینک ضخیم خود را می زد، به لارنس ولک گوش می داد و با سرعت 35 مایل در ساعت در یک مسیر بین ایالتی هشت خطی می رفت، دیگر رانندگان به زودی صبر خود را از دست می دادند و شروع به بوق زدن برای او می کردند. تردد در جاده ها کند خواهد شد. اما همه حتی با این سرعت کاهش یافته به رانندگی خود ادامه خواهند داد.

این مشابه چیزی است که وقتی ترافیک وای فای همسایه شما وارد شبکه بی سیم شما می شود اتفاق می افتد. از آنجا که تمام ترافیک از استاندارد 802.11 پیروی می کند، همه بسته ها توسط قوانین یکسانی اداره می شوند. ترافیک ناخواسته ای که سر راه شما قرار می گیرد، حرکت کلی بسته ها را کند می کند، اما تأثیری مانند تشعشعات اجاق مایکروویو ندارد، که از قوانین پیروی نمی کند و فقط از طریق ترافیک Wi-Fi مختلف عبور می کند. خطوط (کانال) مانند یک عابران پیاده خودکشی.

بدیهی است که تأثیر نسبی نویز RF در دستگاه های Wi-Fi در محدوده فرکانس 2.4 و 5.0 گیگاهرتز بدتر از ترافیک WLAN (LAN بی سیم) رقیب است، اما یکی از اهداف بهبود عملکرد به نفع هر دو شبکه است. . همانطور که در ادامه خواهیم دید، راه های زیادی برای رسیدن به این هدف وجود دارد. در حال حاضر، فقط به یاد داشته باشید که تمام این قطعات ترافیکی که با یکدیگر رقابت می کنند و تداخل در نهایت به نویز پس زمینه تبدیل می شوند. یک جریان داده بسته‌بندی شده که با قدرت 30- دسی‌بل شروع می‌شود، در نهایت در طی مسافتی به 100 دسی‌بل یا کمتر محو می‌شود. این سطوح برای دسترسی به نقطه دسترسی بسیار پایین هستند، اما همچنان می توانند ترافیک را مختل کنند، درست مانند آن پیرزن با عینک های کلفت.

در جنگ و روی هوا همه وسایل خوب است

بیایید در مورد نحوه مدیریت قوانین ترافیکی نقاط دسترسی (از جمله روترها) صحبت کنیم. به یک آزادراه معمولی دو خطه روی سطح شیب دار فکر کنید. در هر خط خودروها صف کشیده اند و در هر کدام یک چراغ راهنمایی وجود دارد. فرض کنید هر نخ به مدت پنج ثانیه یک چراغ سبز دارد.

شبکه بی سیم این ایده را اندکی از طریق فرآیندی به نام air fairing تغییر داده است. نقطه دسترسی تعداد دستگاه‌های مشتری موجود را تخمین می‌زند و فواصل زمانی مساوی برای برقراری ارتباط پایدار برای هر دستگاه تعیین می‌کند، گویی دوربینی که ورودی بزرگراه را نظارت می‌کند می‌تواند تعداد خودروهای گرفتار شده در ترافیک را تخمین بزند و از این اطلاعات برای تصمیم‌گیری استفاده کند. چراغ سبز چقدر باید روشن بماند؟ تا زمانی که چراغ سبز باقی بماند، خودروها می توانند از ورودی بزرگراه استفاده کنند. وقتی چراغ قرمز شد، تردد در آن لاین متوقف می شود و سپس چراغ سبز برای لاین بعدی روشن می شود.

بیایید فرض کنیم سه خط در این ستون فقرات وجود دارد، یکی برای هر استاندارد: 802.11b، 11g و 11n. واضح است که بسته های اطلاعاتی با در سرعت های مختلف; گویی یک لاین مخصوص خودروهای اسپرت سریع و دیگری برای تریلرهای آهسته و سنگین است. در یک بازه زمانی مشخص، بسته‌های «سریع» بیشتری نسبت به بسته‌های آهسته در ترافیک خود دریافت خواهید کرد.

بدون اصل عدالت هوایی، ترافیک به حداقل ممکن کاهش می یابد مخرج مشترک. همه وسايل نقليهدر یک خط صف بکشید، و اگر یک خودروی سریع (11n) در پشت ماشینی با سرعت متوسط ​​(11b) در ترافیک قرار گیرد، کل زنجیره سرعت را به سرعت این ماشین "متوسط" کاهش می دهد. به همین دلیل است که اگر اغلب با استفاده از روترهای مصرف کننده و نقاط دسترسی، ترافیک را تحلیل کنید، به این نتیجه خواهید رسید که اگر یک دستگاه قدیمی 11b را به شبکه 11n متصل کنید، عملکرد می تواند به شدت کاهش یابد. به همین دلیل است که بسیاری از نقاط دسترسی دارای حالت "فقط 11n" هستند. این رویکرد، البته، نقطه دسترسی را مجبور می کند که دستگاه کندتر را نادیده بگیرد. متأسفانه، بیشتر محصولات Wi-Fi مصرف‌کننده هنوز از انصاف خارج از هوا پشتیبانی نمی‌کنند. این ویژگی به قدری در محافل تجاری محبوب شده است که امیدواریم به زودی به دست کاربران عادی نیز برسد.

وقتی برای بسته های خوب اتفاقات بدی می افتد

در مورد ماشین ها کافی است. بیایید از زاویه ای دیگر به بسته های داده و تداخل نگاه کنیم. همانطور که قبلا ذکر شد، تداخل می تواند در هر زمان به هوا منفجر شود و برای هر زمان باقی بماند. هنگامی که نویز وارد بسته داده می شود، بسته داده دوم خراب می شود و باید دوباره ارسال شود، که منجر به تاخیر و افزایش زمان ارسال کلی می شود.

وقتی می‌گوییم عملکرد بهتری می‌خواهیم، ​​به احتمال زیاد به این معنی است که می‌خواهیم بسته‌های داده ما از نقطه دسترسی به مشتری (یا برعکس) بسیار سریع‌تر تحویل داده شود. برای تحقق این امر، نقاط دسترسی تمایل دارند از یک یا هر سه تاکتیک استفاده کنند: کاهش نرخ داده لایه فیزیکی (PHY)، کاهش قدرت ارسال (Tx) و تغییر کانال رادیویی.

PHY مانند یک علامت محدودیت سرعت است (صادقانه، ما سعی می کنیم از نمونه های خودرو دور شویم!). این نرخ تئوری داده ای است که تصور می شود ترافیک در آن شروع به تغییر می کند. وقتی کلاینت بی سیم شما می گوید که شما با سرعت 54 مگابیت در ثانیه متصل هستید، در واقع بسته های داده را با این سرعت انتقال نمی دهید. این فقط سطح سرعت تایید شده ای است که نقطه دسترسی و سخت افزار همچنان در حال ارتباط هستند. ما بعد از مشاهده این هماهنگی متوجه خواهیم شد که چه اتفاقی برای بسته ها و استانداردهای واقعی تولید می افتد.

