Текстовая версия вебинара по проектированию Wi-Fi сетей
Спикер:
Шишмарев Владимир, руководитель СЦ Wi-Fi завода Eltex
План вебинара:
- Коэффициент усиления антенн
- Маркетинг "меняет" угол антенн
- Бесшовный Wi-Fi роуминг
- Основы радиопланирования
- Радиопланирование при высокой нагрузке
- Самые частые ошибки при радиопланировании
- Организация процессов радиопланирования
- Ответы на вопросы
Презентация:
Разбираемся в тонкостях проектирования Wi Fi сетей
Видеозапись трансляции
Текст вебинара:
Всем привет! Меня зовут Владимир Шишмарёв и я "крайний" за Wi-Fi.
Начнем вебинар с самой огненной темы, кто попался на данный кликбейт в названии — "Ложь, интриги и скандалы в мире Wi-Fi сетей!", думаю наш вебинар не оставит вас разочарованными.
Антенна не усиливает
Когда мы читаем даташиты про какую-нибудь антенну, там есть интересный параметр, который называется коэффициент усиления антенн (КУ). Так вот первая ложь заключается в том, что антенна ничего не усиливает.
Что такое антенна по сути?
Простым языком, это какая-то железяка в пластиковом корпусе. У нее нет никакого дополнительного источника питания для того, чтобы она усиливала энергию нашего сигнала. Тем не менее, такой параметр, как коэффициент усиления (КУ), существует. В теории, именно в теории, он показывает разницу между уровнем сигнала реальной направленной антенной в ее основном направлении и уровнем сигнала идеальной антенной.
Но в реальности антенны не обладают такой диаграммой направленности. Реальные антенны, например секторные, стараются излучать "пучок" энергии в каком-то определённом направлении, а в других направлениях они излучают энергию значительно меньше.
Что такое коэффициент усиления антенны?
Коэффициент усиления (КУ) антенны — это отношение мощности на входе эталонной ненаправленной антенны (она же изотропная, потому что излучает сигнал по всем направлениям) к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такую же плотность потока мощности.
То есть, исходя из того, насколько узкий "пучок" энергии концентрирует антенна в определённом направлении от этого будет зависеть её диаграмма в вертикальной и горизонтальной плоскости и именно от этого будет зависеть коэффициент усиления (КУ).
Маркетинг меняет угол антенны
Что вообще обозначает этот угол? Если вы посмотрите стандартные даташиты, то увидите, что есть угол в горизонтальной плоскости, например 45°, 60°, 90°, а также заметите угол в вертикальной плоскости направленной антенны, он может быть 3°, 10°, 30° и т.д. Но как этот угол находится?
На картинке представлена диаграмма направленной антенны, у неё есть основной лепесток куда она максимально концентрирует "пучок" своей энергии, а также есть боковые лепестки и небольшие задние лепестки, как и у любой антенны. Но если мы посмотрим в главном направлении, где основной лепесток идёт по шкале 0°, то это и будет самое главное направление КУ. В этом направлении антенна излучает максимальное кол-во энергии.
Когда мы начнём отклонятся от этой оси вверх или вниз, вправо или влево, то увидим, что усиление антенны будет уменьшаться. Как только мы дойдём до точки, где усиление антенны уменьшилось на 3 дБ, относительно максимального основного направления, то в этом месте ставим точку и от места размещения антенны проводим красную прямую. С другой стороны делаем тоже самое, как показано на диаграмме.
Угол между двумя прямыми красными линиями — является углом диаграммы направленности антенны в данной плоскости. То есть этот угол обозначает, что в рамках очерченного сектора, коэффициент усиления антенны будет не ниже тех дБ относительно того, что указанно в даташите.
И вроде бы всё замечательно, но в разных проектах требуются разные антенны, особенно в больших проектах по БШПД, когда на вышке стоит секторная антенна и под ней частный сектор, в эксплуатацию требуются антенны с широкой диаграммой направленности, например 120°.
По мимо технарей и инженеров у нас существуют маркетологи, которые могут создать волшебную антенну, просто по щелчку пальцев. Что же они могут придумать? Давайте посмотрим на следующую диаграмму.
