Что влияет на работу вай фай роутера

Каждый кто собирал, покупал или хотя бы настраивал радиоприёмник, наверное, слышал такие слова как: чувствительность и избирательность (селективность).

Чувствительность — этот параметр показывает, насколько хорошо ваш приёмник может принимать сигнал даже в самых удалённых участках.

А избирательность, в свою очередь, показывает, насколько хорошо приёмник может настраиваться на ту или иную частоту без влияния других частот. Эти «другие частоты», то есть не относящие к передаче сигнала от выбранной радиостанции, в данном случае играют роль радиопомех.

Повышая мощность передатчика, мы заставляем приёмники с малой чувствительностью принимать наш сигнал во что бы то ни стало. Немаловажную роль играет взаимное влияние сигналов от различных радиостанций друг на друга, что усложняет настройку, снижая качество радиосвязи.

В среде Wi-Fi используется радиоэфир в качестве среды для передачи данных. Поэтому многие вещи, которыми оперировали радиоинженеры и радиолюбители прошлого и даже позапрошлого столетий, по-прежнему актуальны и в наши дни.

Но кое-что изменилось. На смену аналоговому формату пришло цифровое вещание, что повлекло изменение характера передаваемого сигнала.

Ниже приводится описание распространённых факторов, которые оказывают влияние на функционирование беспроводных сетей Wi-Fi в рамках стандартов IEEE 802.11b/g/n.

Некоторые нюансы Wi-Fi сетей

Для эфирного радиовещания вдали от крупных населённых пунктов, когда можно принимать на свой приёмник только сигнал местной FM радиостанции и ещё «Маяк» в УКВ диапазоне — вопрос взаимного влияния не возникает.

Другое дело Wi-Fi устройства, работающие только в двух ограниченных диапазонах: 2,4 и 5 ГГц. Ниже описаны несколько проблем, которые приходится если не преодолевать, то знать, как обойти.

Проблема первая — разные стандарты работают с разными диапазонами.

В диапазоне 2.4 ГГц, работают устройства, поддерживающие 802.11b/g/n; в диапазоне 5 ГГц — 802.11a и 802.11n.

Как видим, только устройства стандарта 802.11n могут работать как в диапазоне 2.4 ГГц, так и в диапазоне 5 ГГц. В остальных случаях мы должны либо поддерживать вещание в обоих диапазонах, либо смириться с тем, что какие-то клиенты не смогут подключиться к нашей сети.

Проблема вторая — Wi-Fi устройства, работающие в радиусе ближайшего действия, могут использовать один и тот же частотный диапазон.

Для устройств, работающих в полосе частот 2,4 ГГц, в России доступны и разрешены к использованию 13 беспроводных каналов шириной 20 МГц для стандарта 802.11b/g/n или 40 МГц для стандарта 802.11n с промежутками 5 МГц.

Поэтому любое беспроводное устройство (клиент или точка доступа) создаёт помехи на соседние каналы. Другое дело, что мощность передатчика клиентского устройства, например, смартфона, значительно ниже, чем у самой обычной точки доступа. Поэтому на протяжении статьи мы будем говорить только о взаимном влиянии точек доступа друг на друга.

Наиболее популярный канал, который предлагается по умолчанию клиентам — 6. Но не стоит обольщаться, что, выбрав соседнюю цифру, мы избавимся от паразитного влияния. Точка доступа, работающая на канале 6 даёт сильные помехи на каналы 5 и 7 и более слабые — на каналы 4 и 8. С ростом промежутков между каналами их взаимное влияние снижается. Поэтому для сведения взаимных помех к минимуму крайне желательно, чтобы их несущие частоты отстояли друг от друга на 25 МГц (5 межканальных интервалов).

Беда в том, что из всех каналов с малым влиянием друг на друга каналов доступны всего 3: это 1, 6 и 11.

Приходится искать какой-то способ обойти существующие ограничения. Например, взаимное влияние устройств можно компенсировать снижением мощности.

