🥌 🤦🏼 🐒 Melhorando o trabalho do Wi-Fi. Princípios gerais e coisas úteis 🏘️ 🧔🏿 💿

Todos que coletavam, compravam ou pelo menos sintonizavam um receptor de rádio provavelmente ouviram palavras como: sensibilidade e seletividade (seletividade).

Sensibilidade - este parâmetro mostra quão bem o seu receptor pode receber um sinal, mesmo nas áreas mais remotas.

E a seletividade, por sua vez, mostra como o receptor pode sintonizar uma frequência específica sem a influência de outras frequências. Essas "outras frequências", isto é, não relacionadas à transmissão de sinal da estação de rádio selecionada, neste caso, desempenham o papel de interferência de rádio.

Ao aumentar a potência do transmissor, forçamos receptores com baixa sensibilidade a receber nosso sinal a todo custo. Um papel importante é desempenhado pela influência mútua dos sinais de várias estações de rádio, o que complica a sintonia, reduzindo a qualidade das comunicações por rádio.

Em um ambiente Wi-Fi, o rádio é usado como meio de transferência de dados. Portanto, muitas das coisas em que os engenheiros de rádio e os operadores de rádio amador do passado e até o século anterior operavam ainda são relevantes hoje.

Mas algo mudou. O formato analógico foi substituído pela transmissão digital, o que implicou uma alteração na natureza do sinal transmitido.

A seguir, é apresentada uma descrição dos fatores comuns que afetam a operação de redes Wi-Fi sem fio, de acordo com os padrões IEEE 802.11b / g / n.

Algumas nuances das redes Wi-Fi

Para transmissões no ar longe de grandes assentamentos, quando você pode receber no seu receptor apenas o sinal da estação de rádio FM local e do Mayak na banda VHF, a questão da influência mútua não surge.

Outra coisa são os dispositivos Wi-Fi que funcionam em apenas duas bandas limitadas: 2,4 e 5 GHz. Abaixo estão alguns problemas que você precisa saber, se não superar, como se locomover.

O primeiro problema é que padrões diferentes funcionam com intervalos diferentes.

Na faixa de 2,4 GHz, os dispositivos que suportam 802.11b / g / n funcionam; na banda de 5 GHz - 802.11ae 802.11n.

Como você pode ver, apenas os dispositivos 802.11n podem funcionar na banda de 2,4 GHz e na banda de 5 GHz. Em outros casos, devemos oferecer suporte à transmissão em ambas as bandas ou aceitar o fato de que alguns clientes não poderão se conectar à nossa rede.

O segundo problema é que dispositivos Wi-Fi operando no raio da próxima ação podem usar a mesma faixa de frequência.

Para dispositivos que operam na faixa de frequência de 2,4 GHz, 13 canais sem fio com largura de 20 MHz para o padrão 802.11b / g / n ou 40 MHz para o padrão 802.11n com intervalos de 5 MHz estão disponíveis e aprovados para uso na Rússia.

Portanto, qualquer dispositivo sem fio (cliente ou ponto de acesso) interfere nos canais adjacentes. Outra coisa é que a potência do transmissor de um dispositivo cliente, por exemplo, um smartphone, é muito menor do que a de um ponto de acesso comum. Portanto, ao longo do artigo, falaremos apenas sobre a influência mútua dos pontos de acesso entre si.

O canal mais popular oferecido por padrão aos clientes é 6. Mas não se lembre de que, ao escolher o próximo dígito, nos livraremos de influências espúrias. Um ponto de acesso operando no canal 6 fornece forte interferência nos canais 5 e 7 e menor interferência nos canais 4 e 8. Com um aumento nas lacunas entre os canais, sua influência mútua diminui. Portanto, para minimizar a interferência mútua, é altamente desejável que suas frequências portadoras sejam espaçadas em 25 MHz (intervalos de 5 canais).