Что мы видим, та же самая картинка, те же самые красные линии, но маркетологи решают отклоняться от основного направления не на 3 дБ, а на 6 дБ, прочерчивая дополнительные синие линии. Угол у нашей антенны увеличился, т.к. мы померили его с учётом того, что сигнал уменьшается на 3 дБ.
А теперь вопрос, можем ли мы действительно так сделать? Выясняется, что да, можем. И тут мы плавно переходим к ещё одному слайду.
Это реальный скрин даташита. Есть такие производители, которые грешат подобным маркетинговым ходом.
Обратимся к таблице на слайде, где видно как производитель заявляет, что антенна в горизонтальной и вертикальной плоскости раскрыла аж целых 123°. Но посмотрите как интересно в скобочках помечено — 6 дБ. Некоторые производители поступают ещё хитрее, пишут угол и ставят звёздочку (*), а внизу страницы мелким-мелким шрифтом помечают эти самые 6 дБ.
Что получается? Мы имеем основное направление нашего главного лепестка. Когда мы начнём отклоняться от него в одну сторону и в другую сторону, как это указано на красных линиях, то дойдём до момента, когда наш коэффициент усиления (КУ) антенны падает на 6 дБ. Видно, что в одну сторону показатели -60, в другую 60. В общей сумме получается угол 120° (ну или как заявляет производитель 123°, не принципиально).
Но если мы начнём отклонятся не на 6 дБ, а на 3 дБ в одну и в другую сторону, которые прочертим двумя синими линиями, то они укажут отклонение КУ антенны на 3 дБ. По такому принципу выяснится, что реальный угол данной антенны равен 90°.
Маркетинг в действии: Производители берут антенну угол которой равен 90 градусов и заявляют, что угол раскрывает антенну на 123°, а в скобочках пишут 6 дБ.
Подводя итог, вам следует учитывать данные параметры, когда вы подбираете антенны для своего проекта. Всё может быть достаточно нетривиальным.
Бесшовный Wi-Fi роуминг
Какие классические проблемы бывают с бесшовным роумингом? На слайде приведён стандарт 802.11k/v/r, который вроде как отвечает за бесшовный роуминг.
Принято считать, что бесшовный роуминг — это когда время переключения меньше 50 м/сек. Но так ли это? Для того, чтобы разобраться, к нам пришёл тот самый стандарт 802.11k/v/r, который распространён везде, даже среди клиентов точек доступа.
Суть стандарта 802.11k/v/r заключается в том, что когда вы авторизуйтесь на точке доступа происходит формирование ключей авторизации и точка доступа может распространить эти ключи для данного клиента, среди всех остальных точек доступа. Таким образом, когда клиент подключается на следующую точку доступа, обмен между точкой и радиусом не нужен, потому что ключи уже находятся на точке доступа. Соответственно она авторизует клиента и он продолжает передавать данные.
Что если мы посмотрим на открытые сети?
В открытых сетях не требуется вообще никакой авторизации и никакой радиус не нужен, значит здесь должен быть самый бесшовный роуминг? Но это не так.
Всё достаточно просто, когда клиент перемещается от одной точки доступа к другой, в какой-то момент он должен принять решение о том, чтобы переключиться на другую точку доступа. Но не в одном стандарте не написано, в какой именно момент он должен это сделать.
Это даётся на откуп тому, кто разрабатывает софт для драйвера данного клиентского устройства. Те кто занимается с оборудованием Wi-Fi могли часто заметить, когда наш клиент подключается к точке доступа, начинает отходить всё дальше и дальше, палочки всё уменьшаются и в какой-то момент клиент уже встаёт под другую точку доступа, на которую, казалось бы, должен сроумиться, но роуминга не происходит. Наш клиента из последних сил всё таки держится за нашу первую точку доступа и по-другому как бедой это не назовёшь.
Что может помочь?
Может помочь хороший клиент. Но мы-то делаем для 802.11r клиентов.
В этом случае нам помогает стандарт 802.11v, который позволяет точке доступа рекомендовать клиенту переключиться на другую точку доступа. Причём точка доступа может посылать рекомендацию не только исходя от уровня сигнала, но, например, исходя от загруженности сети.
То есть, если точка видит, что к ней подключено 100 клиентов и они активно качают трафик, но где-то рядом стоит другая точка доступа, которая халтурит, потому что на ней подключено всего 3 клиента, то она вполне может порекомендовать переключиться на точку доступа, у которой нет загруженности.
