Mengapa Wi-Fi tidak akan berfungsi sesuai rencana, dan mengapa tahu telepon apa yang digunakan karyawan

Hai

Mari kita bicara tentang apa yang benar-benar memengaruhi kecepatan transfer data di jaringan nirkabel modern, menghilangkan beberapa mitos dan menjawab apakah sudah waktunya untuk mengubah router lama Anda menjadi alien bertanduk berkilau dengan MU-MIMO di dalamnya.

Untuk pemanasan adalah tugas kecil. Bayangkan sebuah jaringan Wi-Fi nirkabel yang terdiri dari titik akses (AP) dan dua perangkat klien yang identik (STA1 dan STA2).

Kami membaca tulisan di kotak:
AP: 1733,3 Mbps
STA1, STA2: 866,7 Mbps

Perhatian, sebuah pertanyaan. Kedua klien secara bersamaan mulai mengunduh file besar dari server. Bandwidth apa yang bisa diharapkan setiap perangkat?

Kami akan segera melakukan reservasi - untuk kesederhanaan dan kejelasan, kami akan memanggil throughput (kecepatan saluran) hanya kecepatan . Ya, kecepatan protokol layer transport mungkin berubah menjadi dua kali lebih rendah dari kecepatan kami, tetapi Anda sudah tahu semua ini. Sekarang tentang sesuatu yang lain.

Tugas kita adalah mengingat batasan utama jaringan nirkabel.
Media bersama menyiratkan bahwa hanya satu perangkat yang harus disiarkan per unit waktu.

Fakta ini membawa kita pada jawaban yang berlawanan: meskipun fakta bahwa titik akses mampu mendukung 1733,3 Mbit / s, masing-masing perangkat akan bekerja, rata-rata, pada kecepatan 433,3 Mbit / s.



Ke mana 866,7 Mbps sisanya pergi? Mari kita perbaiki.

Lebih mudah menggunakan metrik Pemanfaatan Airtime untuk menggambarkan cara kerja jaringan nirkabel. Ini menunjukkan berapa banyak waktu eter sibuk mengirimkan data.

Sekarang perhatian! Untuk mengembangkan yang diklaim 1733,3 Mbit / dtk, perangkat ini harus menggunakan udara sendiri 100% setiap saat. Dalam hal ini, perangkat kedua (penerima) juga harus mendukung kecepatan ini.

Kami menekankan sekali lagi - koneksi antara perangkat yang mendukung kecepatan berbeda dilakukan pada kecepatan yang paling cepat dari pasangan.

Semuanya menjadi lebih sedih jika maksimum perangkat, misalnya, adalah 72,2 Mbit / s. Anda harus meminjam 100% eter yang sama, tetapi hasilnya sama sekali tidak mengesankan.

By the way, 72,2 Mbit / s - kecepatannya tidak acak. Sebagian besar smartphone modern mungkin tidak mengandalkan lebih banyak, tetapi lebih pada itu nanti.

Sekarang kembali ke STA1 dan STA2. Menurut ketentuan, mereka mulai mengunggah file ke server secara bersamaan. Kami ingat bahwa hanya satu perangkat yang dapat menyiarkan per unit waktu.
Mengkoordinasikan CSMA / CA - Carrier Sense Multiple Access dengan Collision Avoidance over Wi-Fi. Singkatnya, tugasnya adalah secara konsisten memberikan hak untuk memilih ke semua perangkat, sementara, jika mungkin, tidak memungkinkan transmisi simultan dari dua atau lebih perangkat (tabrakan).

Anda dapat membaca Wikipedia jika Anda ingin lebih detail.
Dan itu lebih baik . Atau - di sini , jika Anda sangat serius.

Dan di mana Pemanfaatan Airtime? Dan terlepas dari kenyataan bahwa sebagai hasil kerja CSMA / CA untuk kasus ini, masing-masing dari dua perangkat klien siap untuk transfer akan menerima sekitar setengah dari airtime, atau 50% dari Airtime, untuk kebutuhan mereka.

100% Airtime - 866,7 Mbps;
50% Airtime - 433,3 Mbps untuk masing-masing perangkat.

Gambar ini tidak akan berubah, bahkan jika titik akses mendukung semua 6933,3 Mbit / s. Komunikasi antara AP dan STA selalu dibatasi oleh kecepatan perangkat yang paling cepat.

Karena penasaran, Anda dapat bermain sedikit dengan kondisi masalah:
Ubah kecepatan untuk STA2 - 72,2 Mbps;
Tambahkan STA3, kecepatannya 72,2 Mbps.
Apa yang tersisa dari 1733,3 Mbps yang diklaim?

