Основы радиочастотного планирования применительно к Wi-Fi Cisco
Данная статья сфокусирована на описании основных величинах и понятиях, которые требуется знать при проектировании радиосети и настройке беспроводного оборудования Wi-Fi. Настройка оборудования и рекомендации приведены на примере точек доступа серии 1600, 2600, 3600, а так же контроллера 2504.
Частоты и каналы
Для беспроводных сетей Wi-Fi определено 2 диапазона:
Каждый диапазон имеет свои характеристики. Так, диапазон 5 ГГц имеет меньшую площадь покрытия, но при этом большую пропускную способность по сравнению с 2.4 ГГц. В разных странах есть свои ограничения на использования частотного спектра и мощность передатчика. Так появились разные регуляторные домены. Вот основные из них:
| Домен | Страны | Диапазон 2.4 ГГц |
| FCC | Америка, Австралия, Новая Зеландия, части Азии и пр.). | 11 каналов |
| ETSI (EMEA) | Россия, Европа, Восток, Африка, части Азии и пр.) | 13 каналов (их них 3 не перекрывающихся канала: 1,6,11) |
| MKK | Япония | 14 каналов |
У производителя есть обязанность производить продукцию, подходящую под законодательство разных стран, то есть сертификацию в определенных регуляторных доменах.
В диапазоне 5 ГГц есть три поддиапазона:
1.Полоса 5150-5250 МГц имеет следующие каналы:
2. Полоса 5250-5350 МГц имеет следующие каналы:
3. Полоса 5650-5825 МГц имеет следующие каналы:
Основные термины и величины
дБ (dB). Децибел – это логарифмическое отношение сигнала к условной единице. Например, в таблице ниже происходит сравнение с 1 Вт
На вкладке WIRELESS, меню 802.11b/g/n, пункт TCP можно задать минимальную, максимальную мощность передатчика в случае если установлена автоматическая настройка мощности. А так же можно изменить параметр Power Threshold, который участвует в расчетах мощности передачи точки доступа. Параметр Power Threshold задает максимальный уровень мощности, при котором точки доступа могут слушать друг друга на пересекающихся каналах от трех точек доступа. Соответственно, мощность точки доступа будет увеличиваться до тех пор, пока не услышит соседа с мощностью, которая задана в параметре Power Threshold. Это сделано из соображений построения максимально большой зоны покрытия при оптимальном соотношения сигнал/шум.
На вкладке WIRELWSS, меню 802.11b/g/n, пункт DCA можно управлять автоматическим назначением каналов. При аккуратном планировании и не больших размерах сети можно назначить каналы вручную, на точках доступа. При больших размерах сети гораздо удобнее возложить эту задачу на контроллер. На рисунке ниже показано что авто выбор каналов происходит каждые 10 минут, а список доступных каналов: 1, 6 и 11. Не стоит забывать включать технологию CleanAir, которая будет автоматически перестраивать каналы на аппаратном уровне в случае интерференций с посторонними устройствами.
Для диапазона 5 ГГц это будет выглядеть следующим образом. Здесь так же есть возможность выбора разрешенных для использования каналов. Например, это будет актуально для OUTDOOR решений, где есть ограничения на используемые каналы. Здесть рекомендуется обратиться к законодательной базе РФ для уточнения разрешений на используемые диапазоны и каналы.
Заключение
- Увеличение мощности передатчика не всегда приведет к увеличению зоны покрытия по причине ограниченной мощности передатчика у клиента. Клиент будет видеть сеть, но не будет способен отправить пакеты точке доступа
- Установка антенны с большим коэффициентом усиления увеличит зону покрытия
- Увеличение зоны покрытия, а так же числа клиентов в ней приводит к уменьшению емкости беспроводной сети
- Увеличение емкости беспроводной сети достигается уменьшением мощности и увеличением количества точек доступа (уменьшение размеров микро сот)
- Радиус покрытия в диапазоне 5 ГГц примерно в 2 раза меньше
- Ограничение дальности соты достигается при помощи запрета использования минимальных скоростей
- Увеличение количества SSID ведет к сильному уменьшению емкости сети. Например, 8 SSID будут занимать 50% емкости сети, в то время как 2 SSID – менее 10% емкости сети. Причина в том, что вещание SSID ведется на минимальных скоростях. В связи с этим не рекомендуется создавать большое количество SSID
Настройка «Регион» Wifi Router — на что это влияет? Мощность передачи?
У меня есть беспроводной маршрутизатор NetGear WGR614. В настройках беспроводной связи есть настройка «регион». Мне интересно, каково техническое назначение этого параметра?
Возможно, не разрешено использовать маршрутизатор в регионе, отличном от указанного здесь.
Что заставляет меня задуматься, может ли он регулировать свою максимальную выходную мощность в соответствии с региональными законами о радиосвязи?
Основная причина настройки заключается в том, что различные регионы мира выделяют разное количество частотного пространства около 2,4 ГГц для Wi-Fi, и поэтому некоторые из них имеют меньше (или больше, если хотите) доступных каналов, чем другие. Настройка региона гарантирует, что ваш маршрутизатор будет позволять вам использовать только каналы Wi-Fi, действительные в вашем регионе.
Регионы Wi-Fi и доступные каналы:
Если вы находитесь в другом регионе мира, вам нужно проверить, какие каналы разрешены / настраиваются, но по опыту большинство Wi-Fi-устройств будут использовать 11 каналов только для глобальной совместимости, хотя это означает, что если вы установите беспроводную связь Точка доступа использует канал в диапазоне 12-14, некоторые устройства никогда не «видят» его, поскольку они останавливаются на 11.
Насколько мне известно, настройки региона не определяют выходную мощность передатчика маршрутизатора, а там, где я видел маршрутизаторы с параметрами настройки региона и мощности, они были независимо устанавливаемыми значениями.