Но и здесь есть подвох. На данный момент среди клиентских устройств стандарт 802.11v распространен не слишком широко. Это меньше трети по статистике клиентских устройств в эксплуатации. Это очень мало. А у других устройств этот стандарт не работает и проблема с бесшовным роумингом остается прежней.
Поэтому когда говорят, что сейчас мы сделаем суперский бесшовный Wi-Fi роуминг, то это немножечко лукавство. Но что-то с этим сделать можно и есть некоторые лайфхаки, которые облегчат жизнь.
Основы радиопланирования
Для начала давайте попробуем разобраться с радиопланированием какого-нибудь самого стандартного помещения, без высокой нагрузки, самый простой кейс.
Если мы занимаемся профессиональным радиопланированием, то нам обязательно понадобятся профессиональные программы, которые помогут нам с этим работать, но в данном случае обойдёмся без дополнительного софта.
В стандартном радиопланировании нам надо расставить точки доступа так, чтобы у клиента, который будет подключён к сети, был нормальный Wi-Fi.
Что значит нормальный Wi-Fi и на каком расстоянии клиент может находиться от точек доступа?
Клиент, который подключается к точке доступа, может передавать данные используя различные модуляции: более быстрые, более медленные. У нас есть модуляции типа 256QAM — самые скоростные модуляции для Wi-Fi 5 ГГц. И есть низкоскоростные модуляции, например BPSK.
Давайте посмотрим в таблицу. Мы видим, что разные модуляции работают при разном отношении сигнал/шум (snr). Чем лучше и чем больше отношение сигнал/шум (snr), тем более высокая модуляция может использоваться.
Если мы планируем качественный Wi-Fi, то нужно добиться того, чтобы в каждой точке нашего помещения клиент мог работать на максимально высокой модуляции. Давайте представим наши модуляции абстрактно. Возьмём два примера:
1. Самая высокая модуляция — 256QAM, представим её в виде идеальной высокоскоростной широкополосной магистрали, с идеальным покрытием, с огромным количеством полос, по которой несётся наша Феррари, на скорости 250 км/ч — это и есть самая высокая модуляция.
2. В противовес ей выступает модуляция BPSK, такая тропинка в поле, с кочками, с лужами, с грязью, по которой едет наш унылый трактор, со скоростью 3 км/ч. Это означает, что проехать мы сможем, но не то чтобы это кому-то понравится.
Соответственно, когда мы делаем классный Wi-Fi, мы должны сделать классную магистраль, по которой будет нестись наша Феррари.
Задача установить точки доступа таким образом, чтобы отношение сигнал/шум (snr) клиента в каждой точке, позволял использовать максимально возможную модуляцию. Проще говоря, мы должны добиваться отношение сигнал/шум (snr) не хуже 31 дБ. Это даст возможность максимально эффективно использовать нашу Wi-Fi сеть и максимально исчерпать ее ресурс, насколько это возможно.
Какие ещё есть базовые рекомендации при планировании помещений?
Посмотрим на потолок. Часто в этих местах бывают различные инженерные конструкции, например металлические воздуховоды. Рекомендуется, чтобы наша точка доступа размещалась на уровне самых низких навесных систем для того, чтобы диаграмма направленности не блокировалась у нашей точки доступа.
У нас был кейс, когда точка доступа в результате странных действий монтажника практически полностью в радиусе метра была окружена металлическими конструкциями и подключиться к ней было возможно только в радиусе 5 метров, а потом всё обрывалось. Так быть не должно.
В идеале, вокруг нашей точки доступа в радиусе метра не должно быть никаких металлических объектов, массивных бетонных стен и т.д.
Самый полезный совет, помогает при планировании таких объектов как торговые центры. То есть там, где геометрия архитектуры не стандартная, где есть различные коридоры в форме эллипса, с различными заворотами и т.д.
При планировании размещения точек доступа в таких местах, нужно учитывать самого клиента, чтобы где бы он не находился, у него была прямая видимость хотя бы до одной точки доступа.
Если таким образом сформировать размещение точек доступа, то это точно поможет улучшить покрытие и позволит избежать каких-нибудь слепых пятен, тёмных зон и т.д. Визуальный контакт между клиентом и точкой доступа — прямой. Это важный момент при планировании, за которым нужно следить.
