Še pred 10 leti je bilo domače brezžično omrežje domena le naprednih uporabnikov, ki so bili za radijski modul v modemu ali usmerjevalniku pripravljeni preplačati nekaj tisočakov.
Danes ima skoraj vsako stanovanje v tipični stolpnici WiFi dostopno točko.
Na splošno je to dobro - ljudje niso več vezani na žice: lahko gledajo videe v postelji pred spanjem ali berejo novice na tablici, medtem ko pijejo skodelico jutranje kave. Toda po drugi strani se pojavlja vrsta novih težav, ki se pri običajnih kabelskih omrežjih načeloma ne morejo pojaviti. Eden od teh je slab Wi-Fi doma ali po stanovanju.

Celotna težava je v tem, da uporabnik ostane sam s to težavo: ponudnikova tehnična podpora se s tem ne bo ukvarjala, ker to ni njihova težava, servisni center pa lahko samo preizkusi vaš usmerjevalnik ali modem in izda sklep o njegovi uporabnosti ali okvari . Z delujočo napravo se sploh ne bodo ukvarjali. Medtem pa glavni razloge za slab sprejem Wi-Fi ne tako številni. Naj jih naštejemo.

Frekvenčno območje je preobremenjeno

To je najpogostejši razlog, zaradi katerega trpijo prebivalci stanovanjskih hiš. Dejstvo je, da ima pas 2,4 GHz, ki ga uporabljajo običajne dostopne točke na usmerjevalnikih in modemih, omejeno število radijskih kanalov. V ruskem segmentu jih je 13, v Evropi pa jih je na primer še manj - le 11. In neprekrivajoči se, to je tisti, ki ne vplivajo drug na drugega, so na splošno le 3 kosi.
Zdaj začnite iskati omrežja na prenosnem računalniku ali telefonu.

Če je zaznanih približno 10 dostopnih točk, približno tako kot na zgornji sliki, potem ne bi smeli biti presenečeni, da je sprejem Wi-Fi doma slab! Razlog je v preobremenjenosti ponudbe! In več kot je točk v soseski, slabši bo vaš sprejem. Številni forumi in blogi svetujejo, da poskusite izbrati kanale v upanju, da boste ujeli manj zasedenega. Menim, da je to neuporabno, saj se pri takšni gostoti dostopnih točk obremenitev vsakega od radijskih kanalov spreminja večkrat na dan, kar pomeni, da bo vse delo pri izbiri nesmiselno. Obstaja izhod iz situacije, vendar bo drago - to je prehod na drug pas WiFi - 5 GHz.

Je skoraj v celoti brezplačen in težave s prehajanjem frekvenc še dolgo ne bodo nastajale. Na žalost se boste morali odšteti za nov usmerjevalnik (najmanj 3000-4000 rubljev) in adapterje Wi-Fi za vse naprave (1000-1500 rubljev na kos). Toda problem s "sosedi" bo popolnoma rešen.

Nepravilna lokacija usmerjevalnika

Ta razlog za slab sprejem WiFi signala je zelo pogost tako v stanovanjih kot zasebnih hišah. Najpogosteje so krivci pri tem monterji ponudnika. Za hitrejšo namestitev usmerjevalnika in prihranek kablov z zvitimi pari namestijo dostopno napravo neposredno na hodniku ali v najbližji sobi. Nato prenosni računalnik postavijo zraven, vzpostavijo dostop in ga pokažejo naročniku. Seveda vse deluje v redu in master je hitro odstranjen. In potem se začne vsa "zabava" - uporabnik ugotovi, da je v oddaljenih prostorih hiše sprejem Wi-Fi zelo slab ali pa ga sploh ni. Vendar ste morali porabiti dodatnih 5-10 minut in izbrati pravo lokacijo za dostopno točko. V stanovanju bo videti takole:

To pomeni, da je treba AP postaviti tako, da čim bolj pokriva dom. S telefonom ali tablico se lahko sprehodite po vogalu in preverite, kje je nivo signala, nato pa prilagodite lokacijo usmerjevalnika glede na zahtevano območje pokritosti.

V veliki zasebni hiši je lahko situacija bolj zapletena. Če ima več nadstropij in betonska tla, potem je najbolje, da dodatno namestite WiFi repetitorje v zgornjih nadstropjih.

Če jih povežete z glavnim usmerjevalnikom ne prek WDS, ampak s kablom, se boste izognili izgubi hitrosti.

Nasvet: Prenosnika, tablice ali telefona nikoli ne poskušajte približati dostopni točki čim bližje – učinek je lahko povsem nasproten: kakovost signala lahko postane še slabša, kot je bila na daljavo. Med napravami naj bo razdalja vsaj nekaj metrov.

Nastavitve programske opreme usmerjevalnika

Vsaka brezžična dostopna točka WiFi je kombinacija parametrov ne samo strojne opreme, ampak tudi programske opreme, od katerih lahko vsak vpliva na kakovost pokritosti brezžičnega omrežja. Nepravilna konfiguracija ali izbira značilnosti naprave lahko zlahka povzroči slab sprejem Wi-Fi za povezane odjemalce. Torej, na mnogih sodobnih usmerjevalnikih lahko v naprednih nastavitvah brezžičnega modula najdete parameter Oddajna moč— to je moč signala, s katerim dostopna točka distribuira WiFi.

Večkrat sem srečal naprave, kjer je bil nastavljen na 40 % ali celo samo 20 %. To je lahko dovolj v eni sobi, v sosednjih prostorih pa bo raven signala nizka. Če želite to popraviti, poskusite postopoma povečevati parameter »Moč prenosa« in preveriti rezultat. Verjetno boste morali dati vse 100%.

Drugi parameter, ki prav tako zelo pomembno vpliva tako na območje pokritosti kot na hitrost prenosa podatkov v brezžičnem omrežju, je Način. Najhitrejši in z največjim »dometom« je standard 802.11N.

Zato, če ima vaše omrežje Wi-Fi doma slab sprejem, poskusite vsiliti način »Samo 802.11N«. Dejstvo je, da lahko zaradi določenih okoliščin v mešanem načinu (B/G/N) dostopna točka preklopi na počasnejši način G, zato bo kakovost pokritosti omrežja nižja.

Šibka antena

Zdaj pa preidimo neposredno na strojno opremo dostopne točke. Mnogi uporabniki, ki so kupili najpreprostejši in najcenejši usmerjevalnik, upajo, da bo ustvaril signal kot močan vojaški radar, ki bo prodrl skozi vse stene in strope v stanovanju ali hiši.
Poglejmo tipičnega predstavnika ekonomskega razreda - brezžični usmerjevalnik D-Link DIR-300 D1.

Kot lahko vidite, nima zunanjih anten in ni niti priključka za njihovo povezavo. V notranjosti se skriva šibka 2 dBi antena. Je povsem dovolj za enosobno stanovanje. In samo ... Za velike "tri rublje" ali, še več, zasebna hiša, moč te naprave sploh ni dovolj, kar pomeni, da morate kupiti nekaj močnejšega. Na primer, poglejmo isti model - ASUS RT-N12:

Na levi strani vidite preprosto možnost s 3 dBi antenami, ki je primerna za majhno stanovanje. Toda na desni je isti usmerjevalnik, vendar modifikacija z ojačanimi 9dBi antenami, kar bi moralo biti dovolj za veliko zasebno hišo.

Ne pozabite, da za izboljšanje kakovosti dela v omrežju WiFi ni mogoče okrepiti le usmerjevalnika. Dodatno anteno lahko priključite tudi na brezžični adapter računalnika:

Toda lastniki prenosnikov in netbookov nimajo sreče - njihove naprave nimajo priključka RP-SMA, kar pomeni, da povezava zunanje antene v tem primeru ni mogoča.

Opomba:Če je vaš domet preobremenjen, o čemer sem govoril na samem začetku članka, in upate, da boste težavo s slabim sprejemom Wi-Fi rešili z zamenjavo anten usmerjevalnika z močnejšimi, ne zapravljajte denarja, saj je to največ vam verjetno ne bo pomagalo. "Hrup" radijskih valov ne bo izginil, kar pomeni, da bosta hitrost in stabilnost prenosa podatkov nenehno padali, tudi če bo raven signala višja. Poleg tega se lahko med vami in vašimi sosedi začne tako imenovana "hladna vojna", ko bodo vsi okrepili signal na različne načine. In pravzaprav obstaja samo ena rešitev - preklop na razširjeni doseg.