O problema é que, de todos os canais com pouca influência um sobre o outro, apenas 3 estão disponíveis: são 1, 6 e 11.

Temos que procurar uma maneira de contornar as restrições existentes. Por exemplo, a influência mútua dos dispositivos pode ser compensada por uma diminuição no poder.

Os benefícios da moderação em todo

Como mencionado acima, reduzir a energia nem sempre é uma coisa ruim. Além disso, com o aumento da potência, a qualidade da recepção pode se deteriorar significativamente e o ponto aqui não é de todo o "ponto fraco" do ponto de acesso. Abaixo, consideraremos em que casos isso pode ser útil.

Download de rádio

O efeito do congestionamento pode ser visto em primeira mão quando você seleciona um dispositivo ao qual se conectar. Se a lista de redes Wi-Fi contiver mais de três ou quatro itens - você já poderá falar sobre o download de rádio. Além disso, cada rede é uma fonte de interferência para seus vizinhos. E a interferência afeta o desempenho da rede, pois aumenta drasticamente o nível de ruído e isso leva à necessidade de constantes reenvios de pacotes. Nesse caso, a principal recomendação é diminuir a potência do transmissor no ponto de acesso, idealmente, para persuadir todos os vizinhos a fazerem o mesmo para não interferir uns com os outros.

A situação se assemelha a uma turma escolar em uma lição quando um professor se ausentava. Cada aluno começa a conversar com um colega de escola e outros colegas de classe. Em geral, eles se ouvem mal e começam a falar mais alto, depois ainda mais alto e eventualmente começam a gritar. O professor corre rapidamente para a sala de aula, toma algumas medidas disciplinares e a situação normal é restaurada. Se, no papel de professor, representamos o administrador da rede, e no papel de crianças em idade escolar - os proprietários dos pontos de acesso, obtemos uma analogia quase direta.

Conexão assimétrica

Como mencionado anteriormente, a potência do transmissor do ponto de acesso é geralmente 2-3 vezes mais forte do que nos dispositivos móveis clientes: tablets, smartphones, laptops e assim por diante. Portanto, é muito provável o aparecimento de “zonas cinzentas”, onde o cliente receberá um bom sinal estável do ponto de acesso e a transmissão do cliente para o ponto funcionará “não muito”. Essa conexão é chamada assimétrica.

Para manter uma conexão estável com boa qualidade, é altamente desejável que exista uma conexão simétrica entre o dispositivo cliente e o ponto de acesso quando a recepção e a transmissão em ambas as direções funcionarem com bastante eficiência.

Figura 1. Conexão assimétrica no exemplo de uma planta de apartamento.

Para evitar conexões assimétricas, evite aumentar imprudentemente a potência do transmissor.

Quando é necessário aumento de potência

Os fatores listados abaixo requerem maior poder para manter uma conexão estável.

Interferência de outros tipos de dispositivos de rádio e outros eletrônicos

Dispositivos Bluetooth, como fones de ouvido, teclados e ratos sem fio, operando na faixa de frequência de 2,4 GHz e afetando a operação do ponto de acesso e de outros dispositivos Wi-Fi.

Os dispositivos listados abaixo também podem ter um efeito negativo na qualidade do sinal:

Fornos de microondas;
monitores para bebês;
Monitores CRT, alto-falantes sem fio, telefones sem fio e outros dispositivos sem fio;
fontes de tensão externas, como linhas de energia e subestações de energia,
motores elétricos;
cabos com blindagem insuficiente, bem como cabos coaxiais e conectores usados com alguns tipos de antenas parabólicas.

Longas distâncias entre dispositivos Wi-Fi

Qualquer dispositivo de rádio tem um alcance limitado. Além dos recursos de design do dispositivo sem fio, o alcance máximo pode ser reduzido por fatores externos, como presença de obstáculos, interferência de rádio e assim por diante.

Tudo isso leva à formação de “zonas inacessíveis” locais, onde o sinal do ponto de acesso “não chega” ao dispositivo cliente.