نرخ داده لایه فیزیکی (PHY).

هنگامی که نویز به ترافیک بی سیم نفوذ می کند و باعث ارسال مکرر بسته ها می شود، ممکن است نقطه دسترسی به سرعت کمتر از سرعت فیزیکی آن کاهش یابد. مثل این است که با حرکت آهسته با کسی صحبت کنید که به زبان شما روان صحبت نمی کند و در دنیای سیمی، عالی عمل می کند. بسته ما قبلاً با سرعت 150 مگابیت بر ثانیه ارسال می شد. سرعت فیزیکی به 25 مگابیت بر ثانیه کاهش یافت. در مواجهه با ظهور نویز تصادفی، از خود پرسیدیم که احتمال اینکه بسته داده ما با جریان دیگری از نویز مواجه شود چه می شود؟ در حال رشد است، درست است؟ هرچه یک بسته داده بیشتر در هوا باشد، احتمال اینکه با تداخل مواجه شود بیشتر است. و بنابراین، بله، تکنیک کاهش سرعت فیزیکی که در شبکه های سیمی به خوبی کار می کرد، اکنون به مسئولیت شبکه های بی سیم تبدیل شده است. بدتر از همه، سرعت های فیزیکی پایین، اتصال کانال های Wi-Fi (که در آن از دو کانال با فرکانس 2.4 یا 5.0 گیگاهرتز به صورت پشت سر هم برای افزایش توان استفاده می شود) بسیار دشوارتر می کند، زیرا خطر کار کانال های فرکانس های مختلف در آنها وجود دارد. سرعت های مختلف

این باور نکردنی و غم انگیز است که تمرین استفاده از روش کاهش سرعت فیزیکی در حال افزایش است. تقریباً هر فروشنده ای از این روش استفاده می کند علیرغم این واقعیت که از نظر عملکرد معکوس است.

چی میگی؟

تا حدودی، شبکه های بی سیم فقط یک دعوای بزرگ هستند. تصور کنید در یک مهمانی شام هستید. ساعت 6 بعدازظهر است و فقط چند نفر آمده اند. آنها در مورد چیزی فکر می کنند، آرام صحبت می کنند. زمزمه صداها و زمزمه کولر را می شنوید. همکارتان به شما نزدیک می شود و مشکلی برای ادامه مکالمه ندارید. بچه های چهار ساله صاحبش به سمت شما می آیند و شروع به خواندن آهنگی از خیابان کنجد می کنند. اما حتی با وجود این سه منبع تداخل، شما و همسرتان هیچ مشکلی در درک یکدیگر ندارید، تا حدی به این دلیل که شریک زندگی شما در خانواده بزرگو با صدای بلند صحبت می کند، انگار از طریق یک مگافون.

که در در این مثالصدای صحبت کردن افراد دیگر و عملکرد کولر گازی "حداقل سطح نویز" است. او همیشه در این سطح حضور دارد. وقتی صحبت می کنیم که چقدر تداخل روی مکالمه شما تأثیر می گذارد، سطح نویز را در نظر نمی گیریم. مثل اینکه یک سینی روی ترازو آشپزخانه بگذاریم و بعد دکمه ای را فشار دهیم تا مقدار وزن آن صفر شود. سینی روی ترازو و نویز پس‌زمینه ثابت هستند، درست مانند نویز فرکانس رادیویی پس‌زمینه که ما را احاطه کرده است. هر محیطی کف سر و صدای خاص خود را دارد.

با این حال، کودک و تحسین او از پرنده بزرگ (شخصیت خیابان سیسمونی) مانعی است. حتی با وجود اینکه شریک زندگی تان صدای بلندی دارد، باز هم می توانید ارتباط موثر برقرار کنید، اما وقتی دوست مودب شما به شما نزدیک می شود و وارد بحث می شود چه اتفاقی می افتد؟ شما خودتان را همان کسی می بینید که با عصبانیت به رقص کودک نگاه می کند و از همکارتان می پرسد "چی؟"

برای مقابله با سطح نویز RF پس‌زمینه، یک تلفن بی‌سیم با مقدار نویز اندازه‌گیری شده -77 دسی‌بل در محل دستگاه مشتری خود قرار دادیم. این کودک چهار ساله ماست که آواز می خواند. اگر یک اکسس پوینت معتبر دارید که فقط سیگنال -70 دسی بل را ارسال می کند، این برای مشتری کافی است که علیرغم تداخل، داده ها را بشنود، اما نه بیش از حد. تفاوت بین حداقل سطح نویز و سیگنال دریافتی (گوش شده) تنها 7 دسی بل است. با این حال، اگر نقطه دسترسی داشته باشیم که داده‌ها را در سطح صدای بلندتر منتقل می‌کند، مثلاً 60 دسی‌بل، آنگاه اختلاف 17 دسی‌بل بسیار مهم‌تری بین تداخل و سیگنال دریافتی دریافت می‌کنیم. وقتی می توانید بدون هیچ مشکلی کسی را بشنوید، مکالمه بسیار مؤثرتر از زمانی است که به سختی می توانید آنچه را که به شما می گوید بشنوید. علاوه بر این، به این فکر کنید که چه اتفاقی می افتد وقتی یک کودک چهار ساله دیگر می خواهد چیزی از کارنامه لیدی گاگا بخواند. دو کودک آوازخوان احتمالاً دوست دوستانه شما را غرق می کنند، در حالی که همدم پرحرف شما هنوز به وضوح شنیده می شود.

چی میگی؟ - من می گویم "سینر"!

در دنیای رادیویی، محدوده از کف نویز تا سیگنال دریافتی، نسبت سیگنال به نویز (SNR) است. این همان چیزی است که تقریباً روی هر نقطه دسترسی چاپ شده می بینید، اما دقیقاً چیزی نیست که به آن اهمیت می دهید. چیزی که واقعاً به آن علاقه دارید، محدوده از سطح نویز بالا تا سیگنال دریافتی است، یعنی نسبت سیگنال به نویز (SINR)، این چیزی است که منطقی است. اینطور نیست که همیشه بتوانید از قبل بدانید که سیگنال SINR چقدر خواهد بود، زیرا تا زمانی که آن را اندازه گیری نکنید نمی توانید سطح تداخل را در یک زمان و مکان معین تعیین کنید. اما شما می توانید سطح متوسط ​​تداخل را در یک محیط خاص احساس کنید. در کنار این، شما ایده های بهتری در مورد اینکه نقطه دسترسی برای حفظ سطح بالایی از عملکرد به چه سطح سیگنالی نیاز دارد، خواهید داشت.