Okvara strojne opreme naprave

Ne pozabite, da je lahko vzrok za slab signal brezžičnega omrežja preprosto slaba kakovost spajkanja kontaktov. Eden od mojih prijateljev je doma pregledal celotno omrežje, večkrat zamenjal usmerjevalnik, dokler povsem po naključju ni ugotovil, da povezani iPhone deluje brezhibno, prenosnik pa omrežja praktično ne vidi. Izkazalo se je, da je zaradi tresenja v torbi odpadel slabo spajkan kontakt notranje antene prenosnega računalnika in zato je adapter začel zelo slabo loviti domače omrežje Wi-Fi.
Mimogrede, večkrat sem slišal, da so se podobni primeri zgodili na številnih pametnih telefonih in tablicah, tako poceni kot dragih.
Torej, če se takšni sumi nenadoma pojavijo, preprosto povežite drugo brezžično napravo z dostopno točko in opazujte njeno delovanje. Takoj se bo pokazalo, kdo povzroča težave!

Delovanje omrežja Wi-Fi je problematično na dva načina. Prvič: šibek in nestabilen signal. Drugič: nizka hitrost prenosa podatkov. Oboje zlahka reši tudi človek s humanitarno miselnostjo, če prebere naš članek ali ponudi zaboj piva sosedu, ki je informatik.

Možnost s pivom je seveda boljša in revitalizira rusko gospodarstvo, poleg tega pa zagotavlja znatno povečanje BDP. Toda ta možnost ima pogosto nepopravljivo pomanjkljivost: sosednji IT strokovnjak morda ne obstaja. In takrat, hočeš nočeš, boš moral prebrati, kar smo ti tukaj napisali.

Najpomembnejše. Prepričajte se, da je v središču vašega omrežja Wi-Fi sodoben, polnopravni brezžični usmerjevalnik (aka usmerjevalnik). Ključna beseda je moderna. Dejstvo je, da se komunikacijska oprema razvija tako aktivno kot celotna IT industrija. Tisti standardi, protokoli in hitrosti brezžičnega prenosa, ki so bili norma pred 5-7 leti, so zdaj brezupno zaostali. Na primer, ne tako dolgo nazaj je kanal 50-60 Mbit / s veljal za spodobno možnost za dom, za družino, za razkazovanje. In zdaj poceni naprave za nekaj tisoč rubljev zahtevajo teoretičnih 300 Mbit/s.

Kapitan Obvious je v svojih osebnih dnevnikih večkrat zapisal, da so glavna ovira za signal Wi-Fi stene in predelne stene. Poleg sten lahko resna ovira za Wi-Fi signal postane vsaka zaščitna pregrada, ki vsebuje kovino – najpogosteje ogledalo, akvarij ali jekleni kip Dartha Vaderja. Rušenje vseh sten v stanovanju je optimalna rešitev vse vaše težave, vendar je težavno, ja. Lažje je razmišljati o iskanju optimalne točke postavitve vira signala. Vaš brezžični usmerjevalnik naj bo čim bližje središču prostora in ne sme ležati na tleh, temveč mora biti postavljen vsaj meter od tal.

Ko ste začeli iskati omrežje, ste verjetno večkrat opazili, da se po vašem stanovanju sprehaja nekaj ali celo ducat signalov Wi-Fi drugih ljudi. Iz neznanega razloga malo ljudi pomisli na dejstvo, da omrežja drugih ljudi delujejo v istem frekvenčnem območju kot vaše, in v tem ni nič dobrega. V skladu s standardi je za omrežja Wi-Fi v Rusiji dodeljenih 13 frekvenčnih kanalov. Ukradli smo posnetek zaslona konfiguracijskega menija iz navodil za priljubljeni usmerjevalnik ZyXEL Keenetic Lite - lahko vidite, kako v načinu »Omrežni odjemalec« usmerjevalnik prikazuje kanale, ki jih zasedajo sosedje. Obstajajo tudi ločeni programi, ki delajo isto stvar, na primer inSSIDer. Vse kar morate storiti je, da preučite dobljeni seznam, izberete najbolj brezplačnega od 13 kanalov in ga nastavite kot privzetega v usmerjevalniku.

Mnogi obrtniki ročno črpajo antene usmerjevalnika tako, da na njih obesijo pločevinke, folijo itd. Pravzaprav igra očitno ni vredna sveče - bolje je kupiti primerno anteno povečana moč. Na spletnih straneh opreme za Wi-Fi jih je veliko, nekateri pa so videti zelo eksotični. Dobiček antene je določen v izotropnih decibelih (dBi). Standardna antena domačega usmerjevalnika ima moč okoli 2 dBi, vendar najti in kupiti anteno z ojačanjem 10-20 dBi ni problem, kar radikalno rešuje situacijo z razpoložljivostjo signala! Vendar je smiselno tudi ukrotiti folijo - pred kratkim je bil izumljen še posebej virtuozen življenjski trik z odsevniki iz , ki vzbuja povečano zanimanje.

24 dBi segmentna parabolična antena

Zelo veliko sodobni modeli Usmerjevalniki so opremljeni s parom anten, vrhunski modeli pa jih imajo morda celo več. Običajno to zagotavlja dober signal, če pa ne, bo menjava dveh anten hkrati draga. V takšni situaciji je bolje namestiti dodatno distribucijsko točko signala v stanovanju - takšne naprave se imenujejo "repetirji" (repetirji Wi-Fi). Stanejo približno enako kot poceni usmerjevalnik in jih je enostavno nastaviti.

Pogosto problematičen element v domače omrežje ni usmerjevalnik, ne postavitev stanovanja, ampak sprejemna naprava sama. Enkrat za vselej moraš znebiti dveh stvari. Prvič: če imate zmogljiv računalnik za igrice in multimedijo, je vseeno bolje, da ga v omrežje povežete prek žične povezave (razlogov za to je milijon in vsi so pomembni). Drugič: če boste prejemali Wi-Fi prek adapterja, izberite ne majhno napravo velikosti nohta (primerna je samo za srečanja v kavarni), ampak sprejemnik z veliko anteno. Nakup Wi-Fi adapterja s težko anteno pomaga tudi, ko vaš prenosnik sprejema slab signal, vendar je v kakšnem kotu sobe veliko bolje. V svoj prenosni računalnik lahko priključite adapter Wi-Fi in njegovo anteno postavite v ta srečni kotiček.

Prosim izklopite napajanje

"Vse, kar morate narediti blogerji, je, da izklopite svoje bazne postaje," je vse bolj razdraženi Steve Jobs povedal množici na predstavitvi iPhone 4 junija 2010. "Če želite videti vzorce, izklopite vse svoje prenosnike." dostopne točke in jih postavite na tla."

V množici 5000 ljudi jih je komaj 500 imelo delujoče naprave Wi-Fi. To je bila prava brezžična apokalipsa, še skupina najboljši strokovnjaki iz Silicijeve doline glede tega ni mogel storiti ničesar.

Če se vam ta primer nujne potrebe po 802.11 ne zdi primeren, Vsakdanje življenje, spomnite se septembra 2009, ko je ekipa THG v svojem pregledu prvič opozorila na tehnologijo podjetja Ruckus Wireless "Tehnologija oblikovanja snopa: nove zmogljivosti WiFi". V tem članku smo bralcem predstavili koncept oblikovanja snopa in pregledali več primerjalnih rezultatov testov v dokaj velikem pisarniškem okolju. Recenzija se je takrat izkazala za zelo poučno, a kot se je izkazalo, je bralcem ostalo še marsikaj za povedati.

Ta ideja se nam je porodila pred nekaj meseci, ko je eden od naših zaposlenih svojim otrokom namestil nettop z uporabo dvopasovnega brezžičnega adapterja USB (2,4 GHz in 5,0 GHz) za povezavo s svojo dostopno točko Cisco Small Business-Class 802.11n. Linksys s podporo za 802.11n. Delovanje te brezžične naprave je bilo grozno. Naš zaposleni ni mogel niti gledati pretočnega videa z YouTuba. Menimo, da je bila težava slaba sposobnost nettopa za obdelavo informacij in grafični prikaz podatkov. Nekega dne je poskušal napravo zamenjati z brezžičnim mostom 7811, opisanim v našem članku "Brezžični usmerjevalniki 802.11n: test dvanajstih modelov", vzeti iz predhodno uporabljene opreme. In takoj sem začutil razliko, saj je pretočni video zdaj mogoče gledati na dokaj dobri ravni. Kot da bi prišlo do preklopa na žično povezavo Ethernet.

Kaj se je zgodilo? Naš uslužbenec ni bil v občinstvu s 500 blogerji, ki so blokirali njegovo povezavo. Uporabil je tisto, kar je na splošno veljalo za najboljšo opremo za mala podjetja Cisco/Linksys, ki jo je osebno preizkusil in vedel, da je boljša od večine konkurenčnih blagovnih znamk. Menili smo, da prehod na brezžični most Ruckus ni dovolj. Preveč vprašanj je ostalo neodgovorjenih. Zakaj je bil en izdelek boljši od drugega? In zakaj je izvirni članek navajal, da na zmogljivost ne vpliva le prevelika podobnost med odjemalcem in dostopno točko, ampak tudi oblika same AP (dostopne točke)?

