Медленно и с перебоями работает сеть Wi-Fi. Что делать?
Довольно часто в службу технической поддержки обращаются с вопросом: « Наша сеть Wi-Fi медленно и с перебоями работает. Что нам делать?» Давайте попробуем детально разобраться от чего зависит скорость и стабильность работы сети.
1. Плохой клиент .
Первое, на что следует обратить внимание, - это, конечно, на уровни принимаемых сигналов. Рассмотрим технические характеристики приёмника мультирежимго Wi-Fi устройства D-Link "DIR-300". Чувствительность приемника для 802.11G
(типичная при PER < 8% для пакета размером 1000 байт и комнатной температуре)
- 65dBm для 54 Мбит/с
- 66dBm для 48 Мбит/с
- 70dBm для 36 Мбит/с
- 74dBm для 24 Мбит/с
- 77dBm для 18 Мбит/с
- 81dBm для 12 Мбит/с
- 82dBm для 9 Мбит/с
- 87dBm для 6 Мбит/с
1. Пиковая пропускная способность сети зависит от самого ненадёжного клиента сети. Если мы хотим иметь всегда самую высокую скорость в сети, мы должны выровнять уровни радиосигналов абонентов. Для этого для удалённых клиентов или находящихся в неблагоприятных условиях приёма, мы должны применять антенны с высоким усилением. 2. Если в сети не допустимы кратковременные простои, то скорость обмена лучше принудительно установить до величины, достаточной для надёжного коннекта с самым "слабым" клиентом сети. В этом случае обмен во всей сети будет происходить на более низкой скорости, но без рывков и остановок. В условиях прямой видимости, без препятствий на пути радиосигнала, уровень принимаемого сигнала легко поддаётся расчёту калькулятором Wi-Fi. При неблагоприятных условиях распространения сигнала Wi-Fi , уровень радио сигнала будет, конечно же, ниже расчётного. Для компенсации потерь радиосигнала потребуется применение антенны с большим усилением.
Убедиться, что у всех клиентов в сети сигнал имеет достаточный высокий уровень и нет периодически возникающих преград на пути распространения радиосигнала. Поднять уровень сигнала удалённому клиенту следует установкой антенны с большим усилением. Поднять направленную антенну выше возможных препятствий. (Деревьев, проезжающих автомобилей.) Антенны должны быть жёстко закреплены, ветром мачты не должны раскачиваться, иначе главный лепесток диаграммы направленности антенны может смещаться от максимума приёма.
Следующие проблемы связанные с особенностями протокола 802.11.
Проблема скрытого узла.
Информационная скорость 1 Мбит/с является обязательной в стандарте IEEE 802.11 b/g (Basic Access Rate). Используется относительная квадратурная фазовая модуляция DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Key). Кодирование DSSS с 11-чиповыми кодами Баркера. Это самая помехозащищённая скорость. Все служебные обмены происходят именно на этой информационной скорости. В стандарте 802.11a заголовок кадра кодируется в OFDM, обеспечивая несколько большую производительность системы.
Структура пакета с высокой скоростью передачи 802.11g.
В стандарте 802.11g. заголовок кадра кодируется с помощью CCK-кодов, а сами данные кадра передаются посредством многочастотного FDM-кодирования.
Узел (участник вашей сети) желающий отправить информацию слушает эфир и если он не занят, посылает RTS пакет. Получатель должен в ответ отправить CTS пакет подтверждения. CTS пакет сообщает о готовности принять сообщение и одновременно является командой другим узлам воздержаться от передачи, что бы не создать эфирной коллизии. Но поскольку другие участники сети могут не слышать CTS команды, то могут начать собственную передачу повредив передаваемую информацию. RTS пакет не является запрещающим передачу другим узлам. Так что, из-за повреждения в эфире, он может до получателя и не дойти. При большом количестве участников в сети такие холостые передачи и последующий механизм восстановления могут занимать значительный промежуток времени. Большая часть времени может уходить на безрезультатные попытки соединения , повреждаемые при передачи.
Протокол TDMA (Nstreme, NV2, AirMax ) за счёт контроля доступом базовой станцией, позволяет гарантировано распределить поток данных между клиентами без эфирных коллизий. Эффективен при большом количестве клиентов, особенно в сочетании шейпером.
В данном случаи выход из положения один - подключать разумное число клиентов на одну базовую станцию. В случаи необходимости дальнейшего расширения сети устанавливать дополнительные точки доступа для новых клиентов.
Помехи от других сетей.
Предположим у вас в сети есть удалённый клиент. И этот клиент слышит другую сеть на рабочем канале. Получив команду CTS от мешающей сети, его устройство послушно воздержиться от передачи данных. Если в мешающей сети идёт интенсивный обмен данными, вынужденный простой клиента вашей сети может быть значительным.
Примечание. Уровень сигнала мешающей сети может быть весьма низким, всего лишь достаточным, что бы читались заголовки принимаемых пакетов!
У удалённого клиента установлена направленная антенна с высоким усилением. Такая антенна способна собирать мусор со значительного расстояния. Например высокоэффективная антенна на базе облучателя + спутниковая тарелка, установленная на высоте 5 метров от земли и на расстоянии 6 км. от г. Воронежа видит точки доступа со штатными антеннами пипетками находящиеся в квартирах у пользователей в г. Воронеже. На любом канале при направлении в сторону города видно от 10 до 20 и более WiFi устройств. Любое из этих WiFi устройств отправив пакет CTS вынуждает некоторое время простаивать наше оборудование.
Большинство рекомендаций по улучшению радиосвязи предлагают увеличть усиление антенн. Направленная антенна с большим усилением имеет более узкий лепесток в горизонтальной плоскости. Она способна ослабить помехи от соседних станций расположенных за пределами основного лепестка диаграмы направленности, но к сожалению увеличивает уровень помех от удалённых станций находящихся в основном лепестке излучения.
Парадосксальная ситуация, мы мы сужаем лепесток, а уровень помех от других станций не изменяется. Мы имеем очень высокий уровень принимаемых сигналов, а скорость и устойчивость роботы WiFi низкие. Что делать? Выход оказывается есть и он очень неожиданный. Обычно, в условиях помех, хочется поднять уровень сигнала, применить усилитель. А в данном случаи , что бы повысить скорость и надёжность связи, нужно сделать наоборот понизить уровни сигналов, применить аттенюаторы.
Но если внимательно разобраться, то выясниться что установка аттенюатора в антенну WiFi может решить проблемы во многих перегруженных сетях.
Антенна с высоким усилением значительно ослабляет сигналы с боку от основного лепестка диаграмы направлености, а аттенюатор ослабляет сигналы от далеко расположенных станций которые попадают в раскрыв основного лепестка антенны. Конечно же и уровень полезного сигнала падает. Но это не вызывает никаких проблем пока уровень принимаемого сигнала выше уровня шума приемного устройства. Нужно отменить, что при такой конфигурации А.Ф.У. мы так же значительно меньше создаём помех для соседних станций работающих с нами в одном канале. Улучшается электромагнитная совместимость в точке эксплуатации нашего оборудования. Таким образом мы рационально расходуем исчерпаемый природный ресурс - радиоэфир. Повышается скрытность нашей радиосети, т.к. достаточно высокий уровень сигнал имеется только непосредственно возле приёмо-передающих антенн. А на большем протяжении радиотрасы уровень сигнала недостаточен для приёма, т.к слабонаправленные антенны не создают уровня сигнала превышающего собственные шумы приёмного устройства.