Obstrução de sinal

Vários obstáculos (paredes, tetos, móveis, portas de metal etc.) localizados entre dispositivos Wi-Fi podem refletir ou absorver sinais de rádio, o que leva à deterioração ou perda total da comunicação.

Coisas simples e compreensíveis, como paredes de concreto armado, revestimentos de chapas metálicas, armações de aço e até espelhos e janelas coloridas, reduzem visivelmente a intensidade do sinal.

Fato interessante : o corpo humano atenua o sinal em cerca de 3 dB.

A tabela abaixo mostra a perda de eficiência do sinal Wi-Fi ao passar por vários ambientes para uma rede de 2,4 GHz.

* Distância efetiva - indica a quantidade de diminuição no raio de ação depois de passar o obstáculo correspondente em comparação com o espaço aberto.

Para resumir os resultados intermediários

Como mencionado acima, a alta intensidade do sinal por si só não melhora a qualidade da conexão Wi-Fi, mas pode interferir na boa comunicação.

Ao mesmo tempo, há situações em que é necessário fornecer maior potência para transmissão e recepção estáveis de sinais de rádio Wi-Fi.

Esses são os requisitos conflitantes.

Recursos úteis do Zyxel que podem ajudar.

Obviamente, você precisa usar algumas funções interessantes que ajudarão você a sair dessa situação controversa.

IMPORTANTE ! Você pode aprender sobre as muitas nuances na construção de redes sem fio, bem como sobre os recursos e o uso prático de equipamentos em cursos especializados da Zyxel - ZCNE. Saiba mais sobre os próximos cursos aqui .

Direção do cliente

Como observado anteriormente, os problemas descritos afetam principalmente a banda de 2,4 GHz.
Felizes proprietários de dispositivos modernos podem usar a faixa de frequência de 5 GHz.

Vantagens:

mais canais, por isso é mais fácil escolher aqueles que se influenciarão ao mínimo;
outros dispositivos, como Bluetooth, não usam esse intervalo;
Suporte para canais com largura de 20/40/80 MHz.

Desvantagens:

Um sinal de rádio nessa faixa passa por obstáculos ainda piores. Portanto, é desejável ter não um “superdistrito”, mas dois ou três pontos de acesso com uma intensidade de sinal mais modesta em salas diferentes. Por outro lado, isso dará uma cobertura mais uniforme do que captar um sinal de um, mas “super forte”.

No entanto, na prática, como sempre, surgem nuances. Por exemplo, alguns dispositivos, sistemas operacionais e software por padrão ainda oferecem uma "boa e velha" banda de 2,4 GHz para conexão. Isso é feito para reduzir problemas de compatibilidade e simplificar o algoritmo de conexão de rede. Se a conexão ocorrer automaticamente ou o usuário não tiver tempo para perceber esse fato - a possibilidade de usar a banda de 5 GHz permanecerá à margem.

A função de orientação do cliente, que por padrão oferece dispositivos cliente para conectar-se imediatamente a 5 GHz, ajudará a mudar essa circunstância. Se esse intervalo não for suportado pelo cliente, ele ainda poderá usar 2,4 GHz.

Esta função está disponível:

nos pontos de acesso Nebula e NebulaFlex;
nos controladores de rede sem fio NXC2500 e NXC5500;
em firewalls com função de controlador.

Cura automática

Acima, havia muitos argumentos a favor do controle flexível de energia. No entanto, permanece uma pergunta razoável: como isso pode ser feito?

Para isso, os controladores sem fio Zyxel têm um recurso especial: Auto Healing.
O controlador, com sua ajuda, verifica o status e o desempenho dos pontos de acesso. Se um desses acessos não funcionar, os vizinhos serão instruídos a aumentar a potência do sinal para preencher a zona de silêncio formada. Após o ponto de acesso ausente voltar a funcionar, os pontos vizinhos são instruídos a reduzir a força do sinal para não interferir no trabalho um do outro.