Что ещё можно сказать про радиопланирование?
На точках доступа мы должны будем использовать разнообразные частотные каналы, и да, это самый главный и основной ресурс, который ограничивает наш Wi-Fi.
На слайде мы видим, что у нас могут использоваться каналы, например 36 - 48, 52 - 64 и большое кол-во других каналов с 100 - 144, 149 - 165. Как раз треугольниками показаны каналы 20 MHz. Если мы будем использовать ширину полосы 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, то кол-во используемых каналов у нас уменьшится.
Какие проблемы здесь могут возникнуть?
1. Посмотрим на диапазон, где отмечено стрелочками DFS Channels, а рядом с ним Weather Radar, что это такое?
В частотных диапазонах могут работать радары, например погодные, военные. На точках доступа предоставлен механизм DFS, который при обнаружении радара на выделенных каналах директивно заставляет точку доступа отключить своё вещание. Исходя из этого должно быть понимание, что если мы поставили 108-ой канал, то в самый ответственный момент на каком-нибудь мероприятии может произойти так, что точка доступа просто перестанет вещать. Это нужно обязательно учитывать.
Что мы можем с этим делать?
Во-первых, есть режим работы, в котором ТД, когда работает радар на данном канале, может его игнорировать и продолжать свою работу, но этот режим считается неправильным. Его по-хорошему использовать не рекомендуется, но тем не менее он есть. Во всех остальных случаях рекомендуется использовать каналы, которые не лежат в диапазоне и не используются радарами.
Во-вторых, существует такой параметр под названием Country Code. Он определяет принадлежность данного устройства к определённой стране, а точнее к регуляторике этой страны. В каждой стране разрешено использовать различные диапазоны частот, у которых может работать Wi-Fi. Примечательно, что в разных странах диапазоны разные. Есть страны, где запрещён диапазон, например 149 - 161 канал.
В своих руках мне когда-то довелось держать два USB-адаптера Wi-Fi абсолютно одной модели, одного и того же форм-фактора, но один из них работал на 153 и 136 канале, а другой как раз не работал на 153 канале и работал только на 136 канале. Почему так? В них был зашит разный Country Code и, соответственно, какие-то каналы им были разрешены для использования, а какие-то были запрещены.
Чем это может быть чревато для вас?
Если вы используете какой-либо канал, который согласно своему Country Code не поддерживает клиентское устройство, то это устройство вообще не увидит, что вы раздаете Wi-Fi на этом канале. Если вы делаете проект и директору организации попадается то самое устройство, без нужной поддержки определенного канала, то после заявления, что всё проверено: рассчитано размещение всех точек доступа, всех модуляций, всё идеально, радиопланирование на высшем уровне, директор может задаться вопросом, что у него сеть Wi-Fi не работает. Такое бывает, поверьте на слово.
Учитывайте, какие частотные диапазоны лучше всего использовать.
Исходя из слайда, а также из анализа Country Code используемых в разных странах, мы совершенно точно можем быть уверены, что с 36 - 48 каналы будут поддерживаться везде, там не работают DFS. Но есть у нас 4 канала шириной в 20 MHz, это не очень много. По нашему опыту использование диапазона каналов с 52 - 64 тоже является достаточно безопасным, т.к. на практике проблем с ними не возникало.
Подытожим. Лучше всего использовать диапазон каналов с 36 по 64, это 8 изолированных частотных каналов. С ними проблем возникнуть не должно.
Диапазон 2.4 ГГц
Если мы хотим получить три изолированных канала на частоте 2.4 ГГц, то это только 20 MHz и это только 1, 6 и 11 не пересекающиеся каналы. Приходится выбирать только из этого списка и только в диапазоне 2.4 ГГц.
Диаграмма направленности Indoor точки доступа
Когда описывается диаграмма в Indoor точек доступа, обычно пишут, что она всенаправленная. Можно подумать, что всенаправленная — это тот самый идеальный шарик (сфера). На самом деле всё не так просто.
Диаграмма направленности Indoor точки доступа называется Тор. На диаграмме он показан в виде бублика. То есть, вправо, влево, вперед, назад этот бублик излучает достаточно хорошо, а в верх и вниз излучения происходят значительно хуже.