با دانستن این موضوع، ممکن است بپرسید: "چرا کسی می خواهد قدرت سیگنال ارسال (Tx) را با وجود تداخل کاهش دهد؟" سوال خوبی است، زیرا این یکی از سه واکنش استاندارد به ارسال مجدد بسته ها است. پاسخ این است که افت قدرت سیگنال Tx ناحیه پوشش AP را فشرده می کند. اگر یک منبع نویز خارج از منطقه تحت پوشش خود دارید، حذف موثر آن منبع از محدوده آگاهی AP، این منبع را از تلاش برای مقابله با مشکل رها می کند. مشروط بر اینکه مشتری در ناحیه تحت پوشش کاهش یافته باشد، این می تواند به کاهش تداخل کانال مشترک و بهبود عملکرد کلی کمک کند. با این حال، اگر مشتری شما نیز در محدوده بیرونی پوشش AP باشد (مانند Client 1 در تصویر ما)، به سادگی از دید خارج می شود. حتی در بهترین حالت، افت قدرت انتقال تا حد زیادی منطقه پوشش، یعنی مقدار SINR را کاهش می‌دهد و شما را با نرخ داده‌ای کاهش می‌دهد.

کانال های زیادی، اما چیزی برای تماشا نیست

همانطور که دیدیم، دو رویکرد عمومی پذیرفته شده اول برای مقابله با تداخل، سرعت فیزیکی و کاهش قدرت را کاهش می دهد. اصل سوم همان چیزی است که در مثال واکی تاکی پوشش داده شده است: تغییر کانال بی سیم، که اساساً فرکانس حرکت سیگنال را تغییر می دهد. این ایده کلیدی پشت فناوری طیف گسترده یا جهش فرکانس است که توسط نیکولا تسلا در قرن بیستم کشف شد و قابل توجه بود. کاربرد گستردهبرای اهداف نظامی در طول جنگ جهانی دوم در یک لحظه، هنرپیشه مشهور و زیبا، هدی لامار، به کشف یک تکنیک پرش فرکانس کمک کرد که می تواند اژدرهای رادیویی کنترل شونده را غیرفعال کند. هنگامی که این رویکرد در محدوده فرکانسی بزرگتر از محدوده ای که سیگنال معمولاً در آن ارسال می شود استفاده می شود، به آن طیف گسترده می گویند.

دستگاه‌های Wi-Fi از فناوری طیف گسترده برای افزایش پهنای باند، قابلیت اطمینان و امنیت استفاده می‌کنند. هر کسی که تا به حال به تنظیمات دستگاه های Wi-Fi خود وابسته بوده است می داند که 11 کانال در باند 2.4 تا 2.4835 گیگاهرتز وجود دارد. با این حال، از آنجایی که کل پهنای باند استفاده شده برای طیف گسترده Wi-Fi 2.4 گیگاهرتز 22 مگاهرتز است، در نهایت با همپوشانی بین این کانال ها مواجه می شوید. در واقع، بیایید بگوییم در آمریکای شمالیشما فقط سه کانال در اختیار خواهید داشت - 1، 6 و 11 - که قطع نمی شوند. در اروپا می توانید از کانال های 1، 5، 9 و 13 استفاده کنید. اگر از استاندارد 2.4 گیگاهرتز 802.11n با عرض کانال 40 مگاهرتز استفاده می کنید، انتخاب شما به دو کانال 3 و 11 کاهش می یابد.

در باند 5 گیگاهرتز اوضاع کمی بهتر است. در اینجا ما 8 کانال داخلی غیر همپوشانی داریم (36، 40، 44، 48، 52، 56، 60 و 64.) نقاط دسترسی با کارایی بالا معمولاً پخش رادیویی را در هر دو باند 2.4 گیگاهرتز و 5.0 گیگاهرتز ترکیب می کنند و این چنین خواهد بود. درست است که فرض کنیم تداخل کمتری در پهنای باند 5.0 گیگاهرتز وجود دارد. تنها خلاص شدن از تداخل بلوتوث 2.4 گیگاهرتزی می تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند. متأسفانه، نتیجه نهایی اجتناب ناپذیر است: طیف 5.0 گیگاهرتز در حال حاضر از ترافیک اشباع شده است، درست مانند طیف 2.4 گیگاهرتز. با عرض کانال 40 مگاهرتز استفاده شده در استاندارد 802.11n، تعداد کانال‌های غیر همپوشانی به شدت به چهار کانال کاهش می‌یابد (انتخاب فرکانس پویا (DFS)، کانال‌ها به دلیل مشکلات نظامی مرتبط با سیگنال‌های رادار متضاد حذف می‌شوند)، و کاربران قبلاً هر از گاهی آنها با موقعیت هایی مواجه می شوند که یک کانال به اندازه کافی باز در محدوده وجود ندارد. انگار بیشتر داشتیم کانال های تلویزیونی، که می توانستید تمام روز آن را تماشا کنید و چیزی جز تبلیغات در مورد بهداشت شخصی نشان دهید. کمتر کسی دوست دارد این را از صبح تا شب تماشا کند.

همه جانبه، اما نه همه کاره

خوب، ما در حال حاضر به اندازه کافی خبر بد به شما داده ایم. اما تعداد آنها بیشتر است. وقت آن رسیده که در مورد آنتن ها صحبت کنیم.

ما قدرت سیگنال را ذکر کردیم، اما جهت سیگنال را نه. همانطور که احتمالا می دانید اکثر آنتن ها جهت عملکرد خاصی ندارند. مانند مجموعه ای از بلندگوها که صداهای بلند را در همه جهات به طور همزمان پخش می کنند (با میکروفون های متصل که صداها را به طور یکنواخت از تمام 360 درجه دریافت می کنند)، میکروفون های همه جهته به شما پوشش عالی می دهند. فرقی نمی کند مشتری در کجا قرار دارد. تا زمانی که در محدوده پوشش قرار دارد، آنتن همه جهته قادر خواهد بود آن را شناسایی کرده و با آن ارتباط برقرار کند. نقطه ضعف آن این است که همان آنتن همه جهته هر منبع دیگری از نویز و تداخل را در یک محدوده مشخص رهگیری می کند. سیستم های همه جهته همه چیز را دریافت می کنند - صدای خوب، صدای بد، صدای وحشتناک - و شما نمی توانید در مورد آن انجام دهید.

تصور کنید که در میان جمعیت ایستاده اید و سعی می کنید با فردی که چند متر با شما فاصله دارد صحبت کنید. به دلیل سر و صدای اطراف شما، به سختی می توانید چیزی بشنوید. پس می خواهی چیکار کنی؟ خوب، البته، کف دست خود را به گوش خود بگذارید. سعی می‌کنید روی صدایی که از یک جهت می‌آید تمرکز بهتری داشته باشید، در حالی که همزمان صداهایی را که از جهت‌های دیگر می‌آیند، یعنی آنهایی که توسط کف دست شما "مسدود" می‌شوند، مسدود کنید. یک عایق صوتی حتی بهتر یک گوشی پزشکی است. این دستگاه سعی می کند همه صداها را مسدود کند محیطبا استفاده از گوش گیرهایی که داخل گوش قرار می گیرند و فقط به صداهایی که از قفسه سینه می آیند اجازه عبور می دهند.