Neodgovorjena vprašanja

Pred šestimi meseci je Ruckus poskušal razviti testni primer, ki bi nam pomagal razumeti neodgovorjena vprašanja z analizo vpliva elektromagnetnih motenj v zraku na delovanje opreme Wi-Fi, vendar je podjetje poskus ustavilo, preden so se testi lahko začeli. Ruckus je namestil visokofrekvenčne generatorje hrupa in standardne odjemalske stroje, vendar so bili rezultati testa, izmerjeni eno minuto, dve minuti pozneje zamenjani s popolnoma drugimi vrednostmi. Tudi povprečje petih meritev na določeni lokaciji bi bilo nesmiselno. Zato v tisku nikoli ne vidite dejanskih raziskav o motnjah. Upravljanje okolja in spremenljivk postane tako težko, da testiranje postane popolnoma nemogoče. Prodajalci lahko govorijo kolikor hočejo o vseh številkah zmogljivosti, ki so jih pridobili s preizkušanjem optimalnih konfiguracij v visokofrekvenčnih zvočno izoliranih komorah, vendar so vsi ti statistični podatki v resničnem svetu brez pomena.

Če sem iskren, še nikoli nismo videli, da bi kdo razlagal ali raziskoval ta vprašanja, zato smo se odločili prevzeti pobudo in osvetliti naravo delovanja naprav Wi-Fi ter razkriti njihove skrite skrivnosti. Pregled bo kar velik. Veliko vam imamo za povedati, zato bomo članek razdelili na dva dela. Danes se bomo seznanili s teoretičnimi vidiki (kako deluje Wi-Fi oprema na podatkovni ravni in na ravni strojne opreme). Nato bomo nadaljevali s prenašanjem teorije v prakso – dejansko testiranje v najbolj ekstremnih brezžičnih okoljih, kar smo jih kdaj srečali; to vključuje 60 prenosnih računalnikov in devet tabličnih računalnikov, vsi testirani na isti dostopni točki. Čigava tehnologija bo preživela in čigava tehnologija bo daleč za konkurenco? Ko bomo končali raziskavo, ne boste imeli samo odgovora na to vprašanje, ampak boste tudi razumeli, zakaj smo dobili rezultate, ki smo jih dosegli, in kako deluje tehnologija, ki stoji za temi rezultati.

Prezasedenost omrežja v primerjavi z zasegom linije

Običajno uporabljamo besedo "zastoji", da bi opisali, kdaj je brezžični promet preobremenjen, ko pa gre za pomembna vprašanja o omrežju, zastoji pravzaprav ne pomenijo ničesar. Bolje je uporabiti izraz "zajem". Paketi informacij morajo tekmovati med seboj, da bodo poslani ali prejeti v ustreznem trenutku, ko je v prenosu prometa prosta vrzel. Ne pozabite, da je Wi-Fi tehnologija pol dupleksa, zato lahko v danem trenutku samo ena naprava prenaša podatke na kanalu: bodisi AP ali eden od njegovih odjemalcev. Več opreme kot je v brezžičnem LAN-u, pomembnejše postane upravljanje zajema linije, saj se veliko strank poteguje za radijske valove.

Glede na težnjo brezžičnih komunikacijskih omrežij k nenehni hitri rasti, v najvišja stopnja Pomembno je, kdo točno se pripravlja na posredovanje podatkov in kdaj. In tukaj velja samo eno pravilo: zmaga tisti, ki si informacije izmenjuje v tišini. Če nihče ne poskuša prenašati podatkov v istem trenutku kot vi, boste lahko komunicirali z potrebne naprave neovirano. Toda če dve ali več strank poskuša narediti isto stvar hkrati, bo nastal problem. Kot da bi se pogovarjal s prijateljem po voki-tokiju. Ko govorite, mora vaš prijatelj počakati in poslušati. Če poskušata oba govoriti hkrati, nobeden od vaju ne bo slišal drugega. Za učinkovito komunikacijo morata tako vi kot vaš prijatelj nadzorovati dostop do zraka in pridobivanje linije. Zato rečete nekaj podobnega "dobrodošli", ko končate govor. Pošiljate signal, da so radijski valovi prosti in lahko nekdo drug govori.

Če ste kdaj šli na pot z walkie-talkiejem, ste morda opazili, da ima le nekaj razpoložljivih kanalov – poleg tega pa je v bližini veliko ljudi, ki so prav tako prišli na idejo, da bi hodili z walkie-talkie v rokah. To še posebej velja za čas, ko še ni bilo poceni mobilnih telefonov - zdelo se je, da ima vsak, ki ga srečaš, walkie-talkie. Morda niste govorili s svojim prijateljem, vendar so bili v bližini drugi ljudje z voki-tokiji, ki so, kot se je pozneje izkazalo, uporabljali isti kanal. Vsakič, ko ste se že hoteli oglasiti, je nekdo že zasedel vaš kanal in vas prisilil, da čakate ... in čakate ... in čakate.

Ta vrsta motenj se imenuje "sokanalna" interferenca, kjer moteči otežujejo komunikacijo na vašem kanalu. Če želite rešiti težavo, lahko poskusite preklopiti na drug kanal, a če ni na voljo kaj boljšega, boste obtičali z zelo, zelo nizko hitrostjo prenosa podatkov. Podatke boste morali posredovati šele, ko bodo vsi klepetavi idioti okoli vas za trenutek prenehali govoriti. Morda ne boste morali reči ničesar, na primer "Joj! Spet je medkanalna interferenca!"

Viri motenj

Kar je zapleteno pri tem notranjem problemu motenj v kanalu, je dejstvo, da prometni tok Wi-Fi ni nikoli enoten. Opravka imamo z visokofrekvenčnimi (RF) motnjami, ki naključno motijo ​​pakete, zadenejo kjer koli, kadar koli in trajajo. drugačen čas. Motnje lahko izvirajo iz številnih različnih virov, od kozmičnih žarkov do konkurenčnih brezžičnih omrežij. Na primer, mikrovalovne pečice in brezžični telefoni so znani kršitelji v pasu 2,4 GHz.

Za ponazoritev si predstavljajte, da s prijateljem igrate avtomobile Hot Wheels in vsak avto, ki ga potisnete po tleh proti prijatelju, predstavlja podatkovni paket. Vmešavanje je tvoj mlajši brat, ki igra frnikole s prijateljem pred tvojo transportno kolono. Žogica morda ne bo zadela vašega avtomobila v danem trenutku, vendar je očitno, da bo tako ali drugače zadeta. Ko pride do trka, boste morali prekiniti igro, pobrati poškodovan avto in ga odpeljati do štartne črte ter ga poskušati znova zagnati. In tako kot vsi malčki se tudi tvoj mlajši brat ne igra vedno le s frnikolami. Včasih vam vrže žogo za plažo ali plišastega psa.

Učinkovito Omrežje Wi-Fi je povezana predvsem z nadzorom brezžičnega ali radiofrekvenčnega območja - uporabniku je treba pomagati čim hitreje dostopati in "zapustiti" brezžično "avtocesto". Kako naredite svoje avtomobile Hot Wheels hitrejše in jih natančneje usmerite? Kako poskrbite, da vedno več avtomobilov drvi naokoli, ne da bi bili pozorni na patetične poskuse vašega mlajšega brata, da vam pokvari razpoloženje? To je skrivnost dobaviteljev brezžične opreme.

Razlika med Wi-Fi prometom in motnjami

Do tega bomo prišli malo kasneje, vendar najprej razumejte, da standard 802.11 omogoča veliko stvari, ki omogočajo nadzor nad paketom. Vrnimo se k avtomobilskim metaforam. Ko se po cesti vozite z avtomobilom, se soočate z omejitvami hitrosti in drugimi ovirami, ki vplivajo na obnašanje vašega avtomobila pri določenih hitrostih. A če bi bila vaša prababica na vašem mestu, nosila svoja debela očala, poslušala Lawrencea Welka in drvela po osempasovnici s hitrostjo 55 km/h, bi drugi vozniki kmalu izgubili potrpljenje in ji začeli trobiti. Promet na cesti bo upočasnjen. Bodo pa vsi vozili še naprej, tudi s to zmanjšano hitrostjo.