Существуют, например всенаправленные Омни антенны. Они используют идеальные Indoor точки доступа и называются всенаправленные. Казалось бы, они должны закрывать все направления и при этом у них есть коэффициент усиления (КУ). Но откуда оно берётся?
Если это всенаправленная антенна и ее диаграмма идеальная, значит коэффициент усиления (КУ), по-хорошему, должен быть 0, потому что излучает также как и идеальная антенна. Но из-за того, что диаграмма направленности всё таки не всенаправленная, то в какие-то стороны излучение происходит лучше, а в какие-то хуже. За счёт этого и возникает коэффициент усиления (КУ).
У Омни антенн с коэффициентом усиления 2 dbi диаграмма направленности будет называться Тор. А если мы возьмём Омни антенну с КУ 8 dbi, то это уже будет не Тор, а диск фрисби. То есть, диаграмма направленности будет более тонкая, более расплющенная. Чем больше КУ, тем больше расплющенная диаграмма. Соответственно, по бокам они усиливают больше, а вот в верх и вниз меньше.
Понимание этого слайда с данной диаграммой направленности позволяет прикидывать, каким образом лучше размещать точку доступа в пространстве. Мы можем Indoor точку доступа разместить на потолке, а можем разместить на стене и у нас уже должно быть понимание, что на стене, она будет достаточно хорошо светить вверх-вниз, в потолок и пол, но во внутрь помещения диаграмма направленности у нее будет уже похуже. А если расположить на потолке, то это уже другое дело. Именно такой анализ даёт пространственное понимание, где и как лучше установить точку доступа.
Понятно, что это всё теория, потому что вы можете столкнуться с тем, что придёте на реальный объект, в котором есть руководитель и он вам может дать указание размещать только на стене. И всё, деваться уже будет некуда.
Радиопланирование при высокой нагрузке
Это проекты, когда у нас в одном месте на одном большом пятачке собирается большое кол-во клиентов и для них нужно организовать Wi-Fi, то есть разместить на этом же небольшом пятачке большое кол-во точек доступа, которые и обеспечат Wi-Fi этим клиентам.
Но частот у нас не очень много для того, чтобы всё это организовать, поэтому что мы можем сделать?
Часто для таких проектов рекомендуется использовать направленные антенны, которые позволят пространственно изолировать клиентов друг от друга и на одном большом пятачке поставить большее кол-во точек доступа из-за того, что сектор направленной антенны излучает конусообразные лучи, которые накрывают и меньше светят в изолированную область пространства.
Этот вариант используется достаточно часто, особенно в открытых помещениях, на улицах или столбах освещения, но с ним есть проблемы. На слайде видно, что размещенная точка доступа и секторная антенна от стены светит сверху вниз. Но там где высокие потолки, например в ангарах (20 м), луч закроет как раз своим конусом зону под ней без какого-либо наклона.
Существуют кейсы, когда точки доступа с направленными антеннами размещают снизу, например спортивное сооружение — стадион. А размещать там любят всё под сидениями. Если же помещение закрытое, то под фальшпол.
Вернёмся к нашему слайду. Мы расставили 6 точек доступа 24 ГГц в последовательности 1, 6, 11, 1, 6, 11 и изолировали точки. Но здесь таится маленькая проблема, о которой часто забывают при планировании. Чаще происходит, что точки доступа пытаются изолировать между собой забывая о том, что клиенты (наши смартфоны) это такие же равноправные участники радиообмена. Они такие же излучатели сигнала со всенаправленными антеннами, которые светят вокруг себя и также вносят коллизии в общий радиоэфир, в рамках нашей частоты.
Попробуем зарисовать на слайде диаграммы клиентов, которые расположены в зонах точек доступа работающих на первых каналах. Вот что из этого получится.
Наша идеальная картина мира радиопланирования стала не такой уж и идеальной. А ещё мы выясняем, что клиенты успешно работая на первом канале видят друг друга будучи подключёнными к разным точкам доступа и конфликтуют друг с другом.
Как именно это конфликт происходит?
У Wi-Fi до сих пор используется стандартный механизм. Каждый клиент, который хочет передать данные слушает несущую.