در دنیای رادیویی، معادل گوشی پزشکی، فناوری به نام شکل دهی پرتو است.

و دوباره در مورد فناوری شکل دهی پرتو

هدف از فناوری شکل دهی پرتو ایجاد ناحیه ای با انرژی موج افزایش یافته در یک مکان خاص است. نمونه کلاسیکاین پدیده: سقوط قطرات آب به داخل استخر. اگر دو شیر در بالای آن وجود داشت و هر شیر آب را دقیقاً در لحظه مناسب باز می‌کردید به طوری که به طور دوره‌ای قطرات آب همگام‌سازی شده با زمان را آزاد می‌کردند، امواج حلقه‌ای متحدالمرکز که از هر مرکز زمین لرزه (محل برخورد قطرات) تابش می‌کنند، الگوهای همپوشانی جزئی ایجاد می‌کنند. چنین مدلی را در تصویر بالا مشاهده می کنید. جایی که موج به پایان می رسد بالاترین امتیازبا عبور از یک موج دیگر، این اثر اضافی را دریافت می کنید که انرژی هر دو موج ترکیب می شود و منجر به تشکیل یک تاج حتی بزرگتر به شکل موج می شود. با توجه به منظم بودن قطرات، چنین برآمدگی های تقویت شده به وضوح در جهات خاصی قابل مشاهده هستند، آنها نوعی "پرتو" انرژی تقویت شده را تشکیل می دهند.

در این مثال، امواج در همه جهات واگرا هستند. آنها به طور یکنواخت از نقطه مبدا به سمت بیرون گرایش دارند تا زمانی که به یک شی مخالف برسند. سیگنال‌های وای‌فای ساطع شده از یک آنتن چند جهته به همین ترتیب عمل می‌کنند و امواجی از انرژی فرکانس رادیویی را آزاد می‌کنند که وقتی با امواج آنتن دیگری ترکیب می‌شوند، می‌توانند پرتوهایی با قدرت سیگنال افزایش یافته را تشکیل دهند. هنگامی که دو موج در فاز دارید، نتیجه می تواند یک پرتو با قدرت سیگنال تقریبا دو برابر موج اصلی باشد.

در همه جهات استفاده می شود

همانطور که در عکس قبلی سطح تداخل مشاهده می کنید، تشکیل پرتو از آنتن های همه جهته در جهات متعدد و اغلب مخالف رخ می دهد. با تغییر زمان سیگنال ها در هر آنتن، می توان شکل الگوی شکل دهی پرتو را کنترل کرد. این چیز خوبی است زیرا به شما امکان می دهد انرژی را در جهات کمتری متمرکز کنید. اگر نقطه دسترسی شما "می دانست" که مشتری آن در موقعیت ساعت سه است، آیا ارسال پرتو در موقعیت ساعت 9 یا 11 منطقی است؟ خوب، بله... اگر حضور این پرتو «گمشده» اجتناب ناپذیر است.

در واقع، اگر با آنتن های همه جهته سر و کار دارید، چنین ضرری واقعاً اجتناب ناپذیر است. از نظر فنی، آنچه در ردیف بالا می بینید، نتیجه یک آنتن آرایه فازی (PAA) است - گروهی از آنتن ها که در آن فازهای نسبی سیگنال های مربوطه که آنتن ها را تغذیه می کنند، به گونه ای متفاوت است که الگوی تابش موثر آنتن ها متفاوت است. آرایه در جهت مورد نظر تقویت می شود و در چندین جهت نامطلوب سرکوب می شود. این شبیه به فشردن قسمت میانی بادکنکی است که کاملاً باد نشده است. با افزایش فشردگی، قسمتی از توپ را دریافت می کنیم که بیش از حد در یک جهت بیرون زده است، اما در جهت دیگر نیز با یک overshoot مربوطه مواجه خواهیم شد. این را در تصویر بالا، جایی که ردیف بالا نشان می دهد، مشاهده می کنید مدل های مختلفشکل دهی پرتو که توسط دو آنتن همه جانبه دوقطبی تشکیل شده است.

ایجاد تغییرات در طول شکل دهی پرتو

بدیهی است که شما می خواهید ناحیه پوشش پرتو دستگاه مشتری را بگیرد. هنگام تشکیل یک پرتو با یک آنتن آرایه فازی، همانطور که در شکل های بالا در خطوط بالا نشان داده شده است (این بار با استفاده از سه آنتن دوقطبی)، نقطه دسترسی سیگنال های دریافتی از مشتری را تجزیه و تحلیل می کند و از الگوریتم هایی برای تغییر الگوی تابش استفاده می کند، بنابراین تغییر می کند. جهت پرتو برای هدف گیری بهتر مشتری. این الگوریتم‌ها در کنترل‌کننده نقطه دسترسی محاسبه می‌شوند، به همین دلیل است که گاهی اوقات می‌توانید نام دیگری برای این فرآیند ببینید - "تشکیل پرتو مبتنی بر تراشه". این فناوری معمولاً توسط سیسکو و سایر شرکت ها به عنوان سیگنال دهی جهت دار شناخته می شود، و جزء اختیاری و کم استفاده از مشخصات 802.11n باقی می ماند.

آنتن‌های آرایه فازی با کنترل سخت‌افزار، روشی است که توسط اکثر تولیدکنندگان استفاده می‌شود، که اکنون به طور گسترده پشتیبانی از فناوری شکل‌دهی پرتو را در محصولات خود تبلیغ می‌کنند. Ruckus از این روش استفاده نمی کند. در این زمینه در مقاله قبلی خود اشتباه کردیم. در صفحه شش، نویسنده ما بیان کرد که "Ruckus از شکل دهی پرتو "روی آنتن" استفاده می کند، یک فناوری توسعه یافته و ثبت شده توسط Ruckus... [که] از آرایه آنتن استفاده می کند." اما این مورد نیست. شکل دهی پرتو با آنتن آرایه فازی مستلزم استفاده از تعداد زیادی آنتن است. رویکرد راکوس با این روش متفاوت است.