О пользе умеренности во всём

Как уже было сказано выше, снижение мощности — это не всегда плохо. Мало того, при повышении мощности качество приёма может значительно ухудшаться и дело здесь вовсе не в «слабости» точки доступа. Ниже мы рассмотрим, в каких случаях это может пригодиться.

Загрузка радиоэфира

Эффект загруженности можно увидеть воочию, в момент выбора устройства для подключения. Если в списке выбора Wi-Fi сетей присутствует более трёх-четырёх пунктов — можно уже говорить о загрузке радиоэфира. При этом каждая сеть является источником помех для своих соседей. А помехи влияют на производительность сети, потому что резко увеличивают уровень шума и это приводит к необходимости постоянной повторной отсылки пакетов. В этом случае основная рекомендация — понизить мощность передатчика в точке доступа, в идеале — уговорить всех соседей сделать то же самое, чтобы не мешать друг-другу.

Ситуация напоминает школьный класс на уроке, когда учитель отлучился. Каждый ученик начинает разговаривать с соседом по парте и другими одноклассниками. В общем шуме они плохо слышат друг друга и начинают говорить громче, потом ещё громче и в итоге начинают кричать. Педагог быстренько прибегает в класс, принимает какие-то дисциплинарные меры и восстанавливается нормальная ситуация. Если в роли учителя мы представим сетевого администратора, а в роли школьников — владельцев точек доступа, то получим почти прямую аналогию.

Асимметричное соединение

Как уже было сказано ранее, мощность передатчика точки доступа обычно сильнее в 2-3 раза, чем на клиентских мобильных устройствах: планшетах, смартфонах, ноутбуках и так далее. Поэтому весьма вероятно появление «серых зон», где клиент будет принимать от точки доступа хороший стабильный сигнал, а передача от клиента до точки будет работать «не очень». Такое соединение называют асимметричным.

Для поддержания стабильной связи с хорошим качеством крайне желательно, чтобы между клиентским устройством и точкой доступа было симметричное соединение, когда приём и передача в обе стороны работают достаточно эффективно.

Рисунок 1. Асимметричное соединение на примере плана квартиры.

Во избежание асимметричных соединений стоит избегать необдуманного повышения мощности передатчика.

Когда требуется повышение мощности

Перечисленные ниже факторы требуют повышения мощности ради сохранения устойчивой связи.

Помехи от устройств радиосвязи других типов и другой электроники

Устройства Bluetooth, например, наушники, беспроводные клавиатуры и мыши, осуществляющие работу в частотном диапазоне 2.4 ГГц и оказывающие влияние в виде помех на работу точки доступа и других Wi-Fi устройств.

Перечисленные ниже устройства также могут оказывать негативное влияние на качество сигнала:

• микроволновые СВЧ-печи;
• детские радионяни;
• мониторы с ЭЛТ, беспроводные динамики, беспроводные телефоны и другие беспроводные устройства;
• внешние источники электрического напряжения, такие как линии электропередач и силовые подстанции,
• электромоторы;
• кабели с недостаточным экранированием, а также коаксиальный кабель и разъёмы, используемые с некоторыми типами спутниковых тарелок.

Большие расстояния между устройствами Wi-Fi

Любые радиоустройства имеют ограниченный радиус действия. Помимо конструктивных особенностей беспроводного устройства, максимальное расстояние досягаемости может быть снижено внешними факторами, такими как наличие препятствий, радиопомех и так далее.

Всё это приводит к образованию локальных «зон недосягаемости», где сигнал от точки доступа «не достаёт» до клиентского устройства.

Препятствия для прохождения сигнала

Различные препятствия (стены, потолки, мебель, металлические двери и т.д.), расположенные между Wi-Fi устройствами, могут отражать или поглощать радиосигналы, что приводит к ухудшению или полной потере связи.

Такие простые и понятные вещи, как железобетонные стены, покрытие из листового металла, стальной каркас, и даже зеркала и тонированные стёкла заметно снижают интенсивность сигнала.

Интересный факт: человеческое тело ослабляет сигнал примерно на 3 dB.

Ниже показана таблица потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через различные среды для сети 2.4 ГГц.