Существуют законные ограничения на максимальную мощность излучения для точек доступа Wi-Fi, и есть три фактора, которые определяют, сколько сигнала попадает в эфир:
- Выходная мощность точки доступа
- Эффективное усиление антенны.
- Любые потери из-за антенного кабеля
В США FCC ограничивает EIRP (эквивалентную изотропно-излучаемую мощность) до 1 Вт, но многие AP имеют выходную мощность 100 мВт, а со стандартными стержневыми антеннами 3dB это означает EIRP 200 мВт, потому что усиление мощности на 3 дБ эквивалентно удвоению мощность. Аналогичным образом, многие маршрутизаторы, продаваемые в Европе, имеют максимальную мощность 100 мВт, хотя некоторые сторонние программы AP (например, DD-WRT) могут позволять устанавливать более высокие значения, но это не означает, что точка доступа сможет обеспечивать такую большую мощность. и вы должны быть осторожны, так как повышение значения и использование антенн с высоким коэффициентом усиления не приведет к созданию системы, которая вызывает местные помехи или радиочастотную опасность.
В целом, вам необходимо проверить для каждого устройства, является ли выходная мощность ВЧ фиксированной или переменной, а также максимально возможной настройкой.
Что такое каналы WiFi и как они могут ускорить ваше беспроводное соединение
Если вы думаете, что терпеть не можете медленное беспроводное соединение, будьте готовы еще повозиться и сломать себе голову. Помимо глубокого знания модели вашего маршрутизатора (ов) и соответствующих стандартов Wi-Fi, которые они поддерживают, будь то 802.11 a / b / g / b / ac или ad, ax или ay, теперь они упрощены до номеров версий WiFi 3/4/5 / 6, вам также необходимо знать abit о каналах WiFi.
Теперь вы можете думать о каналах Wi-Fi как о дорожных полосах. Каждая полоса имеет определенную ширину, которая в основном соответствует ширине самой широкой машины. Таким образом, вы можете думать о ширине канала как о ширине полосы движения. Чем шире каждая полоса и чем больше полос, тем больше автомобилей может выдержать дорога. И чем больше расстояние между полосами движения, тем меньше вероятность столкновения автомобилей. В этой аналогии автомобили – это биты и байты или потоки данных, проходящие через вашу дорогу – беспроводную сеть. Это действительно так просто.
Каналы WiFi на самом деле представляют собой диапазон частот, выделенных каждому диапазону WiFi. Например, для стандарта 802.11b, который работает в нелицензированной полосе частот 2,4 ГГц , имеется 14 каналов, каждый шириной 22 МГц и разделенных частотой 5 МГц (за исключением интервала 12 МГц между последними двумя каналами).
Например, канал 1 начинается с 2401 МГц и заканчивается на 2423 МГц с центральной частотой 2412 МГц или 2,412 ГГц. Канал 2 начинается с 2406 МГц, 5 МГц от того места, где начинается Канал 1, и так далее и так далее. Этот неиспользуемый диапазон 5 МГц часто называют «пустым пространством» .
Теперь не все каналы разрешены во всех странах. Они подлежат регулированию в соответствующих странах или регионах. Например, в Японии разрешены все 14, в то время как 13 разрешены в Европе и только 11 разрешены FCC в Северной Америке. Более новый стандарт Wi-Fi 802.11 ax или WiFi 6 поддерживает еще более широкую полосу пропускания канала до 160 МГц, что является одной из причин, по которой WiFi 6 имеет более высокие скорости передачи данных до 10–14 Гбит / с.
На скриншоте ниже я использую команду Linux «iwlist wlan0 channel», чтобы показать доступные каналы в моей беспроводной сети. У меня есть маршрутизатор D-link AC3150 MU-MIMO Ultra WiFi, который поддерживает стандарты 802.11 b / g / n / ac. Поскольку это двухдиапазонный маршрутизатор , он может работать как на частотах 2,4 ГГц, так и на 5 ГГц .
Команда Linux показывает 13 каналов в диапазоне 2,4 ГГц и 19 каналов в диапазоне 5 ГГц, причем канал 1 является текущим используемым каналом.
Отображение каналов Wi-Fi в Linux с помощью команды iwlist wlan0 channel
Помехи канала WiFi
Поскольку соседние каналы перекрываются, они более подвержены влиянию помех . Например, канал 1 будет мешать каналу 2. Поэтому, если вы используете канал 1, а ваш сосед находится на канале 2, ожидайте помех. Это отрицательно скажется на скорости вашего беспроводного соединения. Таким образом, вам рекомендуется использовать каналы, которые не находятся близко друг к другу, например, канал 1, 6 или 11. Пользователи Windows могут использовать Netstumbler для сканирования ближайшей беспроводной сети и обнаружения любых причин помех.
В Linux вы также можете использовать инструмент wavemon , чтобы показать качество сигнала WiFi, подключенный канал и его ширину, как показано на скриншоте ниже;
вывод команды wavemon Linux
Имея эту информацию, вы всегда можете настроить маршрутизатор для использования определенных каналов. По умолчанию для канала Wi-Fi установлено значение «Авто», но вы можете изменить его на любой желаемый канал. Обычно это находится в дополнительных настройках вашего WiFi-роутера.
Wi-Fi канал настройки роутера d-link
В качестве альтернативы вы можете просто переключиться на диапазон 5 ГГц, который имеет больше каналов и, следовательно, меньше проблем с помехами. В связи с тем, что ниша устройств для умного дома становится в ближайшие годы большой проблемой, стоит ожидать повсюду цунами устройств и сетей WiFI. Если вы знаете, как настроить свою беспроводную сеть с помощью каналов, вы не столкнетесь с теми же проблемами, что и все остальные.