To je podobno tistemu, kar se zgodi, ko sosedov Wi-Fi promet vstopi v vaše brezžično omrežje. Ker ves promet sledi standardu 802.11, za vse pakete veljajo ista pravila. Nezaželen promet, ki pride na vašo pot, upočasni celotno gibanje paketov, vendar nima enakega vpliva kot na primer sevanje iz mikrovalovne pečice, ki ne sledi pravilom in samo preži skozi raznovrsten Wi-Fi promet pasovi (kanali) kot skupina samomorilskih pešcev.

Očitno je relativni vpliv RF hrupa v napravah Wi-Fi na frekvenčnih območjih 2,4 in 5,0 GHz slabši kot pri konkurenčnem prometu WLAN (brezžični LAN), vendar je eden od ciljev izboljšanja zmogljivosti dosežen v korist obeh omrežij. . Kot bomo videli kasneje, obstaja veliko načinov, kako to doseči. Za zdaj si zapomnite, da vsi ti deli prometa, ki tekmujejo med seboj in motnje, sčasoma postanejo hrup v ozadju. Paketiran podatkovni tok, ki se začne precej močno pri -30 dB, na koncu zbledi na -100 dB ali manj na določeni razdalji. Ti nivoji so prenizki, da bi bili jasni do dostopne točke, vendar lahko še vedno motijo ​​promet, tako kot tista stara gospa z debelimi očali.

V vojni in v zraku so vsa sredstva dobra

Pogovorimo se o tem, kako dostopne točke (vključno z usmerjevalniki) upravljajo prometna pravila. Pomislite na tipično dvopasovno avtocesto na priključku. Na vsakem pasu so v vrsti avtomobili in na vsakem od njih je semafor. Recimo, da ima vsaka nit pet sekund zeleno luč.

Brezžično omrežje je to zamisel nekoliko spremenilo s postopkom, imenovanim air fairing. Dostopna točka oceni število obstoječih odjemalskih naprav in nastavi enake časovne intervale stabilne komunikacije za vsako napravo, kot da bi lahko kamera, ki nadzoruje uvoz na avtocesto, ocenila število avtomobilov, ujetih v prometnem zastoju, in na podlagi teh informacij odločila, kako naj dolgo sveti zelena luč? Dokler je luč zelena, lahko avtomobili še naprej uporabljajo uvoz na avtocesto. Ko luč zasveti rdeče, se promet na tem pasu ustavi, nato pa se prižge zelena luč za naslednji pas.

Predpostavimo, da so na tem hrbtenici trije pasovi, po eden za vsak standard: 802.11b, 11g in 11n. Očitno je, da se informacijski paketi prenašajo z pri različnih hitrostih; kot bi bil en pas za hitre športne avtomobile, drugi pa za počasne, težke prikolice. V določenem časovnem obdobju boste v svojem prometu prejeli več »hitrih« paketov kot počasnih.

Brez načela zračne pravičnosti je promet zmanjšan na minimum skupni imenovalec. Vse vozila se postavijo na en pas in če hiter avto (11n) konča v zastoju za avtomobilom s povprečno hitrostjo (11b), celotna veriga zmanjša hitrost na hitrost tega "povprečnega" avtomobila. Zato boste, če precej pogosto analizirate promet z uporabniškimi usmerjevalniki in dostopnimi točkami, ugotovili, da lahko zmogljivost dramatično pade, če staro napravo 11b povežete z omrežjem 11n; Zato ima veliko dostopnih točk način »le 11n«. Ta pristop seveda prisili dostopno točko, da ignorira počasnejšo napravo. Na žalost večina potrošniških izdelkov Wi-Fi še ne podpira pravičnosti po zraku. Ta funkcija postaja tako priljubljena v poslovnih krogih, da upamo, da bo kmalu dosegla običajne uporabnike.

Ko se slabe stvari zgodijo dobrim paketom

Dovolj o avtomobilih. Poglejmo podatkovne pakete in motnje z drugega zornega kota. Kot smo že omenili, lahko motnje kadar koli izbruhnejo v zrak in trajajo poljubno dolgo. Ko v podatkovni paket pride šum, se slednji poškoduje in ga je treba ponovno poslati, kar povzroči zakasnitev in podaljšanje skupnega časa pošiljanja.

Ko rečemo, da želimo boljše delovanje, to najverjetneje pomeni, da želimo, da so naši podatkovni paketi od dostopne točke do odjemalca (ali obratno) veliko hitreje dostavljeni. Da bi se to zgodilo, dostopne točke običajno uporabljajo eno ali vse tri taktike: zmanjšanje podatkovne hitrosti fizičnega sloja (PHY), zmanjšanje oddajne moči (Tx) in spreminjanje radijskega kanala.

PHY je kot znak za omejitev hitrosti (resno, poskušamo se odmakniti od primerov avtomobilov!). To je teoretična hitrost prenosa podatkov, pri kateri naj bi se promet začel spreminjati. Ko vaš brezžični odjemalec pove, da ste povezani s hitrostjo 54 Mb/s, podatkovnih paketov dejansko ne prenašate s to hitrostjo. To je le raven odobrene hitrosti, pri kateri dostopna točka in strojna oprema še vedno komunicirata. Ko bomo videli to usklajevanje, bomo razumeli, kaj se dogaja s paketi in z resničnimi proizvodnimi standardi.

Hitrost podatkov fizičnega sloja (PHY).

Ko v brezžični promet vdre hrup, ki povzroči ponavljajoče se pošiljanje paketov, lahko dostopna točka pade na hitrost, nižjo od njene fizične hitrosti. Kot da bi se v počasnem posnetku pogovarjali z nekom, ki ne govori tekoče vašega jezika, in v žičnem svetu deluje odlično. Naš paket se je predhodno prenašal s hitrostjo 150 Mbit/s. Fizična hitrost je padla na 25 Mbit/s. Soočeni s pojavom naključnega šuma, smo se spraševali, kaj se zgodi z verjetnostjo, da bo naš podatkovni paket naletel na drug tok šuma? Raste, kajne? Dlje kot je podatkovni paket v zraku, večja je verjetnost, da bo naletel na motnje. In tako, da, tehnika zmanjševanja fizičnih hitrosti, ki je tako dobro delovala v žičnih omrežjih, zdaj postaja odgovornost brezžičnih omrežij. Da bi bile stvari še hujše, je zaradi nizkih fizičnih hitrosti povezovanje kanalov Wi-Fi (v katerem se dva kanala na 2,4 ali 5,0 GHz uporabljata v tandemu za povečanje prepustnosti) veliko težje, ker obstaja tveganje, da bodo kanali na različnih frekvencah delovali pri različne hitrosti.

Neverjetno in žalostno je, da se praksa uporabe metode zmanjševanja fizičnih hitrosti povečuje. Skoraj vsak prodajalec uporablja to metodo kljub dejstvu, da je kontraproduktivna v smislu učinkovitosti.

Kaj praviš?

Do neke mere so brezžična omrežja le velik prepir. Predstavljajte si, da ste na večerji. Ura je 18:00 in le nekaj ljudi je prišlo. O nečem razmišljajo, tiho se pogovarjajo. Slišite šepet glasov in brnenje klimatske naprave. Kolega se vam približa in brez težav nadaljujete pogovor. Lastnikovi štiriletni otroci pridejo do vas in začnejo peti pesem iz Sesame Street. Toda tudi pri teh treh virih motenj vi in ​​vaš partner nimata težav z razumevanjem drug drugega, deloma zato, ker je vaš partner odraščal v velika družina in govori glasno, kot po megafonu.

IN v tem primeru Zvoki govorjenja drugih ljudi in delovanje klimatske naprave so "minimalne ravni hrupa". Vedno je prisoten, vedno na tej ravni. Ko govorimo o tem, koliko motenj vpliva na vaš pogovor, ne upoštevamo ravni hrupa. To je tako, kot če bi na kuhinjsko tehtnico položili pladenj in nato pritisnili na gumb, da bi vrednost teže postala nič. Pladenj na tehtnici in hrup v ozadju sta stalna, tako kot radiofrekvenčni hrup v ozadju, ki nas obdaja. Vsako okolje ima svojo raven hrupa.

Vendar sta otrok in njegovo občudovanje Velike ptice (lik iz Ulice Sesame) ovira. Čeprav je vaš partner glasen, lahko še vedno učinkovito komunicirate, toda kaj se zgodi, ko vaš vljuden prijatelj pride do vas in se vključi v razpravo? Znajdete se tisti, ki meče razdražene poglede na otrokov ples in sprašuje sogovornika "kaj?"

