Zasięg, zakłócenia i pokrycie

Sieć Wi-Fi jest tak dobra, jak jej sygnał w miejscach, w których korzystają z niej użytkownicy. Na jakość połączenia wpływają trzy powiązane czynniki: pokrycie (miejsca, do których dociera sygnał), zakłócenia (czynniki, które go osłabiają) oraz zasięg (odległość, na jaką sygnał dociera). W tej lekcji wyjaśniono, co osłabia sygnały bezprzewodowe, oraz przedstawiono praktyczne sposoby poprawy pokrycia, aby użytkownicy mieli szybkie i niezawodne połączenie wszędzie tam, gdzie jest ono potrzebne.

Sygnały radiowe tracą siłę podczas rozchodzenia się — proces ten nazywa się tłumieniem. Osłabia je sama odległość, a przeszkody powodują dodatkowe osłabienie. Grube ściany, beton, metal, szkło i woda (w tym ludzie) pochłaniają sygnał lub go odbijają. Im wyższa częstotliwość, tym łatwiej ją zablokować, dlatego w pomieszczeniach sygnał 5 GHz zanika szybciej niż sygnał 2.4 GHz na tej samej drodze.

Siłę sygnału mierzy się w dBm (decybelach względem miliwata). Jest ona przedstawiana jako liczba ujemna — im bliżej zera, tym silniejszy sygnał. Około -50 dBm oznacza sygnał doskonały, -70 dBm użyteczny, a -80 dBm lub mniej — słaby. Znaczenie ma także stosunek sygnału do szumu: nawet dość dobry sygnał może nie działać poprawnie, jeśli poziom szumu tła powodowanego przez zakłócenia jest wysoki. Na podstawie tych wartości można ocenić, gdzie pokrycie jest wystarczające.

Zakłócenia to niepożądany sygnał, który zakłóca działanie Wi-Fi. W paśmie 2.4 GHz konkurują ze sobą kuchenki mikrofalowe, urządzenia Bluetooth, telefony bezprzewodowe i elektroniczne nianie. Zakłócają się również pobliskie sieci Wi-Fi korzystające z tych samych lub nakładających się kanałów. Nawet odbicia od fizycznych przeszkód mogą powodować problemy związane z propagacją wielodrogową. Zakłócenia objawiają się niską prędkością, dużymi opóźnieniami i zrywaniem połączeń, często nasilając się o określonych porach lub w konkretnych miejscach.

Dwa główne rodzaje zakłóceń charakterystycznych dla sieci Wi-Fi to zakłócenia współkanałowe, gdy punkty dostępowe korzystają z tego samego kanału i muszą nadawać na zmianę, oraz zakłócenia sąsiedniokanałowe, gdy nakładające się kanały wzajemnie zniekształcają sygnały. Oba rodzaje obniżają wydajność. Rozwiązaniem jest staranne planowanie kanałów, stosowanie zasady 1-6-11 w paśmie 2.4 GHz oraz korzystanie w miarę możliwości z pojemniejszego pasma 5 GHz, aby rozdzielić sieci.

Aby zwiększyć i wzmocnić pokrycie, można dodać punkty dostępowe zamiast jedynie zwiększać moc jednego punktu dostępowego. Kilka prawidłowo rozmieszczonych punktów dostępowych współdzielących jeden identyfikator SSID pozwala urządzeniom na roaming i utrzymanie się w pobliżu silnego sygnału. Zbyt duża moc pojedynczego punktu dostępowego sprawia, że urządzenia słyszą go z dużej odległości, ale nie mogą odpowiedzieć z tego miejsca, tworząc lukę w pokryciu jednokierunkowym.

Rozmieszczenie jest równie ważne jak moc. Punkty dostępowe należy montować centralnie i wysoko, z dala od dużych metalowych obiektów, grubych ścian oraz źródeł zakłóceń, takich jak kuchenki mikrofalowe. Nie należy umieszczać punktu dostępowego w szafie ani za lodówką. W budynkach wielokondygnacyjnych trzeba uwzględnić przechodzenie sygnału między piętrami. Dobre rozmieszczenie, ustalone na podstawie pomiaru środowiska radiowego, często rozwiązuje problemy z pokryciem skuteczniej niż zakup nowego sprzętu.

Anteny kształtują kierunek rozchodzenia się sygnału. Anteny dookólne emitują sygnał we wszystkich kierunkach i dobrze sprawdzają się przy ogólnym pokryciu. Anteny kierunkowe skupiają sygnał w jednym kierunku, co jest przydatne przy docieraniu do odległego punktu lub pokrywaniu długiego korytarza. Regulacja mocy nadawania pozwala dostosować rozmiar komórki; w gęstych sieciach zapewnienie niezawodnego pokrycia za pomocą większej liczby punktów dostępowych o niższej mocy często daje lepsze rezultaty niż jeden punkt dostępowy nadający z maksymalną mocą.

W sieci z wieloma punktami dostępowymi (AP) korzystającymi z jednego identyfikatora SSID urządzenia przełączają się między punktami dostępowymi, przechodząc z jednego AP do bliższego w miarę przemieszczania się. Płynny roaming pozwala utrzymać silne połączenie w całym budynku. Jeśli punkty dostępowe są zbyt daleko od siebie, urządzenia zbyt długo pozostają przy słabym sygnale — jest to problem nazywany sticky clients. Odpowiednie nakładanie się obszarów zasięgu AP zapewnia płynny roaming.

Pojedynczy AP może obejmować duży obszar, a mimo to działać słabo, jeśli korzysta z niego zbyt wiele urządzeń. Jest to problem pojemności, a nie zasięgu. W zatłoczonej sali konferencyjnej potrzeba kilku znajdujących się w pobliżu punktów dostępowych, aby rozłożyć obciążenie między klientów, nawet jeśli sygnał jednego AP technicznie dociera do wszystkich. Dobry projekt rozróżnia zasięg (czy w tym miejscu jest sygnał?) od pojemności (czy sieć bezprzewodowa może obsłużyć tylu użytkowników?), a obszary o dużym zagęszczeniu wymagają większej liczby AP ze względu na pojemność.

Silna sieć Wi-Fi zapewnia równowagę między zasięgiem, zakłóceniami i zasięgiem działania. Sygnały słabną wraz z odległością i napotykanymi przeszkodami; ich siłę mierzy się w dBm. Zakłócenia należy ograniczać, wybierając odpowiednie kanały i pasmo. Zasięg można poprawić, dodając i właściwie rozmieszczając punkty dostępowe, dobierając anteny oraz dostrajając moc — a nie tylko zwiększając moc jednego AP. Praktyki te, zweryfikowane pomiarem site survey, zapewniają szybką i niezawodną sieć bezprzewodową wszędzie tam, gdzie jest potrzebna.

Jakość sieci bezprzewodowej zależy od zasięgu, zakłóceń i zasięgu działania. Sygnały słabną wskutek tłumienia spowodowanego odległością i przeszkodami, a ich siłę mierzy się w dBm (wartość bliższa zeru oznacza silniejszy sygnał). Zakłócenia pochodzą z innych urządzeń oraz z nakładania się sieci Wi-Fi na współdzielonym kanale i sąsiednich kanałach. Zasięg można poprawić, właściwie dodając i rozmieszczając punkty dostępowe, dobierając anteny, dostrajając moc i włączając płynny roaming — wszystko to należy zweryfikować pomiarem site survey.