Klarifikasi penting nomor 1

Dalam keadilan, kami menambahkan bahwa perhitungan ini benar ketika fungsi Airtime Fairness diaktifkan pada BS, tanpa itu semuanya akan jauh lebih buruk - perangkat klien yang lambat akan mengarah pada distribusi Airtime yang paling tidak efisien. Bagus bahwa teknologi itu diterapkan oleh hampir semua vendor yang menghargai diri mereka sendiri.

Tetapi ada peringatan: Airtime Fairness hanya berfungsi di Downlink (dari AP ke STA). Uplink masih memiliki anarki.

Klarifikasi Penting No. 2

Dalam jaringan nyata, karena kemacetan udara, tabrakan dan fitur protokol, tingkat maksimum yang dapat dicapai dari Pemanfaatan Airtime berada dalam kisaran 70% hingga 80%.
Kecepatan yang kami hitung akan berubah.

Mengapa pendahuluan begitu lama? Ketahui perangkat klien mana yang digunakan di jaringan Anda. Dampaknya pada kinerja di lingkungan data bersama sangat diremehkan. Selanjutnya, kita akan mengerti berapa banyak.

Bagian 1 - Pelanggan Menyalahkan Semuanya

Atau perangkat klien, jika Anda suka. Apa yang mereka lakukan bersalah dan apa, pada kenyataannya, membedakan mereka dari titik akses?



Semuanya sederhana. Paling sering, pelanggan kompak, mandiri dan mobile. Semua masalah mengikuti dari ini.

Wadah logam bergaya dengan ketebalan 7 mm? Untuk penempatan 4 jalur radio MIMO Anda tidak dapat membayangkan lebih baik.

Apakah transfer data multi-utas dan saluran lebar terlalu memakan energi? Tidak ada, biarkan mereka mengisi daya perangkat beberapa kali sehari.

Apakah pelanggan terus bergerak? Omong kosong - buka kekuatan di titik ke maksimum.

Dalam keadaan seperti itu, pengembang dipaksa untuk berkompromi.

Ingat jalur akses yang kuat (1733 Mbps) dari pengantar artikel? Mari kita melangkah lebih jauh. Standar 802.11ac memungkinkan kita untuk mempercepat ke 6933 Mbps yang mengesankan.

Ketentuan untuk ini adalah sebagai berikut:

1. 5 GHz;
2. 8 aliran spasial (MIMO 8x8: 8);
3. 160 MHz - lebar saluran;
4. 256QAM - modulasi.

Jalur akses yang patuh di pasar terwakili bahkan di segmen konsumen. Ada apa dengan pelanggan?

Untuk kejelasan, mari kita lakukan eksperimen pemikiran: sambungkan ke titik abstrak kami smartphone yang sangat spesifik - iPhone 8. Mari kita lihat kemampuannya.

2,4 GHz vs 5 GHz

Pengamatan jangka panjang mengkonfirmasi bahwa ada lebih banyak perangkat yang bekerja di "lima". Dan itu luar biasa.

Satu-satunya keuntungan 2,4 GHz - redaman yang lebih sedikit - saat ini hampir menjadi kekurangan.

Saat mendesain jaringan padat, salah satu tugasnya adalah memerangi gangguan. Kami berjuang, antara lain, dengan mengisolasi area cakupan AP dari satu sama lain. Dinding digunakan, daya pemancar diremehkan, dan "jangkauan" keduanya jelas berlebihan.

Salah satu cara atau yang lain - masa depan Wi-Fi adalah dalam "lima", jika Anda tidak mempertimbangkan kasus yang sangat sempit.
Statistik, bagaimanapun, tidak memberikan data yang jelas dan dapat diandalkan tentang distribusi perangkat - ada terlalu banyak variabel (negara, wilayah, lokasi, acara, dan lain-lain).

Mungkin hari ini kita dapat dengan hati-hati mengatakan bahwa di Rusia kita telah mencapai rasio 50/50 untuk dukungan pada perangkat klien dari pita 5 GHz.

Bagaimana itu akan ada di jaringan Anda adalah pertanyaan lain.
IPhone 8 imajiner kita, omong-omong, mendukung "lima", baik dan bagus.

Mimo

Kemampuan untuk secara bersamaan mentransmisikan beberapa aliran data dalam saluran frekuensi tunggal muncul di 802.11n. Namun, semuanya masih ada:

• MIMO 8x8: 8 klien belum mendukung. Sama sekali;
• Hampir tidak adanya perangkat klien dengan MIMO 4x4: 4 - lihat komentar di bawah;
• Laptop papan atas yang mendukung MIMO 3x3: 3;
• Smartphone dan tablet kelas atas yang mendukung MIMO 2x2: 2;
• Sebagian besar perangkat adalah SISO 1x1: 1.