با تکنولوژی Ruckus، پرتو را می توان به هر آنتن، مستقل از آنتن های دیگر هدایت کرد. این امر با قرار دادن عمدی اجسام فلزی در مجاورت هر آنتن در آرایه آنتن به منظور تأثیر مستقل بر الگوی تابش حاصل می شود. به زودی به این موضوع باز می گردیم و سعی می کنیم به طور دقیق تر، اما کمی آن را بررسی کنیم انواع متفاوتمی توانید مدل های شکل دهی پرتو با استفاده از رویکرد Ruckus را در ردیف دوم تصاویر بالا مشاهده کنید. با نگاهی همزمان به هر دو رویکرد، تعیین اینکه کدام یک از آنها بالاترین عملکرد عملی را دارند، غیرممکن است. آرایه فازی سه آنتن پرتو متمرکزتری نسبت به واحدهای پوشش نسبی Ruckus تولید می کند. به طور شهودی، می‌توانیم فرض کنیم که هرچه پرتو متمرکزتر باشد، عملکرد بهتری خواهد داشت، اگر همه عوامل دیگر برابر باشند. جالب است که در طی آزمایشات ما متوجه شویم که آیا این مورد است یا خیر.

صداتو نمی شنوم!

تاثیر گذاشتن کف دست روی گوش را به خاطر دارید؟ حذف تداخل از طرف ناخواسته می تواند کیفیت دریافت را بهبود بخشد، حتی اگر مشتری الگوی انتشار سیگنال را تغییر نداده باشد. به گفته Ruckus، صرفاً نادیده گرفتن سیگنال‌ها از جهت مخالف می‌تواند مشتری را تا 17 دسی‌بل اضافی به دلیل حذف تداخل خالص کند.

در عین حال، بهبود قدرت سیگنال ارسالی می تواند 10 دسی بل اضافه کند. با توجه به توضیحات قبلی در مورد تأثیر قدرت سیگنال بر توان عملیاتی، متوجه خواهید شد که چرا تهویه سیگنال می تواند تا این حد مهم باشد و چرا مایه تاسف است که اکثر تولید کنندگان در بازار بی سیم هنوز فناوری های ذکر شده در بالا را در نظر نگرفته اند.

تداعی فضایی

یکی از پیشرفت های عمده در مشخصات 802.11n اضافه شدن تجمع فضایی بود. این شامل استفاده از تقسیم طبیعی یک سیگنال رادیویی اولیه به سیگنال های فرعی است که در زمان های مختلف به گیرنده می رسد. اگر یک نقطه دسترسی را در یک انتها رسم کنید ورزشگاهو مشتری در سمت دیگر است، مسیر مستقیم سیگنال رادیویی به مرکز سالن کمی کمتر از سیگنال منعکس شده از دیوار جانبی طول خواهد کشید. معمولا زیاد هستند راه های ممکنعبور سیگنال ها (جریان های فضایی) بین دستگاه های بی سیم، و هر مسیر ممکن است حاوی یک جریان با داده های مختلف باشد. گیرنده این سیگنال های فرعی را دریافت کرده و آنها را دوباره ترکیب می کند. این فرآیند گاهی اوقات تنوع کانال نامیده می شود. مالتی پلکس فضایی (SM) در فضاهای بسته بسیار خوب عمل می کند، اما به طرز وحشتناکی در محیط های کمتر محدود، مانند میدان باز، از آنجایی که هیچ جسمی وجود ندارد که سیگنال ها از آن منعکس شود تا یک جریان فرعی ایجاد شود. هنگامی که می توان این کار را انجام داد، SM برای افزایش پهنای باند کانال و بهبود نسبت سیگنال به نویز استفاده می کند.

برای درک واضح تفاوت بین تجمع جریان و شکل دهی پرتو، دو سطل را تصور کنید - یکی پر از آب (داده) و دیگری خالی نشسته است. ما باید داده ها را از یک سطل به سطل دیگر منتقل کنیم. شکل دهی پرتو شامل یک شیلنگ است که هر دو سطل را به هم متصل می کند و فشار آب را برای انتقال سریعتر مایع افزایش می دهیم. با ادغام جریان (SM)، ما در حال حاضر دو (یا بیشتر) شیلنگ داریم که آب را با فشار معمولی حرکت می دهند. با یک زنجیره رادیویی واحد، یعنی انتقال سیگنال رادیویی از یک دستگاه به یک یا چند آنتن، SM معمولاً بهتر از شکل دهی پرتو عمل می کند. با دو یا چند مدار رادیویی، اغلب برعکس اتفاق می افتد.

آیا می توان از هر دو روش استفاده کرد؟

ما خیلی به تصویر بالا علاقه نداریم، اما می تواند به شما کمک کند تا بفهمید چرا نمی توانید تجمع جریان و شکل دهی پرتو را با استفاده از طراحی سه آنتن (که گزینه دومی است که در حال حاضر در بسیاری از نقاط دسترسی داریم) ترکیب کنید. اساساً، اگر دو آنتن مشغول شکل‌دهی جریان اول باشند، آنتن سوم برای راه‌اندازی جریان دوم باقی می‌ماند. شاید فکر کنید که با دو جریان ورودی، SM نباید مشکلی داشته باشد. با این حال، یک جریان هدایت شده به احتمال زیاد دارای نرخ داده بسیار بالاتری است - به طوری که مشتری دریافت کننده نمی تواند به طور موثر این دو جریان را همگام کند. تنها راه برای همگام سازی هر دو جریان به اندازه کافی به نرخ داده، کاهش قدرت سیگنال شکل دهی پرتو است... که در وهله اول تمام نقطه شکل دهی پرتو را از بین می برد. شما دو جریان با " فشار استاندارد"، مانند تصویر قبلی ما.

اگر چهار آنتن داشتید چطور؟ بله، ممکن است کار کند. دو مورد با تولید سیگنال سروکار دارند و دو نفر دیگر با یکپارچه سازی جریان سروکار دارند. طبیعتا اضافه کردن یک آنتن دیگر هزینه کل مجموعه را افزایش می دهد. در دنیای اکسس پوینت‌های سازمانی، خریداران ممکن است به راحتی افزایش قیمت را بپذیرند، اما در مورد کسی که به چهار آنتن هم‌زمان هم نیاز دارد چطور؟ فقط اخیراً سه آنتن برای کار با لپ تاپ دریافت کردیم - اختلافات شدیدی در این مورد وجود داشت. و سپس مورد چهارم وجود دارد؟ مهمتر از آن، چه اتفاقی برای مصرف انرژی خواهد افتاد؟ در غیاب پاسخ ها و/یا اشتیاق در این بازار، تولیدکنندگان به سادگی ایده توسعه طرح های چهار آنتن را کنار گذاشته اند.

آنتن ها و ماژول های رادیویی

قبلاً ما از اصطلاح "مدار رادیویی" استفاده می کردیم، اما در بسیاری از موارد این تعریف به اندازه کافی عمیق و دقیق ارائه نمی کند. یک نمایش مرتبط از رابطه بین مدارهای رادیویی و جریان های فضایی وجود دارد که هنگام ارزیابی مکانیسم های بی سیم مهم است که به خاطر بسپارید.