Определение несущей — это механизм определения. То есть говорит ли сейчас кто-то ещё или нет. Всё сводится к тому, что постоянно проверяется наличие двух возможных причин занятости эфира — Wi-Fi-устройства и все остальные устройства. Перед тем, как только подумать о передаче данных, устройству нужно провести оценку занятости эфира.
Если два клиента одновременно начнут передавать данные, то всё сломается, произойдёт коллизия. То есть, в определённый момент времени передавать данные может только одно устройство на одном канале.
Клиенты слушают несущую и вдруг она пропадает. В этот момент в эфир никто не передаёт данные, все клиенты засыпают на произвольный промежуток времени. Так происходит, потому что после того, как клиенты проснутся и не услышат наличие несущей, они придут к выводу, что можно передавать данные. А если бы этот промежуток времени был бы не случайным, то клиенты проснулись бы все одновременно, услышали, что несущей нет и начали бы одновременно передавать данные. А дальше коллизия, беда и всё не работает.
Когда клиенты засыпают на произвольный промежуток времени, измеряемые в тактовых интервалах, тогда кто-то из них проснётся первый. Этот первый не услышит несущую и в момент начнёт передавать данные. Все, кто проснулись позже увидят, что эфир занял какой-то клиент, поймут, что передавать данные они не могут и дожидутся дальнейшего освобождения эфира, чтобы заснуть вновь и возможно проснуться первыми.
Вся суть конфликта клиентов Wi-Fi между друг другом заключается во фразе "Кто первый встал, того и тапки". Так это работает до сих пор и в Wi-Fi 5, и в Wi-Fi 6. Такой незамысловатый механизм.
Когда у нас клиенты вроде бы подключены к разным точкам доступа, но слышат хорошо друг друга, они таким образом сражаются между собой, пытаются поделить эфир.
Несмотря на всё выше приведённое, выступлю в качестве защиты Wi-Fi. Почему? Попробуйте поставить себя на место точки доступа. Это несчастное устройство, которое должно как-то успешно раздавать всем хороший Wi-Fi в условиях, когда к нему в один момент времени может подключится 10 человек, а в другой момент 20 человек. Один из них будет находиться под точкой доступа, а потом уйдёт куда-нибудь на 20 метров и в какой-то момент уйдёт настолько далеко, что его придётся отключить. Это просто дикий хаос.
И в таких условиях должна работать наша несчастная точка доступа.
Технология Wi-FI очень универсальная. Раньше существовало большое кол-во беспроводных технологий, но с течением времени Wi-Fi победил. Мы используем его в чайниках, бытовых устройствах, автомобилях и т.д. Это самая эффективная технология на данный момент, какая бы она не была с технической точки зрения.
Внесём коррективы в нашу схему и используем другой наклон антенн и диаграммы направленности таким образом, чтобы использовались все 6 точек доступа, но теперь мы формируем сигнал с антенн таким образом, чтобы были не круги, а такое овальное излучение.
Каждый из овалов закрывает практически треть помещения, они накладываются друг на друга, но 5 ГГц ничего не портят. Мы всё также имеем 8 различных изолированных друг от друга частотных каналов, которые позволят успешно разнести точки доступа между собой. Но что происходит в 2.4 ГГц, ведь заявлено всего лишь три канала, а диаграммы направленности доступа сильно пересекаются. Здесь ничего лучше не сделать, кроме как на половине точек доступа вообще отключить 2.4 ГГц.
Для новичков это может показаться очень страшно, ведь мы же поставили точки доступа и на половине мы вообще отключаем 2.4 ГГц, как же так? Но тем не менее, если мы не отключим на половине точках доступа 2.4 ГГц, это добавит проблем и коллизий в нашу сеть. Гораздо эффективней оставить три точки доступа, чётко изолированных друг от друга по частотам в диапазоне 2.4 ГГц и они закроют свои участки помещения.
Такая картинка особенно страшно смотрелась ещё два года назад, но с течением времени она становится всё менее спорной. Ещё два года назад на соотношении устройств подключающихся 2.4 ГГц и 5 ГГц было примерно 50/50. И устройств с 2.4 ГГц было достаточно много. Но уже в этом году проведя анализ, мы можем сказать, что таких устройств становится всё меньше. Всего 10-15% устройств с 2.4 ГГц. Все современные устройства подключаются в диапазоне 5 ГГц.