Da bi preprečili raven hrupa RF v ozadju, smo na lokacijo naše odjemalske naprave postavili brezžični telefon z izmerjeno vrednostjo hrupa -77 dB. To je naš pojoči štiriletni dojenček. Če imate ugledno dostopno točko, ki oddaja le -70 dB signal, bo to dovolj, da odjemalec kljub motnjam "sliši" podatke, vendar ne preveč. Razlika med minimalnim nivojem hrupa in sprejetim (poslušanim) signalom je le 7 dB. Če pa bi imeli dostopno točko, ki oddaja podatke pri glasnejši ravni zvoka, recimo pri -60 dB, potem bi dobili veliko pomembnejših 17 dB razlike med motnjami in prejetim signalom. Ko nekoga slišite brez težav, bo pogovor stekel veliko bolj učinkovito kot takrat, ko komaj slišite, kaj vam govori. Še več, pomislite, kaj se zgodi, ko drug štiriletnik želi zapeti nekaj iz repertoarja Lady Gage. Dva pojoča otroka bosta verjetno preglasila vašega prijaznega prijatelja, medtem ko bo vašega bolj zgovornega spremljevalca še vedno jasno slišati.

Kaj praviš? – Pravim "SINR"!

V radijskem svetu je razpon od praga šuma do sprejetega signala razmerje signal/šum (SNR). To je tisto, kar vidite natisnjeno na skoraj vsaki dostopni točki, vendar to ni ravno tisto, kar vas zanima. Kar vas resnično zanima, je razpon od najvišje ravni šuma do prejetega signala, to je razmerje med signalom in šumom (SINR), to je tisto, kar je smiselno. Ne gre za to, da lahko vedno vnaprej veste, kakšen bo signal SINR, saj ne morete določiti ravni motenj ob danem času in kraju, dokler je ne izmerite. Lahko pa občutite povprečno stopnjo motenj v določenem okolju. Poleg tega boste imeli boljše predstave o tem, kakšno raven signala potrebuje dostopna točka, da ohrani visoko raven funkcionalnosti.

Če to veste, se lahko vprašate: "Zakaj za vraga bi kdo želel zmanjšati moč oddajnega (Tx) signala kljub motnjam?" Dobro vprašanje, saj je to ena od treh standardnih reakcij na ponovno pošiljanje paketov. Odgovor je, da padec moči Tx signala skrči območje pokritosti dostopne točke. Če imate vir hrupa zunaj vašega območja pokritosti, učinkovito odstranitev tega vira iz območja zaznavanja AP osvobodi slednjega tega, da bi se moral ukvarjati s težavo. Pod pogojem, da je odjemalec v območju z zmanjšano pokritostjo, lahko to pomaga znatno zmanjšati sokanalne motnje in izboljša splošno zmogljivost. Vendar, če je vaša stranka tudi v zunanjem območju pokritosti AP (kot Client 1 na naši sliki), potem preprosto pade iz vidnega polja. Tudi v najboljšem primeru bo padec oddajne moči močno zmanjšal območje pokritosti, tj. vrednost SINR, in pustil zmanjšane hitrosti prenosa podatkov.

Toliko kanalov, a nič za gledanje

Kot smo videli, prva dva splošno sprejeta pristopa k obravnavanju motenj zmanjšata fizično hitrost in zmanjšata moč. Tretje načelo je tisto, ki je zajeto v primeru walkie-talkieja: sprememba brezžičnega kanala, ki bistveno spremeni frekvenco, s katero potuje signal. To je ključna ideja za tehnologijo razširjenega spektra ali frekvenčnega skoka, ki jo je v 20. stoletju odkril Nikola Tesla in je dobila pomembno široka uporaba za vojaške namene med drugo svetovno vojno. Slavna in lepa igralka Hedy Lamarr je v trenutku pomagala odkriti tehniko frekvenčnega skakanja, ki bi lahko onesposobila radijsko vodene torpede. Kadar se ta pristop uporablja v širšem frekvenčnem območju od tistega, v katerem se signal običajno prenaša, se imenuje razprti spekter.

Naprave Wi-Fi uporabljajo tehnologijo razširjenega spektra predvsem za povečanje pasovne širine, zanesljivosti in varnosti. Vsak, ki je bil kdaj odvisen od nastavitev svojih naprav Wi-Fi, ve, da obstaja 11 kanalov v pasu od 2,4 do 2,4835 GHz. Ker pa je skupna pasovna širina, uporabljena za razpršeni spekter Wi-Fi 2,4 GHz, 22 MHz, pride do prekrivanja med temi kanali. Pravzaprav recimo v Severna Amerika na voljo boste imeli samo tri kanale - 1, 6 in 11 - ki se ne bodo križali. V Evropi lahko uporabljate kanale 1, 5, 9 in 13. Če uporabljate standard 2,4 GHz 802.11n s širino kanala 40 MHz, potem je vaša izbira zmanjšana na dva: kanala 3 in 11.

V pasu 5 GHz so stvari nekoliko boljše. Tukaj imamo 8 notranjih kanalov, ki se ne prekrivajo (36, 40, 44, 48, 52, 56, 60 in 64.) Visokozmogljive dostopne točke običajno združujejo radijsko oddajanje v pasovih 2,4 GHz in 5,0 GHz, kar bi bilo pravilno domnevati, da je manj motenj na pasovni širini 5,0 GHz. Že samo znebite se 2,4 GHz motenj Bluetooth lahko veliko spremenite. Na žalost je končni rezultat neizogiben: spekter 5,0 GHz zdaj postaja nasičen s prometom, tako kot je bil spekter 2,4 GHz. S širino kanala 40 MHz, ki se uporablja v standardu 802.11n, se število kanalov, ki se ne prekrivajo, močno zmanjša na štiri (dinamična izbira frekvence (DFS), kanali so izločeni zaradi vojaških težav, povezanih z nasprotujočimi si radarskimi signali), uporabniki pa že občasno se soočajo s situacijami, ko v dosegu ni niti enega dovolj odprtega kanala. Kot da bi imeli več televizijskih kanalov, ki bi ga lahko gledali ves dan in predvajali samo reklame o osebni higieni. Malokdo si želi to gledati od jutra do večera.

Vsesmerno, a ne vsemogočno

No, zaenkrat smo vam sporočili dovolj slabih novic. Teh pa je več. Čas je za pogovor o antenah.

Omenili smo moč signala, ne pa tudi smeri signala. Kot verjetno veste, večina anten nima določene smeri delovanja. Tako kot niz zvočnikov, ki oddajajo glasne zvoke v vse smeri hkrati (s priključenimi mikrofoni, ki enakomerno zajemajo zvoke iz vseh 360 stopinj), vam vsesmerni mikrofoni zagotavljajo odlično pokritost. Ni pomembno, kje se stranka nahaja. Dokler je v območju pokritosti, ga bo vsesmerna antena lahko zaznala in z njim komunicirala. Pomanjkljivost je, da ista vsesmerna antena prestreže tudi vse druge vire hrupa in motenj v danem območju. Vsesmerni sistemi zaznajo vse – dober zvok, slab zvok, grozen zvok – in glede tega lahko storite malo.

Predstavljajte si, da stojite v množici in poskušate govoriti z nekom, ki je nekaj metrov stran od vas. Zaradi hrupa okoli sebe skorajda ne slišite ničesar. Kaj boš naredil? No, seveda, dlan k ušesu. Poskušali se boste bolje osredotočiti na zvok, ki prihaja iz ene smeri, hkrati pa blokirati zvoke, ki prihajajo iz drugih smeri, torej tiste, ki jih »blokirate« z dlanjo. Še boljši zvočni izolator je stetoskop. Ta naprava poskuša blokirati vse zvoke okolju uporabo ušesnih čepkov, ki se vstavijo v ušesa in prepuščajo samo zvokom, ki prihajajo iz prsi.

V radijskem svetu je enakovredna stetoskopu tehnologija, imenovana oblikovanje snopa.

In spet o tehnologiji oblikovanja snopa

Cilj tehnologije oblikovanja snopa je ustvariti območje s povečano energijo valov na določeni lokaciji. Klasičen primer ta pojav: kapljice vode padajo v bazen. Če bi bili nad njo dve pipi in bi vsako pipo odprli točno v pravem trenutku, tako da občasno izpuščajo časovno sinhronizirane kapljice vode, bi koncentrični obročasti valovi, ki sevajo iz vsakega epicentra (kamor kaplje zadenejo), ustvarili delno prekrivajoče se vzorce. Takšen model vidite na zgornji sliki. Kjer val konča najvišja točka križanja z drugim valom, dobite dodaten učinek, da se energija obeh valov združi in povzroči nastanek še večjega grebena v obliki vala. Zaradi pravilnosti kapljic so tako ojačani grebeni jasno vidni v določenih smereh in tvorijo nekakšen "žarek" ojačane energije.