به عبارت 1x1:1 نگاه کنید. بله، ما قبلاً می‌شنویم که «متخصصان» آن را تلفظ می‌کنند: «یک ضرب در یک و تقسیم بر یک». مگه نه؟ پیدا نمی شود بهترین راهرکورد از با دو نقطه؟

بخش 1x1 به تعداد مدارهای درگیر در انتقال (Tx) و دریافت (Rx) داده ها اشاره دارد. A:1 مربوط به تعداد جریان های فضایی مورد استفاده است. بنابراین، نقطه دسترسی استاندارد صنعتی 802.11g را می توان با عبارت 1x1:1 نشان داد.

سرعت 300 مگابیت بر ثانیه ذکر شده در اکثر محصولات مدرن 802.11n به دو جریان فضایی متکی است. این محصولات 3x3:2 تعیین شده اند. احتمالا هنوز با طرح هایی برخورد نکرده اید که سرعت انتقال در آنها 450 مگابیت بر ثانیه باشد. این در حال حاضر 3x3:3 است، اما با وجود سرعت تئوری 450 مگابیت در ثانیه، چنین محصولاتی مزیت بسیار کمی نسبت به محصولات 3x3:2 دارند. چرا؟ دوباره تکرار می‌کنیم: شما نمی‌توانید شکل‌دهی پرتو و تجمع فضایی را در سه رادیو بسیار مؤثر ترکیب کنید. در عوض، شما باید با سه جریان در سطح سیگنال استاندارد سروکار داشته باشید، که همانطور که قبلاً دیدیم، محدوده را محدود می‌کند و باعث ارسال مجدد بسته‌ها می‌شود. به همین دلیل است که مسیریاب‌های 450 مگابیت بر ثانیه برای یافتن راه خود در بخش‌های راه دور در بازار انبوه مشکل دارند. در شرایط ایده آلمحصولات 3x3:3 بسیار بهتر خواهند بود، اما ما در دنیایی ناقص زندگی می کنیم. در عوض، ما جهانی پر از رقابت و اختلال داریم.

SRC در مقابل MRC: می‌توانی صدای من را بشنوی؟

بدیهی است که گوش دادن کلید اصلی آن است ارتباط موثر، و خیلی به این بستگی دارد که دقیقاً چگونه به سخنران گوش می دهید. همانطور که در مثال در تصویر ما، اگر شخصی در یک انتهای میدان صحبت می کند و سه نفر در انتهای دیگر به او گوش می دهند، نکته عجیب این است که شنوندگان، به دلایل نامعلومی، همان چیزی را نمی شنوند. . در شبکه های بی سیم، می توانید بپرسید، "خوب، کدام یک از شما شنوندگان آنچه را که فرستنده بهتر می گوید شنیده اید؟" و کسی را انتخاب کنید که به نظر می رسد بیشتر از دیگران شنیده است. این ترکیب نسبت ساده (SRC) نامیده می شود و ارتباط نزدیکی با ایده جابجایی بین آنتن ها دارد که در آن از هر آنتنی که بهترین سیگنال را داشته باشد استفاده می شود.

یک رویکرد چند آنتنی کارآمدتر و پرکاربردتر، ترکیب حداکثر نسبت (MRC) است. به طور کلی، این شامل سه گیرنده «پیوستن نیروها» و مقایسه اطلاعات ارسال شده، و سپس رسیدن به اجماع در مورد «آنچه گفته شد» است. با رویکرد MRC مشتری لذت می برد بهترین پوششدر دستگاه های بی سیم و بهبود کیفیت خدمات. همچنین مشتری نسبت به محل دقیق آنتن ها حساسیت کمتری دارد.

البته احتمالاً برای شما سوال پیش می آید که اگر سه آنتن بهتر از دو باشد، پس ...

چرا از یک میلیون آنتن استفاده نمی کنید؟

خوب، بله، چرا از صد هزار میلیارد آنتن استفاده نمی کنید؟

جدای از زیبایی شناسی، دلیل واقعی اینکه سازندگان APهای جوجه تیغی مانند این را نمی سازند این است که نمی توانند کاری در مورد قانون کاهش بازده انجام دهند. داده های آزمایشی نشان می دهد که جهش از دو به سه آنتن دیگر به اندازه یک به دو قابل توجه نیست. دوباره به موضوع هزینه و (حداقل در سمت مشتری) مصرف انرژی برمی گردیم. بازار مصرف بر روی سه آنتن همه جانبه مستقر شده است. که در دنیای تجارتشما می توانید بیشتر پیدا کنید، اما معمولا زیاد نیست.

Ruckus یکی از استثناهای نادر در این مورد است زیرا از آنتن های جهت دار استفاده می کند. در اکسس پوینت های گرد، که قبلاً در تصاویر این بررسی مشاهده کرده اید، پلت فرم دیسکی شکل 19 آنتن جهت دار را در خود جای داده است. اگر مناطق تحت پوشش هر 19 آنتن را ترکیب کنید، پوشش کامل 360 درجه را دریافت خواهید کرد. نوزده آنتن همه جانبه بیش از حد خواهد بود، اما 19 آنتن جهت دار (یا بیشتر، بسته به طراحی AP) می توانند دستاوردهای عملکردی را ارائه دهند که صرفاً از افزایش تعداد آنتن ها انتظار نمی رود، اما همچنان انرژی کمتری مصرف می کنند، زیرا بدیهی است که تنها تعداد کمی از آنها مصرف می کنند. در هر زمان مورد استفاده قرار می گیرند.

"Where's Wally?"* و Wi-Fi

قبلاً دیده‌ایم که نقطه دسترسی می‌تواند فازهای سیگنال‌ها را برای به دست آوردن حداکثر قدرت سیگنال در یک نقطه مشخص تنظیم کند، اما AP چگونه می‌داند که دقیقاً آن نقطه (یعنی مشتری) در کجا قرار دارد؟ یک نقطه دسترسی همه جانبه که یک دستگاه مشتری با سیگنال -40 دسی بل را تشخیص می دهد، در موقعیت ساعت 4 یکسان به نظر می رسد، در مورد تنوع چند مسیری، جایی که سیگنال های متفاوتی دارید جهت‌ها، AP راهی به شما نمی‌گوید که آیا مشتری سیگنالی را از آن ارسال می‌کند یا خیر قدرت بالااز دور یا از پایین - از فاصله کوتاه. اگر کلاینت در حال حرکت باشد، نقطه دسترسی نمی تواند تعیین کند که برای شناسایی آن به کدام سمت بچرخد. این اثر بسیار شبیه به زمانی است که اگر بین چند آژیر ایستاده باشید، نمی توانید بگویید از کجا می آید ساختمان های بلند. صدا خیلی قوی به نظر می رسد که بتوانید مسیری را که از آن می آید مشخص کنید.