* Эффективное расстояние — обозначает величину уменьшения радиуса действия после прохождения соответствующего препятствия по сравнению с открытым пространством.

Подведём промежуточные итоги

Как уже было сказано выше, высокая мощность сигнала сама по себе не повышает качество связи по Wi-Fi, но может мешать установлению хорошей связи.

В то же время существуют ситуации, когда требуется обеспечить более высокую мощность для устойчивой передачи и приёма радиосигнала Wi-Fi.

Вот такие противоречивы требования.

Полезные функции от Zyxel, которые могут помочь

Очевидно, нужно использовать какие-то интересные функции, которые помогут выкрутиться из этой противоречивой ситуации.

ВАЖНО! О множестве нюансов при построении беспроводных сетей, а также о возможностях и практическом использовании оборудования можно узнать на специализированных курсах Zyxel — ZCNE. Узнать о ближайших курсах можно здесь.

Client Steering

Как было замечено ранее, описанные проблемы в основном затрагивают диапазон 2.4Ггц.
Счастливые обладатели современных устройств могут использовать частотным диапазон 5Ггц.

Преимущества:

• больше каналов, поэтому проще выбрать те, которые будут влиять друг на друга по минимуму;
• другие устройства, такие как Bluetooth, не используют данный диапазон;
• поддержка каналов шириной 20/40/80 МГц.

Недостатки:

• радиосигнал сигнал в данном диапазон хуже проходит через препятствия. Поэтому желательно иметь не одну «супер-пробивную», а две-три точки доступа с более скромной мощностью сигнала в разных помещениях. С другой стороны, это даст более ровный характер покрытия, чем ловить сигнал от одной, но «супер-сильной».

Однако на практике, как всегда, возникают нюансы. Например, некоторые устройства, операционные системы и программное обеспечение по умолчанию до сих пор предлагает для соединения «старый добрый» диапазон 2.4Ггц. Делается это для снижения проблем с совместимостью и упрощению алгоритма подключения к сети. Если соединение происходит автоматически или пользователь не успел заметить этот факт — возможность использования диапазона 5Ггц так и будет оставаться в стороне.

Изменить данное обстоятельство поможет функция Client Steering, которая по умолчанию предлагает клиентским устройствам сразу подключиться по 5Ггц. Если этот диапазон клиентом не поддерживается, он всё равно сможет использовать 2.4Ггц.

Данная функция доступна:

• в точках доступа Nebula и NebulaFlex;
• в контроллерах беспроводной сети NXC2500 и NXC5500;
• в межсетевых экранах с функцией контроллера.

Auto Healing

Выше было приведено много аргументов в пользу гибкого регулирования мощности. Однако остаётся резонный вопрос: как же это сделать?

Для этого у контроллеров беспроводной сети Zyxel есть специальная функция: Auto Healing.
Контроллер с её помощью проверяет состояние и работоспособность точек доступа. Если окажется, что одна из них доступа не работает, то соседние получат указание увеличить мощность сигнала, чтобы заполнить образовавшуюся зону молчания. После того, как отсутствующая точка доступа вернулась в строй, соседние точки получают указание уменьшить мощность сигнала, чтобы не создавать помех в работу друг друга.

Эта функция также присутствует в составе специальной линейки контроллеров беспроводной сети: NXC2500 и NXC5500.

Защищённая беспроводная граница сети

Соседние точки доступа из параллельной сети создают не только помехи, но и могут быть использованы в качестве плацдарма для атаки на сеть.

В свою очередь контроллер беспроводной сети должен с этим бороться. В арсенале контроллеров NXC2500 и NXC5500 достаточно средств, таких как стандартная аутентификация WPA/WPA2-Enterprise, различные реализации Extensible Authentication Protocol (EAP), встроенный межсетевой экрана.

Таким образом контроллер не только находит неавторизованные точки доступа, но и блокирует подозрительные действия в корпоративной сети, которые с большой долей вероятности несут в себе злой умысел.

Функция Rogue AP Detection (Rogue AP Containment)

Для начала разберёмся, что такое Rogue AP.