V tem primeru se valovi razhajajo v vse smeri. Enakomerno težijo navzven od točke izvora, dokler ne dosežejo nekega nasprotnega predmeta. Signali Wi-Fi, ki jih oddaja vsesmerna antena, se obnašajo na enak način in sproščajo valove radiofrekvenčne energije, ki lahko v kombinaciji z valovi druge antene tvorijo žarke povečane moči signala. Ko imate dva vala v fazi, je lahko rezultat žarek s skoraj dvakratno močjo signala od izvirnega vala.

Uporablja se v vse smeri

Kot lahko vidite na prejšnji fotografiji ravni motenj, nastajanje žarka iz vsesmernih anten poteka v številnih, pogosto nasprotnih smereh. S spreminjanjem časovnega razporeda signalov na vsaki anteni je mogoče nadzorovati obliko vzorca oblikovanja snopa. To je dobro, saj vam omogoča, da energijo usmerite v manj smeri. Če bi vaša dostopna točka "vedla", da je njen odjemalec na položaju tri ure, ali bi bilo smiselno poslati žarek na položaju 9 ali 11 ure? No ja...če je prisotnost tega "izgubljenega" žarka neizogibna.

Pravzaprav, če imate opravka z vsesmernimi antenami, potem je takšna izguba resnično neizogibna. Tehnično gledano je tisto, kar vidite v zgornji vrstici, rezultat faznega antenskega niza (PAA) – skupine anten, v kateri se relativne faze ustreznih signalov, ki napajajo antene, razlikujejo tako, da se efektivni vzorec sevanja antene niz je ojačan v želeni smeri in potlačen v več nezaželenih smereh. To je podobno stiskanju sredinskega dela balona, ​​ki ni popolnoma napihnjen. Ko se kompresija poveča, bomo dobili del krogle, ki bo v eno smer preveč štrleč, vendar bomo naleteli tudi na ustrezen prelet v drugo smer. To lahko vidite na zgornji sliki, kjer je prikazana zgornja vrstica razni modeli oblikovanje snopa, ki ga tvorita dve dipolni vsesmerni anteni.

Spremembe med oblikovanjem snopa

Očitno želite, da ustvarjena pokritost žarka vključuje odjemalsko napravo. Pri oblikovanju žarka s faznim antenskim nizom, kot je prikazano na zgornjih slikah v zgornjih vrsticah (tokrat z uporabo treh dipolnih anten), dostopna točka analizira signale, ki prihajajo od odjemalca, in uporablja algoritme za spreminjanje sevalnega vzorca, s čimer spremeni smer žarka za boljše ciljanje stranke. Ti algoritmi se izračunajo v krmilniku dostopne točke, zato lahko včasih vidite drugo ime za ta proces - "formiranje snopa na osnovi čipa". Ta tehnologija je s strani Cisca in drugih podjetij znana tudi kot usmerjena signalizacija in ostaja neobvezna, manj razširjena komponenta specifikacije 802.11n.

Strojno krmiljeni fazni antenski nizi so metoda, ki jo uporablja večina proizvajalcev, ki zdaj na veliko oglašujejo podporo za tehnologijo oblikovanja snopa v svojih izdelkih. Ruckus te metode ne uporablja. V tem pogledu smo se v prejšnjem članku zmotili. Na šesti strani je naš pisec izjavil, da "Ruckus uporablja 'on-antenna' beamforming, tehnologijo, ki jo je razvil in patentiral Ruckus ... [ki] uporablja antenski niz." Vendar temu ni tako. Oblikovanje snopa s faznim antenskim nizom zahteva uporabo velikega števila anten. Ruckusov pristop se razlikuje od te metode.

S tehnologijo Ruckus lahko žarek usmerimo na vsako anteno, neodvisno od drugih anten. To dosežemo tako, da namerno postavimo kovinske predmete v bližino vsake antene v antenskem nizu, da neodvisno vplivamo na vzorec sevanja. Kmalu se bomo vrnili k temu vprašanju in ga poskušali preučiti bolj temeljito, vendar malo različni tipi V drugi vrstici zgornjih slik si lahko ogledate modele oblikovanja snopa z uporabo pristopa Ruckus. Če pogledamo oba pristopa hkrati, je nemogoče ugotoviti, kateri od njiju bo dal največjo praktično učinkovitost. Fazni niz s tremi antenami proizvaja bolj fokusiran žarek kot Ruckusove enote relativne pokritosti. Intuitivno lahko domnevamo, da bolj kot je žarek fokusiran, boljša je zmogljivost, če so vsi drugi dejavniki enaki. Med našimi testi bo zanimivo izvedeti, ali je temu tako.

Ne slišim te!

Se spomnite učinka, če položite dlan na uho? Odprava motenj z neželene strani lahko izboljša kakovost sprejema, čeprav odjemalec ni spremenil vzorca oddajanja signala. Po besedah ​​Ruckusa lahko preprosto ignoriranje signalov iz nasprotne smeri stranki povzroči do 17 dB dodatnega zvoka zaradi odprave motenj.

Hkrati lahko izboljšanje moči oddanega signala doda dodatnih 10 dB. Ob upoštevanju prejšnje razlage o vplivu jakosti signala na prepustnost vam bo jasno, zakaj je lahko kondicioniranje signala tako pomembno in zakaj je žalostno, da večina proizvajalcev na brezžičnem trgu še ni upoštevala zgoraj omenjenih tehnologij.

Prostorska asociacija

Ena večjih izboljšav specifikacije 802.11n je dodajanje prostorskega združevanja. To vključuje uporabo tako imenovane naravne delitve enega primarnega radijskega signala na podsignale, ki dosežejo prejemnika ob različnih časih. Če na enem koncu narišete dostopno točko gimnazija, naročnik pa je na drugi strani, bo neposredna pot radijskega signala do središča dvorane trajala malo manj časa kot signal, ki se odbija od stranske stene. Ponavadi jih je veliko možne načine prehod signalov (prostorskih tokov) med brezžičnimi napravami, vsaka pot pa lahko vsebuje tok z različnimi podatki. Sprejemnik sprejme te podsignale in jih ponovno združi. Ta postopek se včasih imenuje raznovrstnost kanalov. Prostorsko multipleksiranje (SM) deluje zelo dobro v zaprtih prostorih, vendar strašno v manj omejenih okoljih, kot je npr. odprto polje, saj ni predmetov, od katerih bi se lahko odbili signali, da bi ustvarili podtok. Ko je to mogoče, SM služi za povečanje pasovne širine kanala in izboljšanje razmerja med signalom in šumom.

Da bi dobili jasen občutek razlike med pretočnim združevanjem in oblikovanjem snopa, si predstavljajte dve vedri – eno napolnjeno z vodo (podatki), drugo pa prazno. Podatke moramo prenesti iz enega vedra v drugega. Oblikovanje grede vključuje eno cev, ki povezuje obe vedri, in povečamo pritisk vode, da se tekočina hitreje prenaša. Pri združevanju pretoka (SM) že imamo dve (ali več) cevi, ki premikajo vodo pri normalnem tlaku. Z eno samo radijsko verigo, to je prenos radijskega signala iz ene naprave na eno ali več anten, SM običajno deluje bolje kot oblikovanje snopa. Z dvema ali več radijskimi vezji se najpogosteje zgodi ravno nasprotno.

Ali je mogoče uporabiti obe metodi?

Zgornja slika nam ni preveč všeč, vendar vam lahko pomaga razumeti, zakaj ne morete združiti združevanja tokov in oblikovanja snopa z zasnovo s tremi antenami (kar je slednja možnost, ki jo trenutno imamo v številnih dostopnih točkah). V bistvu, če sta dve anteni zasedeni z oblikovanjem snopa prvega toka, ostane tretja antena za sprožitev drugega toka. Morda mislite, da z dvema dohodnima tokovoma SM ne bi smel imeti težav. Vendar pa bo usmerjeni tok verjetno imel veliko višjo hitrost prenosa podatkov – toliko, da prejemni odjemalec ne more učinkovito sinhronizirati obeh tokov. Edini način, da se oba toka dovolj približata hitrosti prenosa podatkov, da se sinhronizirata, je zmanjšanje moči signala za oblikovanje snopa... kar nekako premaga celotno bistvo oblikovanja snopa. Dobite dva toka z " standardni tlak", kot v naši prejšnji ilustraciji.

Kaj če bi imeli štiri antene? Da, morda bo delovalo. Dva se bosta ukvarjala z ustvarjanjem signala, druga dva pa z integracijo pretakanja. Seveda dodajanje druge antene poveča ceno celotnega kompleta. V svetu podjetniških dostopnih točk lahko kupci zlahka sprejmejo povišanje cene, kaj pa nekdo, ki potrebuje tudi štiri antene hkrati? Šele pred kratkim smo prejeli tri antene za delo s prenosniki - o tem so bili ostri spori. In potem je tu še četrti? Še pomembneje, kaj se bo zgodilo s porabo energije? Zaradi pomanjkanja odgovorov in/ali navdušenja na tem trgu so proizvajalci preprosto odložili zamisel o razvoju modelov štirih anten.