این یکی از خطرات ذاتی فناوری شکل دهی پرتو است. بهینه سازی پرتو از نقطه دسترسی که باید به آن برخورد کند این دستگاه-مشتری، مستلزم دانش مکانی است که مورد دوم دقیقاً در کجا واقع شده است، به معنای ریاضی، اگر نه به معنای فضایی. AP سیگنال های زیادی را دریافت می کند و باید در طول زمان یک یا دو مورد از آنها را که نیاز دارد ردیابی کند. با بسیاری از انواع سیگنال‌های مشابه و حواس‌پرتی خارجی (در اصطلاح رادیویی)، نتیجه نقطه دسترسی ممکن است جستجوی یک کاراکتر در آگهی تبلیغاتی «Where's Wally» باشد. اینکه یک AP با چه سرعتی می تواند مکان کلاینت احمق خود را تعیین کند تا حد زیادی تعیین می کند که خود کلاینت چگونه تلاش می کند تا مکان خود را به AP ارتباط دهد، اگر اصلاً چنین باشد.

*توجه: "والی/والدو کجاست؟" ("Where"s Wally/Waldo؟" یک بازی توجه برای رایانه ها و تلفن های همراه است. وظیفه بازیکن پیدا کردن والی است که در میان جمعیت پنهان شده است.)

ضمنی و صریح

با بازگشت به این ایده که چگونه شنوایی می‌تواند شما را فریب دهد، ما معمولاً صداهایی را جدا می‌کنیم که مستقیماً با تفاوت زمان بین زمانی که صدا به یک گوش می‌رسد و زمانی که به گوش دیگر می‌رسد مرتبط است. به همین دلیل است که وقتی صدای منعکس شده از ساختمان را می شنویم گیج می شویم، زیرا نمی توانیم تعیین کنیم که چقدر طول می کشد تا موج به هر گوش برسد. مغز ما اختلاف فاز سیگنال های منبع را غیر طبیعی می داند.

اگر نقطه دسترسی چندین آنتن داشته باشد، از آنها به عنوان گوش استفاده می کند، سپس اختلاف فاز سیگنال ها را ارزیابی می کند تا در جهت مشتری ثابت شود. به این شکل گیری پرتو ضمنی می گویند. سیگنال در جهتی تولید می شود که به طور ضمنی از فاز شناسایی شده سیگنال مشتق می شود. با این حال، AP را می توان با سیگنال های جهشی "عجیب"، درست مانند مغز، مهار کرد. این سردرگمی را می توان با تفاوت در جهت خطوط صعودی و نزولی تکمیل کرد.

با شکل دهی صریح پرتو، مشتری دقیقاً آنچه را که نیاز دارد ارتباط برقرار می کند، گویی که سفارش یک فنجان اسپرسو پیچیده را می دهد. مشتری درخواست های مربوط به فازهای انتقال و انرژی و همچنین سایر عوامل مرتبط با وضعیت فعلی محیط خود را ارسال می کند. نتایج بسیار دقیق تر و کارآمدتر از شکل دهی ضمنی پرتو هستند. پس گرفتاری چیست؟ هیچ محصولی از شکل دهی واضح پرتو پشتیبانی نمی کند، حداقل هیچ دستگاه مشتری فعلی. هر دو روش ضمنی و صریح باید در چیپست Wi-Fi تعبیه شوند. خوشبختانه، نمونه هایی که از روش شکل دهی پرتو صریح پشتیبانی می کنند باید به زودی در دسترس باشند.

قطبی شدن

علاوه بر تمام مشکلات بی سیمی که با آن مواجه شده ایم، می توانیم پلاریزاسیون را به لیست اضافه کنیم. قطبی شدن خیلی بیشتر از آن چیزی است که برخی گمان می کنند، و ما توانستیم با چشمان خود تمام تأثیرات آن را ببینیم آی پد 2به اصطلاح دست اول. اما ابتدا کمی تئوری ...

شاید بدانید که نور در امواج حرکت می کند و همه امواج دارای جهت گیری هستند. به همین دلیل است که عینک آفتابی پولاریزه بسیار خوب عمل می کند. نور منعکس شده از جاده یا برف به چشم شما در جهت افقی موازی با زمین قطبی می شود. پوشش با فیلترهای پلاریزه در شیشه ها در جهت عمودی است. موج را به عنوان یک تکه مقوای بزرگ و دراز در نظر بگیرید که می‌خواهید از پرده‌ها عبور دهید. اگر مقوا را به صورت افقی و پرده ها را به صورت عمودی نگه دارید، مقوا از میان شکاف ها جا نمی گیرد. اگر پرده ها افقی باشند، مثلاً بلند شوند، پس مقوا هزینه ای ندارد تا به راحتی بر مانع غلبه کند. عینک آفتابی برای جلوگیری از تابش خیره کننده، که بیشتر افقی است، طراحی شده است.

اما بیایید به Wi-Fi برگردیم. هنگامی که یک سیگنال از یک آنتن ارسال می شود، جهت قطبش همان آنتن را حمل می کند. و بنابراین، اگر نقطه دسترسی روی میز باشد و آنتنی که سیگنال را منتشر می کند مستقیماً به سمت بالا باشد، موج ساطع شده جهت عمودی خواهد داشت. بنابراین آنتن گیرنده اگر بخواهد بهترین حساسیت ممکن را داشته باشد باید جهت عمودی نیز داشته باشد. گزاره مخالف نیز صادق است - AP دریافت کننده باید دارای آنتن (آنتن) باشد که در قطبش به مشتری فرستنده تنظیم شده باشد. هر چه آنتن ها از تنظیم پلاریزاسیون دورتر باشند، دریافت سیگنال بدتر است. خبر خوب این است که اکثر روترها و نقاط دسترسی دارای آنتن های متحرک هستند که به کاربران امکان می دهد بهترین موقعیت را برای دریافت سیگنال از مشتری پیدا کنند، درست مانند استفاده از آنتن با "شاخ" برای تلویزیون. خبر بد این است که از آنجایی که افراد کمی اصول پلاریزاسیون در دستگاه های Wi-Fi را درک می کنند، بعید است که کسی این بهینه سازی قطبش را انجام دهد.

با نگاهی به تصویر بالا، با یادآوری همه چیزهایی که به شما گفتیم، خواهید دید که نقطه دسترسی امواج سیگنال افقی (بالا) و عمودی را به مشتری ساطع می کند. آی پد 2. کدام جهت بهترین کیفیت و عملکرد دریافت را به ما می دهد؟ این بستگی به این دارد که چند آنتن به کلاینت وصل شده و جهت آنها چقدر است.