Rogue AP — это чужие точки доступа, которые не подконтрольны сетевому администратору. Тем не менее они присутствуют в пределах досягаемости Wi-Fi сети предприятия. Например, это могут быть личные точки доступа сотрудников, включенные без разрешения в сетевые розетки рабочего офиса. Такого рода самодеятельность плохо сказывается на безопасности сети.

Фактически такие устройства образуют канал для стороннего подключения к сети предприятия в обход основной системы защиты.

Например, чужая точка (RG) доступа формально не находится в сети предприятия, но на ней создана беспроводная сеть с тем же именем SSID, как и на легальных точках доступа. В результате точка RG может использоваться для перехвата паролей и другой секретной информации, когда клиенты корпоративной сети по ошибке пытаются к ней подключиться и пытаются передать свои учетные данные. Вследствие этого учетные данные пользователей будут известны хозяину «фишинговой» точки.

Большинство точек доступа компании Zyxel имеют встроенную функцию сканирования радиоэфира с целью выявления посторонних точек.

ВАЖНО! Обнаружение чужих точек (AP Detection) будет работать только, если хотя бы одна из таких «сторожевых» точек доступа настроена на работу в режиме мониторинга сети.

После того как точка доступа Zyxel, при работе в режиме мониторинга, засечёт чужеродные точки, может быть предпринята процедура блокировки.

Допустим, Rogue AP подражает легальной точке доступа. Как было сказано выше, злоумышленник может продублировать на ложной точке корпоративные настройки SSID. Тогда точка доступа Zyxel попытается помешать опасной активности, внося помехи через рассылку широковещательных фиктивных пакетов. Это приведет к невозможности подключения клиентов к Rogue AP и перехвата их учетных данных. И «шпионская» точка доступа не сможет выполнить свою миссию.

Как видим, взаимное влияние точек доступа не только вносит досадные помехи при работе друг друга, но и может использоваться для защиты от атак злоумышленников.

Заключение

Материал в рамках небольшой статьи не позволяет рассказать обо всех нюансах. Но даже при беглом обзоре становится понятно, что разработка и обслуживание беспроводной сети имеют достаточно интересные нюансы. С одной стороны, нужно бороться с взаимным влиянием источников сигнала, в том числе путём снижения мощности точек доступа. С другой стороны, необходимо поддерживать уровень сигнала на достаточно высоком уровне для устойчивой связи.

Обойти это противоречие можно, используя специальные функции контроллеров беспроводной сети.

Также стоит отметить тот факт, что компания Zyxel работает над усовершенствованием всего того, что помогает добиться качественной связи, не прибегая к большим затратам.

Источники

1. Общие рекомендации по построению беспроводных сетей
2. Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Что может являться источником помех и каковы их возможные причины?
3. Настройка функции Rogue AP Detection в точках доступа серии NWA3000-N
4. Информация о курсах ZCNE

Примечание: сразу уточню – речь идет о типичном «домашнем» применении Wi-Fi роутеров или точек доступа, а не о специализированных решениях, требующих дальней связи и т.п.

Сила есть – ума не надо?

Темная сторона силы 

Итак, пусть изначально у нас есть некий стандартный роутер/точка доступа с официально разрешенными для нашей страны параметрами по мощности сигнала, который работает «в полную силу», то есть на мощности передатчика 100%. Напоминаю, это 23 дБм / 200 мВт в диапазоне 5ГГц или 20 дБм / 100 мВт в диапазоне 2,4 ГГц.

Примечание: единица измерения мощности беспроводного сигнала измеряется в дБм или мВт. 

Излучаемый роутером/ТД сигнал распространяется вокруг, и попадает на приемные устройства, существенно ослабнув «по пути». Какой примерно сигнал мы имеем на стороне клиента (смартфона, планшета, ноутбука и т.д.)? Ну, к примеру, -50 дБм / 0.00001 мВт или -67 дБм / 0.0000002 мВт.