Esse recurso também faz parte de uma linha especial de controladores de rede sem fio: o NXC2500 e o NXC5500.

Borda de rede sem fio segura

Os pontos de acesso vizinhos de uma rede paralela criam não apenas interferências, mas também podem ser usados como trampolim para ataques à rede.

Por sua vez, o controlador sem fio deve lidar com isso. Os controladores NXC2500 e NXC5500 possuem ferramentas suficientes em seu arsenal, como autenticação padrão WPA / WPA2-Enterprise, várias implementações de Protocolo de autenticação extensível (EAP) e um firewall embutido.

Portanto, o controlador não apenas encontra pontos de acesso não autorizados, mas também bloqueia ações suspeitas na rede corporativa, que provavelmente têm uma intenção maliciosa.

Função de detecção de invasor AP (contenção de invasor AP)

Primeiro, vamos descobrir o que é Rogue AP.

Pontos de acesso não autorizados são pontos de acesso externos que não são controlados pelo administrador da rede. No entanto, eles estão ao alcance da rede Wi-Fi da empresa. Por exemplo, podem ser pontos de acesso pessoais para funcionários conectados sem permissão aos soquetes de rede do escritório. Esse tipo de iniciativa é ruim para a segurança da rede.

De fato, esses dispositivos formam um canal para conexão de terceiros à rede corporativa, ignorando o sistema de segurança principal.

Por exemplo, um ponto de acesso externo (RG) não está formalmente localizado na rede corporativa, mas uma rede sem fio foi criada com o mesmo nome SSID que nos pontos de acesso legais. Como resultado, o ponto RG pode ser usado para interceptar senhas e outras informações secretas quando os clientes da rede corporativa tentam erroneamente conectar-se a ele e transferir suas credenciais. Como resultado, as credenciais do usuário serão conhecidas pelo proprietário do ponto de phishing.

A maioria dos pontos de acesso da Zyxel possui um recurso de varredura de rádio no ar integrado para detectar pontos não autorizados.

IMPORTANTE ! A detecção de pontos externos (Detecção de ponto de acesso) só funcionará se pelo menos um desses pontos de acesso "de vigilância" estiver configurado para funcionar no modo de monitoramento de rede.

Depois que o ponto de acesso Zyxel, no modo de monitoramento, detecta pontos externos, um procedimento de bloqueio pode ser realizado.

Digamos que o Rogue AP emule um ponto de acesso legal. Como mencionado acima, um invasor pode duplicar as configurações corporativas de SSID em um ponto falso. Em seguida, o ponto de acesso do Zyxel tentará impedir atividades perigosas, introduzindo interferência através da transmissão de pacotes fictícios. Isso tornará impossível que os clientes se conectem ao Rogue AP e interceptem suas credenciais. E o ponto de acesso "espião" não poderá cumprir sua missão.

Como você pode ver, a influência mútua dos pontos de acesso não apenas introduz interferências irritantes ao trabalhar um com o outro, mas também pode ser usada para proteger contra invasores.

Conclusão

O material na estrutura de um pequeno artigo não nos permite falar sobre todas as nuances. Mas mesmo com uma revisão rápida, fica claro que o desenvolvimento e a manutenção de uma rede sem fio têm nuances bastante interessantes. Por um lado, é necessário combater a influência mútua das fontes de sinal, inclusive reduzindo o poder dos pontos de acesso. Por outro lado, é necessário manter o nível do sinal em um nível suficientemente alto para uma comunicação estável.

Você pode contornar essa contradição usando as funções especiais dos controladores de rede sem fio.

Também é importante notar que a Zyxel está trabalhando para melhorar tudo o que ajuda a obter uma comunicação de alta qualidade sem recorrer a altos custos.

Melhorando o trabalho do Wi-Fi. Princípios gerais e coisas úteis