Dan semua karena teknologi MIMO sangat menuntut:




Perangkat klien dengan MIMO 4x4: 4 mulai muncul di pasaran baru-baru ini. Ini terutama adalah adapter Wi-Fi khusus, tetapi Samsung baru-baru ini mengejutkan kami dengan menyatakan dalam keterangan untuk Galaxy Note 9 - MIMO 4x4 yang baru. Ini sangat tidak pantas, karena kami ingin menulis bahwa belum ada perangkat seluler dengan karakteristik serupa di pasaran.

Dalam hal ini, sebuah kompetisi.


Seperti yang mereka katakan - pengecualian mengkonfirmasi aturan.

Perangkat dengan MIMO 4x4: 4 - hampir tidak ada. MIMO 3x3: 3 adalah banyak dari Macbook Pro yang langka. MIMO 2x2: 2 - di smartphone dan tablet top-end. Mayoritas statistik adalah perangkat yang tidak mendukung MIMO.

Kami tidak akan seperti kebanyakan. IPhone 8 kami adalah smartphone kelas atas yang mendukung transfer sebanyak dua aliran spasial.

Bagaimana kita tahu ini adalah pertanyaan penting. Kami akan memberi tahu di bagian akhir artikel.

Seperti yang kita ingat, komunikasi antara perangkat yang mendukung kecepatan yang berbeda dilakukan pada kecepatan yang paling cepat dari pasangan.

Singkatnya - dan 1733,3 Mbps tetap. Sedih Tapi menyenangkan - hampir dua gigabit!

Lebar saluran

802.11ac memungkinkan kita menggunakan saluran dengan lebar 160 MHz.
Tolong jangan lakukan ini.

Selain itu, saluran 80 MHz juga tidak direkomendasikan untuk digunakan.


Masalahnya adalah, memperluas band, kami, pada kenyataannya, membuka gerbang untuk gangguan dari semua garis - kami merusak udara untuk diri kita sendiri dan tetangga kita.

Kami tidak akan menganalisis secara terperinci mengapa hal ini terjadi - artikel ini menarik pada artikel yang terpisah, tetapi Anda dapat secara independen membiasakan diri dengan rekomendasi dan panduan praktik terbaik dari vendor terkemuka - hanya 20 MHz, dengan pengecualian langka.

40 MHz hanya diperbolehkan dalam "lima", jika kepadatan pelanggan dan situasi di udara memungkinkan.

Tapi kami optimis - kami akan menganggap bahwa jaringan kami hanya itu.
Jadi, dari 1733,3 Mbit / s masih ada 400 Mbit / s - untuk saluran dengan lebar 40 MHz.


Ok, itu tidak begitu mengesankan lagi, tapi masih tidak buruk, kan?

PS: Jika Anda tinggal di hutan dan mengerti betul apa yang Anda lakukan - baiklah, nyalakan 160 MHz. Bukan fakta bahwa akan ada akal. Misalnya, iPhone 8 yang terkenal tidak mendukung lebar saluran seperti itu, meskipun dirilis hanya setahun yang lalu.

Baca hingga akhir untuk mengetahui kemampuan perangkat Anda.

Modulasi

Fakta yang aneh: perangkat klien adalah sumber utama gangguan pada jaringan.
Untuk apa ini? Dan fakta bahwa bahkan jaringan yang direncanakan dan dikonfigurasikan dengan sempurna tidak menjamin operasi pada modulasi maksimum, karena 256QAM memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk kualitas sinyal - RSSI dan SNR.

Kami akan berbicara lebih banyak tentang RSSI, dan SNR secara langsung menderita dari klien dengan antena omnidirectional - seluler dan tidak dapat diprediksi. Ya, dan tidak hanya dari mereka, tentu saja.



Akibatnya, berharap bahwa sebagian besar waktu klien akan menggunakan modulasi kurang menuntut. Misalnya, 64QAM.

Dalam percobaan kami, ini tanpa ampun mengurangi kecepatan hingga 300 Mbps.


Adapun RSSI, ini adalah parameter favorit kami. Tidak ada deskripsi dan persyaratan untuk itu dalam standar 802.11, sehingga setiap vendor melihat metrik ini dengan caranya sendiri. Dengan demikian, perangkat klien yang berbeda akan menampilkan RSSI yang berbeda di tempat yang sama.