В то же время беспроводной клиент, который обычно представляет собой мобильное устройство, имеет задачу не только подключиться к сети, но и подольше проработать от батареи. Поэтому клиент не «выбрасывает» напрасно энергию в эфир. Мощность передатчика клиентов обычно находится на уровне 11-17 дБм (12.5-50 мВт). То есть, эта мощность в от 8 до 2 раз меньше, чем мощность сигнала роутера, если говорить об устройствах в  2,4 ГГц диапазоне.

При этом у беспроводных роутеров/ТД всегда есть CCA Threshold – порог слышимости сигнала, и если уровень сигнала не превышает этот порог, роутер/ТД считает его шумом. Предположим, этот порог — 82 дБм. Таким образом, наш условный роутер с 5 дБи антеннами будет работать с устройствами, уровень сигнала от которых в точке размещения роутера не менее -87 дБм (-87 дБм сигнал + 5 дБи коэффициент усиления антенны роутера = -82 дБм). 

Примечание: разумеется, это чисто условный пример, в котором все параметры условно-типичные и даны для понимания ситуации; ваш роутер может иметь антенны с коэффициентом усиления отличающимся от 5 дБи, и иной порог, например — для определенного оборудования Ubiquiti в целом стабильная связь гарантируется при уровне сигнала до -70дБм; порог для сетей 5ГГц ниже чем для 2,4 ГГц даже на одном и том же оборудовании и т.п., но это нюансы, в которые мы углубляться не будем.

В целом для роутера и клиента можно руководствоваться простым правилом: при прочих равных условиях, сигнал теряет 6 дБ мощности (т.е. в 4 раза) при увеличении расстояния от передатчик в 2 раза.

Однако, как было сказано выше, мощность сигнала роутера/ТД обычно в 2-8 раз выше, чем на клиентах. И с отдалением от роутера/ТД неизбежно возникнет ситуация, когда клиент будет слышать сигнал роутера хорошо, а вот роутер будет слышать более слабый сигнал клиента на «грани» возможностей или не слышать вообще (так как уровень сигнала клиента будет опускаться за порог слышимости CCA Threshold). И возникнет странная ситуация, когда сигнал Wi-Fi от роутера на клиентском устройстве вроде бы ловится, но связи нет или она постоянно «отваливается». 

Причина в асимметрии «силы» связи: к примеру, когда клиент мощностью 14 дБм слышит роутер/ТД на -84 дБм (-84 дБм + 2 дБи коэффициент усиления антенны клиента = условный порог слышимости -82 дБм), до роутера/ТД доходит сигнал от клиента лишь на уровне -90 дБм, что находится ниже порога слышимости. При указанных условиях беспроводная связь гарантированно оборвется. 

То есть, в каналах беспроводной связи уже при типичных стандартных параметрах работы роутеров/ТД возникает существенная проблема со связью, вызванная асимметрией мощностей Wi-Fi излучателей. И если дополнительно поднять мощность сигнала на одной стороне (роутере/ТД), то проблема только усугубится. Перемещаясь с мобильными клиентами, вы все более часто будете сталкиваться с ситуацией, когда Wi-Fi роутер «теряет» устройства, и именно потому, что у него существенно более сильный сигнал. Клиент «услышит» роутер/ТД, а роутер клиента – нет. Вот почему серьезные производители оборудования не рекомендуют использовать Wi-Fi роутеры и точки доступа на максимальной мощности. Привожу в доказательство фрагмент презентации Cisco (с полной презентацией можно ознакомится здесь).

Даже наоборот, для устранения асимметрии и получения стабильной связи рекомендуется понизить мощность Wi-Fi передатчика в роутере/ТД. 

Но если не мощность сигнала, то что же тогда определяет скорость и надежность Wi-Fi соединения?

Скорость подключения, которая ни о чем не говорит.

Скорость подключения по Wi-Fi определяют три параметра: тип модуляции, количество потоков (зависит от количества антенн) и ширина радиоканала.  

Но «теоретическая» скорость подключения на основе вышеуказанных параметров имеет мало общего с реальной скоростью работы беспроводной сети. Что же оказывает влияние на эту скорость?