با بازتاب ضعیف

و اکنون در مورد تجربه ما با قطبی شدن به دست آمده است آی پد 2. وقتی این عکس گرفته شد نزدیک جایی بودیم که دوربین قرار داشت. نقطه دسترسی آروبا را نشان می دهد که ما به آن وصل شده ایم که از سقف در پس زمینه آویزان است. کارمند ما تبلت را با دو دست از گوشه ها گرفته بود. ما به سادگی کیفیت دریافت سیگنال را مشاهده کردیم. در ابتدا موقعیت عمودی بود و سپس تبلت به حالت افقی چرخانده شد. در ابتدا سیگنال خوب بود و برای مدت طولانی ناپدید نشد. هنگام چرخش آی پد 2در حالت عمودی اتصال قطع شده است. کارمند ما سعی کرد موقعیت دست ها، گرفتن و محل تبلت را در فضا تغییر ندهد. اما سیگنال ناپدید شد... همین. اگر با چشمان خود ندیده بودیم، باور نمی کردیم.

پس از خواندن صفحه قبل، می توانید ماهیت اتفاقی که برای دستگاه ما افتاده است را حدس بزنید. همانطور که مشخص است، در حالی که اولین iPad دارای دو آنتن Wi-Fi بود، آی پد 2فقط یک مورد استفاده شده است که در امتداد لبه پایین کیس قرار دارد. بدیهی است که در حالت افقی، آنتن تبلت در همان صفحه آنتن های نقطه دسترسی قرار داشت که همانطور که مشاهده می کنید در موقعیت عمودی. در حالت افقی، آنتن های کلاینت و AP در سطوح مختلف قرار داشتند.

چند نکته دیگر که باید به خاطر بسپارید: افکت لنز در عکس‌های بالا باعث می‌شود نقطه دسترسی نزدیک‌تر از آنچه هست نشان داده شود. مشتری و AP فاصله خط دیدی در حدود 12 متر از یکدیگر داشتند، که بیشتر از فاصله هایی است که در تست های قطبش ما در قسمت 2 این بررسی خواهید دید. علاوه بر این، با برداشتن چند قدم به عقب، نتوانستیم این نتایج را بازتولید کنیم. حدس ما این است که کارمند ما در یک منطقه مرده وای فای بود... خوب، شاید نیمه جان. برای اینکه دوباره سیگنال خوبی دریافت کنیم، کارمند ما چند قدم دیگر عقب نشینی کرد. اما فراموش نکنید که بازتاب سیگنال می تواند جهت موج را تغییر دهد. سیگنال، که ممکن است کاملاً در امتداد خط دید قرار گرفته باشد، پس از یک یا دو انعکاس می تواند چندین درجه به طرفین برود و این بر کیفیت دریافت سیگنال تأثیر می گذارد.

جنون موبایل

پس از خواندن در مورد مثال ما با آی پد 2، اکنون سعی کنید به قطبی شدن سیگنال روی دیگران فکر کنید دستگاه های تلفن همراهاوه در مورد آن گوشی هوشمند - روی میز دراز کشیده، برای تماشای فیلم کج شده، روی گوش شما فشار داده شده و غیره چطور؟ حالا تصور کنید که سیگنال از هر دو چقدر نوسان خواهد داشت تلفن همراهو وای فای با کوچکترین حرکت. ما سیگنال‌های این دستگاه‌ها را بدیهی می‌دانیم، اما در واقعیت، شبکه‌های بی‌سیم می‌توانند بسیار مشکل باشند و برای عملکرد صحیح نیاز به تمام توجه ما دارند.

در مورد سیگنال‌های دستگاه‌های تلفن همراه، خاطرنشان می‌کنیم که بدون داشتن تلفن با آنتن خارجی (مثلاً تلفن‌های ماشین) در این مورد نمی‌توانیم کاری انجام دهیم. در واقع، هر دستگاه بی‌سیم قابل حمل را فقط می‌توان از نظر تنوع قطبی (جهت دهی چند پرتو آنتن‌ها) آزمایش کرد و افزایش سرعت انتقال، استانداردهای عملکرد و/یا عمر باتری را تعیین کرد. تصویر جالبی با لپ تاپ ها پدیدار می شود. اکثر مدل ها مجهز به آنتن(هایی) هستند که در یک قاب در اطراف محیط نمایشگر LCD قرار دارند. آیا تا به حال فکر کرده اید که می توانید با چرخاندن صفحه نمایش به عقب یا جلو، یا شاید با چرخاندن لپ تاپ خود چند درجه، دریافت سیگنال را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید؟

به طور مشابه، یک نقطه دسترسی که باید به بسیاری از مشتریان خدمات ارائه دهد، ممکن است فراهم شود بهترین خدماتاگر یکی از آنتن های آن به صورت عمودی و دیگری افقی باشد. البته مشکل این چیدمان این است که هر دو آنتن نمی توانند تعامل داشته باشند و به طور موثر سیگنال جهت تولید کنند. قطبش آنها منطبق نیست، و بنابراین اگر مشتری یک سیگنال را بسیار دریافت کند کیفیت خوب، سپس دیگری به دلیل عدم تطابق هواپیماها خراب می شود.

اگر آنتن های Rx فقط برای جستجوی امواج در یک جهت طراحی شده باشند، این یک راه مطمئن برای شکست است. به همین دلیل است که داشتن هواپیماهای بیشتر در انتهای گیرنده مهم است. اگر دو آنتن گیرنده دارید، یکی عمودی و دیگری افقی، و دو آنتن Tx عمودی، در این صورت فقط می توانید یک جریان را در سطح نسبتاً خوبی دریافت کنید.

قرار دادن تمام قطعات پازل در کنار هم

مطالبی که در این صفحات خوانده اید مبنای لازم برای درک نتایج تجزیه و تحلیل تست ما است که به زودی در قسمت دوم بررسی خواهید توانست آن را مطالعه کنید. هنگامی که یک نقطه دسترسی در یک آزمایش خاص نتایج عالی را نشان می دهد یا برعکس، از عهده یک کار شکست می خورد، درک دلیل آن مهم است. اکنون می دانید که برای عملکرد بهینه 802.11n، تعاملات AP/Client می توانند از شکل دهی پرتو، تجمع فضایی، تنوع آنتن، قطبش سیگنال بهینه و موارد دیگر بهره مند شوند.

برخی از این فناوری‌ها ممکن است قبلاً در نقطه دسترسی شما ساخته شده باشند. جدول بالا لیست را نشان می دهد فن آوری های مختلف، ذاتی در اکثر APهای مدرن 802.11n. نکاتی در این جدول که برای درک داده های قسمت دوم بررسی مهم در نظر گرفتیم در اینجا در قسمت 1 آورده شده است.

حتی اگر قسمت 2 را نخوانده اید، امیدواریم مطالعه امروز به شما این حس را بدهد که محصولات اصلی 802.11n چقدر می توانند از چند پیشرفت طراحی بهره مند شوند. وضعیت به ویژه در سطح مصرف کننده وخیم است. سازندگان رویکرد "بسیار خوب" را به ما ارائه کرده اند، اگرچه واضح است که هنوز جای پیشرفت قابل توجهی وجود دارد. چقدر قابل توجه است؟ پاسخ این سوال را کمی بعد خواهید فهمید...