Omong-omong, level apa yang Anda rencanakan? -67 dBm? Dan untuk perangkat apa?

Subtotal # 1

Bahkan dengan skenario yang sangat optimis, klien hanya akan menerima bandwidth 300 Mb / s - bukannya 6933 Mb / s. Dan ini jika klien hanya satu! Apakah Anda tahu banyak jaringan seperti itu?

Ingat teka-teki itu. Semakin banyak pelanggan, semakin buruk. Mereka tidak ingin kecewa sebelumnya, tetapi ketergantungannya tidak linier. Dengan meningkatnya jumlah perangkat di jaringan, persentase overhead meningkat.


Intinya: kinerja sangat tergantung pada klien yang terhubung. Kemungkinan besar, kemampuan mereka akan sangat terbatas.

Skenario optimis adalah 300 Mb / s (5 GHz, 40 MHz, 2SS, 64QAM).
Skenario realistis - 72 Mbps (2,4 atau 5 GHz, 20 MHz, 1SS, 64QAM).

Bagian 2 - Apa lagi yang salah dengan perangkat klien

Ya, semuanya baru saja dimulai.

Tiga masalah utama dapat dibedakan:

• Berbagai;
• Ketidakpastian;
• Kerentanan.

Mari kita analisa mereka secara lebih detail.

Berbagai

Ingat iPhone 8 kita? Omong-omong telepon yang bagus. Tahukah Anda bahwa Apple telah berhenti menerima sertifikasi Wi-Fi Alliance sejak iPhone 6?
Anda dapat memeriksanya sendiri - informasinya terbuka. . Pada saat yang sama, tulis dalam komentar tentang penemuan luar biasa lainnya.

Organisasi seperti apa Aliansi Wi-Fi?
Orang-orang berusaha menjaga ketertiban di kebun binatang. Ikon Bersertifikat Wi-Fi berarti bahwa perangkat telah diperiksa kepatuhannya dengan poin utama dari standar 802.11. Pemeriksaan dilakukan di laboratorium terakreditasi, semuanya lebih atau kurang serius.

Mengapa kebutuhan ini muncul?
Untuk memastikan kompatibilitas dengan jutaan perangkat yang bekerja pada chipset yang berbeda dan dikembangkan oleh orang-orang dengan berbagai tingkatan kualifikasi dan pedoman moral.

Apakah itu membantu?
Tidak juga. Seperti yang ditunjukkan oleh praktik, setiap vendor memiliki visi uniknya sendiri dan memungkinkan dirinya untuk menyimpang dari standar (tentu saja, dengan niat baik).

Salah satu contoh yang menyenangkan adalah KRACK tahun lalu. Tidak semua perangkat rentan, karena banyak produsen menafsirkan prosedur pertukaran kunci dengan cara mereka sendiri. Khususnya, bagaimana berperilaku jika tidak ada respons terhadap pesan ketiga dalam urutan Jabat Tangan 4-Arah. Baca lebih lanjut jika tertarik.

Apa hasilnya?
Kebun binatang.

Cara termudah, untuk alasan yang jelas, adalah dengan Apple. Meskipun mereka tidak mengesahkan produk baru mereka, armada perangkat masih terbatas. Karena itu, Anda dapat menguji perilaku dalam berbagai skenario.

Berikutnya adalah Android. Di sini banyak tergantung pada produsen, tetapi secara umum - bahkan lebih tidak dikenal. Tambahkan bahasa Mandarin di sini.

Di sinilah akhir ide klasifikasi. Sistem operasi, driver, perangkat lawas, multicooker, kunci pintu, kamera CCTV - BYOD dan IoT dalam segala kejayaannya.

Masalahnya diperparah oleh kenyataan bahwa banyak keputusan penting dibuat oleh perangkat klien sendiri, dan Anda tidak dapat secara langsung memengaruhi mereka.
Terhubung ke "lima" atau ke "deuce"?
Berkeliaran atau tetap menggunakan AP lama?
Modulasi apa yang harus dikerjakan?

Lebih lanjut tentang ini di bab selanjutnya.

Ketidakpastian

Wi-Fi dirancang sedemikian rupa sehingga perangkat klien mencoba mengatasi kesulitannya sendiri. Solusi ini tidak selalu optimal.



Jika tampaknya perangkat lebih baik duduk di saluran keenam dengan tingkat -85 dBm daripada menghubungkan kembali ke titik yang berdekatan dengan tingkat -50 dBm yang bekerja di "lima" gratis - maka itu akan terjadi.