Дело в том, что модуляция в сети непостоянна. Самые прогрессивные модуляции на сегодня — 256 QAM и 1024 QAM (модуляция определяет, сколько бит передается в одном радиосимволе). Но! Эти плотные модуляции очень чувствительны к шуму. И достигаются они только при высоком соотношении сигнал/шум (SNR), когда клиент находится близко к Wi-Fi роутеру/ТД. С удалением от роутера/ТД растет шум, SNR падает, модуляция упрощается для надежности соединения и, как следствие – падает скорость связи. Плюс свою лепту в проблемы сети добавляет интерференция.

Интерференция и шум

Причиной коллизий из-за интерференции в Wi-Fi сетях являются беспроводные устройства, работающие на том же или близком канале. Это вполне могут быть соседские Wi-Fi устройства, а не ваши, и повлиять на их работу вы не сможете. 

Примечание: в частности, поэтому рекомендуется использовать непересекающиеся каналы для соседних Wi-Fi роутеров; непересекающиеся каналы помогают избегать интерференции (хотя полностью проблему, конечно, не решают – проблемы растут по мере удаления от передатчиков).

Итак, интерференция – это помеха, вызываемая радиоволнами соседних Wi-Fi устройств.  

Источником шума в беспроводных сетях являются не Wi-Fi устройства, использующие для работы тот же радиочастотный диапазон, что и Wi-Fi оборудование. Это различные Bluetooth устройства, 2,4ГГц и 5 ГГц ресиверы, радиотелефоны, микроволновые печи и другое оборудование. 

Примечание: впрочем, поврежденные пакеты Wi-Fi и сигналы от устройств за пределами порога CCA Threshold тоже считаются шумами. Сигналы от Wi-Fi устройств, работающих отдаленно от роутера на том же канале, не считаются интерференцией, поскольку сигналы таких устройств не могут быть демодулированы.

Как уменьшить интерференцию и шум в Wi-Fi сети? Для домашнего пользователя я вижу только два варианта действий: перейти на другой канал и провести деагрегацию каналов. Так как объединение каналов уже само по себе ухудшает SNR: каждый дополнительный 20 MГЦ канал отнимает примерно 3dB у показателя SNR.

Примечание: уменьшение ширины канала в 10 раз увеличивает соотношение сигнал-шум в те же 10 раз. Вот почему в стандарте 802.11ax реализована идея разделения канала на дополнительные поднесущие. Сужение канала повышает соотношение сигнал/шум, что и дало возможность использовать прогрессивную кодировку 1024 QAM.

Но решающее влияние на быстродействие вашей сети будет оказывать не соотношение сигнал/шум, не интерференция как таковая, не мощность беспроводного сигнала, и уж тем более не количество беспроводных сетей вокруг, как ошибочно думают многие. Быстродействие вашей беспроводной сети будет в значительной степени определяться утилизацией канала. Ну, если вы живете не в тайге среди медведей, конечно. Там Wi-Fi каналы утлилизировать будет некому, кроме вас. 

Проблемы утилизации

Что такое утилизация канала? И почему она сильно влияет на скорость работы Wi-Fi сети? Утилизация — это доля эфирного времени, которую занимают все работающие на данном канале устройства, и чьи сигналы могут быть демодулированы нашим Wi-Fi роутером/ТД, то есть энергия которых выше за CCA Threshold. По сути, пакеты нашей сети «втискиваются» в доступные узкие эфирные рамки между пакетами других сетей, работающих в этом же радиодиапазоне. Увы, но с максимальной производительностью наша беспроводная сеть работает лишь тогда, когда соседские сети на используемом канале не слишком активны или простаивают (а лучше всего – если они на нем отсутствуют). Вот почему настоятельно рекомендуется уходить на самые «незанятые» Wi-Fi радиоканалы. Там банально меньше «утилизаторов» сети. 

Примечание: утилизация важна потому, что в Wi-Fi сетях доступ эфирному диапазону реализован по протоколу CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий), согласно которому беспроводные устройства периодически «слушают» свою частоту на канале, и если она занята, передача данных откладывается, а затем через некоторое время устройство снова делает попытку прослушивания частоты.