Antene in radijski moduli

Prej smo uporabljali izraz "radijsko vezje", vendar v mnogih primerih ne daje dovolj globoke in natančne definicije. Obstaja ustrezen prikaz razmerja med radijskimi vezji in prostorskimi tokovi, ki si ga je pomembno zapomniti pri ocenjevanju brezžičnih mehanizmov.

Poglejte izraz 1x1:1. Da, že lahko slišimo »strokovnjake«, ki izgovarjajo: »ena pomnožena z ena in deljena z ena«. Ali ni? Ni mogoče najti najboljši način zapisov kot z dvopičjem?

Del 1x1 se nanaša na število vezij, vključenih v prenos (Tx) in sprejem (Rx) podatkov. A:1 je povezan s številom uporabljenih prostorskih tokov. Tako lahko industrijsko standardno dostopno točko 802.11g označimo z izrazom 1x1:1.

Hitrost 300 Mb/s, navedena v večini sodobnih izdelkov 802.11n, temelji na dveh prostorskih tokovih. Ti izdelki so označeni kot 3x3:2. Verjetno še niste srečali modelov, v katerih je hitrost prenosa 450 Mbps. To je že 3x3:3, a kljub teoretični hitrosti 450 Mbps imajo takšni izdelki zelo malo, če sploh, prednosti pred izdelki 3x3:2. Zakaj? Še enkrat ponavljamo: ne morete zelo učinkovito kombinirati oblikovanja snopa in prostorskega združevanja v treh radijskih postajah. Namesto tega morate delati s tremi tokovi na standardni ravni signala, kar, kot smo že videli, omejuje obseg in povzroča ponovno pošiljanje paketov. Zato 450Mbps usmerjevalniki težko najdejo pot v oddaljene niše na množičnem trgu. pri idealne razmere Izdelki 3x3:3 bodo veliko boljši, a živimo v nepopolnem svetu. Namesto tega imamo svet, poln konkurence in motenj.

SRC proti MRC: me zdaj slišiš?

Očitno je poslušanje ključ do učinkovita komunikacija, in veliko je odvisno od tega, kako natančno poslušate govorca. Kot v primeru v naši ilustraciji, če nekdo govori na enem koncu polja, na drugem koncu pa ga poslušajo trije ljudje, je čudno, da poslušalci iz neznanega razloga ne bodo slišali istega . V brezžičnih omrežjih lahko vprašate: "V redu, kdo od poslušalcev je najbolje slišal, kaj je povedal oddajnik?" In izberite tistega, za katerega se zdi, da je slišal več kot drugi. To se imenuje preprosto združevanje razmerij (SRC) in je tesno povezano z idejo o preklapljanju med antenami, pri čemer se uporabi tista antena, ki ima najboljši signal.

Učinkovitejši in široko uporabljen pristop z več antenami je združevanje z največjim razmerjem (MRC). V zelo splošnem smislu to vključuje tri prejemnike, ki "združijo moči" in primerjajo poslane informacije ter nato dosežejo soglasje o tem, "kar je bilo povedano". S pristopom MRC stranka uživa najboljša pokritost v brezžičnih napravah in izboljšano kakovost storitev. Prav tako je naročnik manj občutljiv na točno lokacijo anten.

Seveda imate verjetno vprašanje: če so tri antene boljše od dveh, potem ...

Zakaj ne bi uporabili milijona anten?

No ja, zakaj ne bi uporabili sto tisoč milijard anten?

Če pustimo estetiko na strani, je resnični razlog, da proizvajalci ne izdelujejo takšnih AP-jev porcupine, ker ne morejo storiti ničesar glede zakona padajočih donosov. Testni podatki kažejo, da skok z dveh na tri antene ni več tako pomemben kot z ene na dve. Spet se vračamo k vprašanju stroškov in (vsaj na strani naročnika) porabe energije. Potrošniški trg se je ustalil na treh vsesmernih antenah. IN poslovni svet Najdete lahko več, vendar običajno ne veliko.

Ruckus je v tem primeru ena redkih izjem, saj uporablja usmerjene antene. V okroglih dostopnih točkah, ki ste jih že videli na slikah v tem pregledu, je na ploščadi v obliki diska nameščenih 19 usmerjenih anten. Če združite območja pokritosti vseh 19 anten, dobite pokritost celih 360 stopinj. Devetnajst vsesmernih anten bi bilo pretirano, toda 19 usmerjenih anten (ali več, odvisno od zasnove AP) lahko zagotovi izboljšanje zmogljivosti, ki ga ne bi pričakovali s preprostim povečanjem števila anten, vendar še vedno porabijo manj energije, ker jih je očitno le nekaj so v uporabi v danem trenutku.

»Kje je Wally?«* in Wi-Fi

Videli smo že, da lahko dostopna točka prilagodi faze signalov, da doseže največjo moč signala na dani točki, toda kako AP ve, kje točno se ta točka (tj. odjemalec) nahaja? Vsesmerna dostopna točka, ki zazna odjemalsko napravo s signalom -40 dB, je videti enako na položaju 4 ure kot na položaju 10 ure v primeru večpotne raznolikosti, kjer imate različne signale, ki prihajajo iz različnih smeri, vam AP ne pove, ali odjemalec oddaja signal iz visoka moč od daleč ali od nizko - od blizu. Če se odjemalec premika, dostopna točka ne more določiti, v katero smer naj se obrne, da jo zazna. Učinek je zelo podoben tistemu, ko ne morete ugotoviti, od kod prihaja sirena, če stojite med več stolpnice. Zvok se vam zdi premočan, da bi natančno določili smer, iz katere prihaja.

To je ena od inherentnih nevarnosti tehnologije oblikovanja snopa. Optimiziranje žarka od dostopne točke, ki bi morala zadeti to napravo-odjemalec, zahteva znanje o tem, kje točno se slednji nahaja, v matematičnem smislu, če že ne v prostorskem smislu. AP prejme veliko signalov in mora čez čas izslediti enega ali dva od njih, ki ju potrebuje. Zaradi toliko podobnih vrst signalov in zunanjih motenj (v radijskem jeziku) je lahko rezultat za dostopno točko iskanje enega samega znaka v oglasu, ki oglašuje "Kje je Wally?" Od tega, kako hitro lahko AP določi lokacijo svojega neumnega odjemalca, bo v veliki meri odvisno, kako bo odjemalec sam poskušal sporočiti svojo lokacijo AP, če sploh.

*Opomba: "Kje je Wally/Waldo?" (»Kje je Wally/Waldo?« je igra pozornosti za računalnike in mobilne telefone. Igralčeva naloga je najti Wallyja, skritega v množici.)

Implicitno in eksplicitno

Če se vrnemo k zamisli o tem, kako vas lahko sluh zavede, običajno izoliramo zvoke, ki so neposredno povezani s časovno razliko med tem, ko zvok doseže eno uho in ko doseže drugo. Zato smo zmedeni, ko slišimo zvok, ki se odbija od zgradbe, saj ne moremo določiti, koliko časa traja, da val doseže vsako uho. Naši možgani zaznavajo fazno razliko izvornih signalov kot nenormalno.

Če ima dostopna točka več anten, jih uporablja kot ušesa, nato pa ovrednoti fazno razliko signalov, da se določi v smeri odjemalca. To se imenuje implicitno oblikovanje snopa. Signal se ustvari v smeri, ki implicitno izhaja iz zaznane faze signala. Vendar pa lahko AP ovirajo "čudni" odbojni signali, tako kot možgani. To zmedo je mogoče dopolniti z razliko v smereh naraščajoče in padajoče črte.

Z eksplicitnim oblikovanjem snopa stranka sporoči točno tisto, kar potrebuje, kot da naroča zapleteno skodelico espressa. Odjemalec pošilja zahteve v zvezi s fazami prenosa in energijo ter drugimi dejavniki, ki so pomembni za trenutno stanje v njegovem okolju. Rezultati so veliko natančnejši in učinkovitejši od implicitnega oblikovanja snopa. V čem je torej ulov? Noben izdelek ne podpira eksplicitnega oblikovanja snopa, vsaj ne nobena trenutna odjemalska naprava. Tako implicitna kot eksplicitna metoda morata biti vgrajena v nabor vezij Wi-Fi. Na srečo bi morali biti kmalu na voljo vzorci, ki podpirajo eksplicitno metodo oblikovanja snopa.