Какие существуют лайфхаки ещё, чтобы сделать Wi-Fi лучше?
У нас есть на примере две точки доступа. На разном расстоянии получаются разные отношения сигнал/шум (snr) и используются различные модуляции.
В самом внешнем кругу используется модуляция BPSK, а следующий круг имеет модуляцию выше и называется QPSK. Точка доступа по умолчанию поддерживает все модуляции. Но что будет, если мы рассмотрим самого "плохого" клиента, который начнёт двигаться от левой точки доступа к правой. Постепенно модуляция будет уменьшаться, он придёт к модуляции QPSK. Дальше дойдя до точки А, он перейдёт на модуляцию BPSK и будет в ней висеть.
У модуляции BPSK скорее всего не будет работать услуга. Вспомним, что BPSK это наш медленный трактор, который плетётся по неровной дороге и мешает ехать нашему Феррари. А все устройства борются за равноправный доступ к среде, чтобы ровно прокатиться на своей тачке. Мало того, что у клиента, который носится из точки в точку, всё плохо работает, а возможно не работает вообще, так он ещё и мешает всем остальным.
На точке доступа мы можем настроить всё таким образом, чтобы на уровне подключения происходил отказ клиенту на определённой модуляции. То есть, когда клиент подключается, точка доступа говорит ему, что на модуляции BPSK не поддерживается подключение. Таким образом, клиент не имеет права посылать в ее сторону данные на этой модуляции.
Что происходит дальше? Клиент начинает двигаться от левой точки доступа в сторону правой, опускаясь до модуляции BPSK. По дефолту, клиент должен думать, что у него ещё есть BPSK и он продолжит движение дальше, но когда мы ему сообщили, что BPSK недоступна, в этот момент наш драйвер "подумает", что если уровень отношение сигнал/шум (snr) будет уменьшаться, то не будет шансов понизить свою модуляцию и придётся просто отвалиться.
Отваливаться не резон, значит придётся пустить роуминг на другую точку доступа.
Отключение нижних модуляций, во-первых, позволяет помочь клиенту инициировать роуминг. Во-вторых, инициировать его с более высоких модуляций, а использование высоких модуляций более эффективно позволяет исчерпать весь ресурс, который нам предоставляет Wi-Fi.
На более высоких модуляций мы можем ехать по высокоскоростным дорогам, без кочек, луж и грязи. Поэтому этот лайфхак работает, но не следует забывать, что отключая нижние модуляции точки доступа, мы уменьшаем зону покрытия этих точек доступа. Про это часто забывают. Между ними может появиться слепое тёмное пятно, где у клиента не будет достаточного сигнала для работы на оптимальных модуляциях ни с одной точкой доступа, ни с другой. Это всегда нужно помнить.
Человек-аттенюатор
Ещё один классический лайфхак, о котором вы могли не знать.
Если по какой-то причине в каком-нибудь концертном зале нам нужно использовать Indoor точки доступа, то наша задача каким-то образом уменьшить их зону покрытия, чтобы понаставить туда побольше непересекающихся точек доступа для разбалансировки большого количества клиентов, которые к ним подключаются.
Что нужно помнить? Сам по себе человек является своеобразным источником затухания. Сигнал, который проходит через нас тоже затухает. Для чего нам нужно это знать? Если мы расставим точки доступа не под потолком, не посредине стены, а где-то на высоте человеческого колена, тогда сигнал будет проходить в прямом смысле через человеческие тела и затухание будет сильнее.
Размещение точек доступа на уровне колена позволит уменьшить зону покрытия и главное расставить их в большем количестве.
Давайте подытожим. Что нам может помочь при организации Wi-Fi в помещениях в проектах с высокой нагрузкой?
- Грамотное использование направленных антенн.
- Помнить о том, что клиенты тоже являются источниками интерференции (коллизии)
- Не бояться отключать 2.4 ГГц
- Одна точка доступа с подключенными к ней 50-ю клиентами будет работать лучше, чем две точки доступа с 20 клиентами на каждой, которые работают на одной частоте и стоят рядом друг с другом
- Отключение нижних модуляций, который позволит сконцентрировать большую плотную группу наших клиентов под определённой точкой доступа в пространстве, в которой она отвечает и позволит улучшить роуминг для разных олдскулов, у которых драйвер написан непонятно как.