Tidak ada mekanisme yang efektif untuk secara langsung mengontrol perilaku perangkat klien. Ini perbedaannya, misalnya, dari komunikasi seluler.

Anda keberatan - tetapi bagaimana dengan 802.11k (peningkatan pengukuran sumber daya Radio) dan 802.11v (Manajemen jaringan nirkabel), yang diadopsi masing-masing pada tahun 2008 dan 2011?

Standar-standar ini secara teoritis ditujukan untuk menyelesaikan masalah. Praktis - tidak ada yang berhasil.

Ya, intinya dapat mengirim Permintaan Penyeimbangan Muatan - dengan sopan meminta klien untuk menjelajah. Tidak ada yang diminta untuk memenuhi permintaan ini. Selain itu, masih ada beberapa klien yang mendukung 802.11k dan v.

Aplikasi utama dari standar yang diuraikan di atas adalah untuk membantu dalam mekanisme roaming cepat 802.11r (transisi BSS Cepat). Klien menerima daftar AP terdekat yang harus dihubungkan kembali - dan sudah lebih jauh perangkat boros memutuskan apa yang terbaik untuknya.

Banyak salinan rusak tentang roaming, artikel bagus dapat ditemukan di sini di Habré.
Satu Dua
Masih ada studi monumental (tetapi tidak lengkap) dari Andrew von Nagy yang indah -
tiga.

Kami tidak akan mengulangi diri kami sendiri, hanya menekankan sekali lagi: beralih di antara AP adalah dengan hati nurani klien. Dari ini dan sebagian besar masalah.

Vendor berusaha memperjuangkan independensi pelanggan. Alat standar tidak membantu, jadi trik digunakan. Sama seperti dalam buku bisnis: jangan mencoba membujuk - jadikan klien sendiri pilihan yang tepat.

Jadi, misalnya, Band Steering berfungsi (mekanisme untuk mentransfer pelanggan dari "dua" ke "lima" yang lebih bebas):

1. Perangkat sedang mencoba terhubung ke jaringan. Kemungkinan besar, tepatnya 2,4 GHz: driver perangkat berpikir bahwa ini akan lebih baik - lihat, sinyal yang kuat!
2. AP memeriksa apakah perangkat mendukung 5 GHz. MAC-, «» ;
3. DualBand- ( ) 2,4 ;
4. , ;
5. Voila!

, . , , .
, — SSID ( Apple, ).

:

• ( PowerSave);
• , ;
• (QoS);
• ( Wi-Fi ?).

: . . , .

, . . ?

• ;
• , ;
• , ;
• Legacy- ;
• ;
  
• — — .

, :

• BYOD. , ;
• MDM (Mobile Device Management), NAC (Network Access Control) , , , . , , .
  

.

. , — low hanging fruit. .



, , ?

№2

(, ) .
, .

, , , . , .

— .

3 — -

1.

, — .

iPhone 8:


Apple.

802.11ac Wi-Fi with MIMO… - . ? ? 802.11r, k, v? MU-MIMO?

Samsung Galaxy S9 :


Samsung.

1024QAM ( 802.11ax), - .

— . ( , ), — .

.

2.

, .

— Mike Albano.



:

• ;
• ;
• ;
• MU-MIMO;
• .

— .
, . — How To Contribute . , Association Request, AP.

3.

, — AP, . , — Wi-Fi «» 802.11-. , .
, .

:



, .
— , , iPhone 8 MU-MIMO. .

, PCAP-, , clients.mikealbano.com

4.

. — SMS.

FCC — Federal Communications Commission ( ). FCC ID — , FCC .

(FCC ID) , . , .

: Grantee Code Product Code. , :



, . — .

SAR Report — , . !

№3

. , , , .

Kesimpulan

, ? ?

, . — . — .

: — , .
— , .
, .

!

: , CompTek.
25.10.2018 «» . .

:

CWNP - jika Anda ingin tidak hanya memiliki pemahaman yang baik tentang jaringan nirkabel, tetapi juga mendapatkan pengakuan resmi dalam bentuk sertifikat;

Revolution Wi-Fi - situs Andrew von Nagy - seorang kawan resmi yang memberi dunia Perencana Kapasitas Revolusi yang paling nyaman;

Divergent Dynamics - situs Devin Akin yang disegani, seorang ahli yang tak kenal kompromi dan penulis banyak artikel berharga;

WLAN Professionals - gagasan Keith Parsons - seorang veteran Wi-Fi sejati. Banyak bahan yang bermanfaat dan seluruh konferensi tahunan untuk mereka yang serius;

badfi.com adalah situs bagus tentang wifi buruk.