Polarizacija

Poleg vseh težav z brezžično povezavo, s katerimi smo se srečali, lahko na seznam dodamo še polarizacijo. Polarizacija pomeni veliko več, kot nekateri domnevajo, in vse učinke na smo lahko videli na lastne oči iPad 2, tako rekoč iz prve roke. Ampak najprej malo teorije...

Morda veste, da svetloba potuje v valovih in da imajo vsi valovi usmerjenost. Zato so polarizirana sončna očala tako dobra. Svetloba, ki se odbija od ceste ali snega v vaše oči, je polarizirana v vodoravni smeri, vzporedno s tlemi. Prevleka s polarizacijskimi filtri v očalih je usmerjena v navpični smeri. Zamislite si val kot velik, dolg kos kartona, ki ga poskušate potisniti skozi žaluzije. Če držite karton vodoravno in zavese navpično, karton ne bo šel skozi špranje. Če so žaluzije vodoravne, na primer dvižne, potem karton ne stane nič, da zlahka premaga oviro. Sončna očala so zasnovana tako, da blokirajo bleščanje, ki je večinoma vodoravno.

Toda vrnimo se k Wi-Fi. Ko je signal poslan iz antene, nosi usmerjenost polarizacije te iste antene. Če je torej dostopna točka na mizi in je antena, ki oddaja signal, usmerjena neposredno navzgor, bo oddajani val imel navpično smer. Zato mora imeti sprejemna antena, če želi imeti čim boljšo občutljivost, tudi vertikalno usmerjenost. Velja tudi nasprotna trditev - sprejemna AP mora imeti anteno (antene), ki so polarizirano prilagojene odjemalcu pošiljatelju. Bolj ko so antene oddaljene od nastavitve polarizacije, slabši je sprejem signala. Dobra novica je, da ima večina usmerjevalnikov in dostopnih točk premične antene, ki uporabnikom omogočajo, da najdejo najboljši položaj za sprejem signala od odjemalca, tako kot bi pri televizorjih uporabljali anteno z "rogovi". Slaba novica je, da ker tako malo ljudi razume, kako polarizacija deluje v napravah Wi-Fi, je malo verjetno, da bo kdo izvedel to optimizacijo polarizacije.

Če pogledate zgornjo ilustracijo in se spomnite vsega, kar smo vam povedali, boste videli, da dostopna točka oddaja odjemalcu vodoravne (zgoraj) in navpične signalne valove iPad 2. Katera smer nam bo zagotovila najboljšo kakovost sprejema in zmogljivost? To je odvisno od tega, koliko anten je priključenih na odjemalca in kakšna je njihova usmerjenost.

S slabo refleksijo

In zdaj o naših izkušnjah s polarizacijo iPad 2. Bili smo blizu mesta, kjer je bil fotoaparat, ko je bila ta fotografija posneta. Prikazuje dostopno točko Aruba, s katero smo se povezali, ki visi s stropa v ozadju. Naš zaposleni je z obema rokama držal tablico za vogale. Preprosto smo opazovali kakovost sprejema signala; Sprva je bil položaj navpičen, nato pa se je tablica obrnila v vodoravni položaj. Sprva je bil signal dober in dolgo ni izginil. Pri obračanju iPad 2 v navpičnem položaju je povezava prekinjena. Naš zaposleni se je trudil, da ne bi spreminjal položaja rok, oprijema in lokacije tablice v prostoru. Toda signal je izginil ... to je vse. Ne bi verjeli, če ne bi videli na lastne oči.

Ko preberete prejšnjo stran, lahko ugibate, kaj se je zgodilo z našo napravo. Kot se je izkazalo, je imel prvi iPad dve anteni Wi-Fi, iPad 2 uporabljen je le eden, ki se nahaja ob spodnjem robu ohišja. Očitno je bila v ležečem načinu antena tabličnega računalnika v isti ravnini kot antene dostopne točke, ki so, kot lahko vidite, v navpični položaj. V horizontali sta bili odjemalska in AP antena v različnih ravninah.

Zapomnite si še nekaj stvari: učinek leče na zgornjih fotografijah povzroči, da je dostopna točka videti bližje, kot je v resnici. Odjemalec in AP sta imela vidno razdaljo približno 12 m drug od drugega, kar je več od razdalj, ki jih boste videli v naših polarizacijskih testih v 2. delu tega pregleda. Še več, če smo naredili nekaj korakov nazaj, teh rezultatov nismo mogli reproducirati. Predvidevamo, da je bil naš uslužbenec v Wi-Fi mrtvem območju... no, morda napol mrtev. Da bi ponovno dobil dober signal, se je naš zaposleni umaknil še nekaj korakov. Vendar ne pozabite, da lahko odboj signala spremeni smer valovanja. Signal, ki je bil morda popolnoma poravnan vzdolž vidne črte, bi lahko po enem ali dveh odbojih "šel" veliko stopinj vstran, kar vpliva na kakovost sprejema signala.

Mobilna norost

Po branju o našem primeru z iPad 2, zdaj poskusite razmisliti o polarizaciji signala na drugih mobilne naprave Oh. Kaj pa tisti pametni telefon - leži na mizi, nagnjen za gledanje videoposnetkov, pritisnjen k ušesu itd.? Zdaj pa si predstavljajte, koliko bo signal nihal od obeh mobilni telefon, in Wi-Fi, ob najmanjšem premiku. Signale teh naprav jemljemo kot samoumevne, v resnici pa so lahko brezžična omrežja precej zahtevna in zahtevajo vso našo pozornost za pravilno delovanje.

Ko že govorimo o signalih mobilnih naprav, ugotavljamo, da v tem primeru skorajda ne moremo storiti, če nimamo telefona z zunanjo anteno (kot na primer avtomobilski telefoni). Pravzaprav je mogoče katero koli prenosno brezžično napravo preizkusiti samo glede polarizacijske raznolikosti (usmerjenost anten z več žarki) in ugotoviti povečanje hitrosti prenosa, standarde delovanja in/ali življenjsko dobo baterije. Zanimiva slika se pokaže pri prenosnikih. Večina modelov je opremljenih z anteno(-ami), nameščeno(-e) v okvirju okoli oboda LCD zaslona. Ste kdaj pomislili, da lahko bistveno izboljšate sprejem signala z nagibom zaslona nazaj ali naprej ali morda z vrtenjem prenosnika za nekaj stopinj?

Podobno lahko zagotovi dostopna točka, ki mora služiti številnim odjemalcem najboljša storitev, če je ena od njegovih anten usmerjena navpično, druga pa vodoravno. Seveda je težava s to ureditvijo v tem, da obe anteni ne moreta medsebojno delovati in učinkovito ustvarjati usmerjenega signala. Njihove polarizacije se ne ujemajo, zato če klient prejme en signal zelo dobra kakovost, potem se drugi pokvari zaradi neusklajenosti letal.

Če so Rx antene zasnovane samo za iskanje valov v eni smeri, potem je to zanesljiv način za neuspeh. Zato je pomembno, da imamo na sprejemnem koncu več letal. Če imate dve sprejemni anteni, eno navpično in drugo vodoravno, ter dve navpični Tx anteni, potem lahko sprejemate samo en tok na precej dobri ravni.

Sestavljanje vseh kosov sestavljanke

Gradivo, ki ste ga prebrali na teh straneh, je potrebna osnova za razumevanje rezultatov naše testne analize, ki jo boste kmalu lahko prebrali v drugem delu pregleda. Ko dostopna točka pokaže odlične rezultate pri določenem testu ali, nasprotno, ne obvlada naloge, je pomembno razumeti, zakaj. Zdaj veste, da lahko za optimalno delovanje 802.11n interakcije AP/odjemalec izkoristijo oblikovanje snopa, prostorsko združevanje, raznolikost anten, optimalno polarizacijo signala in drugo.

Nekatere od teh tehnologij so morda že vgrajene v vašo dostopno točko. Zgornja tabela prikazuje seznam različne tehnologije, ki je del večine sodobnih dostopnih točk 802.11n. Točke v tej tabeli, ki so se nam zdele pomembne za razumevanje podatkov iz drugega dela pregleda, so bile podane tukaj v 1. delu.

Tudi če ne preberete 2. dela, upamo, da vam bo današnje branje dalo občutek, koliko lahko izdelkom mainstream 802.11n koristi nekaj izboljšav dizajna. Stanje je še posebej grozljivo na ravni potrošnikov. Proizvajalci so nam ponudili "precej dober" pristop, čeprav je jasno, da je še veliko prostora za precejšnje izboljšave. Kako pomembno? Odgovor na to vprašanje boste izvedeli malo kasneje ...