Отметим, что утилизация канала никак не влияет на отображаемую в системе скорость беспроводного подключения, но в то же время имеет огромное влияние на реальную практическую производительность беспроводной сети. 

Живой пример: стоит одному из беспроводных пользователей поставить на закачку какой-нибудь крупный файл (не говоря уже о торрентах), не выставив разумных ограничений на темп загрузки, как скорость работы всех остальных пользователей на используемом таким юзером Wi-Fi канале существенно упадет, именно из-за утилизации канала. Причем неважно, подключены пользователи к этой же сети, или же к ближайшим сетям использующим тот же Wi-Fi канал. Более того, эффект негативно скажется и на соседних Wi-Fi каналах тоже. 

Какой уровень утилизации канала может быть приемлем? Компания Cisco полагает что при утилизации канала более 80%, «ловить» в сети уже нечего. Нет, сеть, конечно, будет работать и при такой утилизации. Но о работе в чем-то близком к реалтайму речь уже не идет. 

Низкая утилизация канала — отлично

Средняя утилизация канала — приемлемо

Примечание: не факт, что на канале, на котором меньше всего Wi-Fi сетей, самая низкая утилизация канала — все зависит от сценариев эксплуатации сетей. Установить канал(ы) с самой низкой утилизацией можно только эмпирическим путем.   

Одним из эффективных средств уменьшения канальной утилизации (речь идет о средствах, доступных для домашних пользователей), являются: переход на другой канал, уменьшение количества подключенных клиентов в сети, особенно медленных (возможно стоит перевести их в отдельную сеть), уменьшения количества неподключенных Wi-Fi клиентов в зоне действия сети, а также — уменьшение радиуса действия беспроводного роутера, то есть уменьшение мощности передатчика (это отсечет самых дальних и медленных клиентов, которые долго занимают канал и «тормозят» сеть, а также дальние неподключенные устройства,  которые регулярно отправляющие менеджмент-фреймы, в том числе не ваши устройства). 

Примечание: для устранения конфликтов с соседними сетями Wi-Fi сейчас введен идентификатор BSS Color (Base Service Station), который помечает каждый пакет, что позволяет роутерам и клиентам определить, какие пакеты передаются от соседних сетей, и просто игнорировать их.  Это снижает интерференцию от соседних беспроводных сетей и ускоряет передачу данных, но эта возможность доступна только в новейшем стандарте 802.11ах. 

Итог

Как видим, использование роутера с большой мощностью Wi-Fi сигнала вовсе не означает, что ваша сеть будет работать лучше, станет надежнее или «дальнобойнее». Скорее наоборот. Чем более мощный Wi-Fi роутер/ТД и чем больше радиус его покрытия – тем больше интерференции и шумов такое устройство наловит, тем больше будет утилизация беспроводных каналов и меньше – производительность сети. Да еще и соседям такой гаджет будет создавать лишние помехи. Как-то так.

Ну а если вам есть что прибавить к вышесказанному – прошу в комментарии. 

Проблема «последней мили» потихоньку уходит в прошлое: скорость в сотни Мбит/с — не редкость у современных провайдеров. И тем большее недоумение вызывают «тормоза» видеозвонка в Whatsapp или «подвисания» видео с Youtube на подобном «стомегабитном» тарифе. Почему скорость Wi-Fi может быть в разы меньше предоставляемой провайдером и как ее увеличить — в этой статье.

Улучшаем качество связи

Скорость в беспроводной сети неразрывно связана с качеством связи. Не стоит ожидать сколь-нибудь приемлемой скорости с одной полоской на индикаторе Wi-Fi.

Если уровень сигнала вашей сети невелик, в первую очередь следует разобраться именно с этой проблемой. Вполне возможно, что вы находитесь вне зоны уверенного приема. В этом случае следует либо просто подойти поближе к роутеру, либо увеличить радиус действия сети.

Низкое качество связи также может быть связано с загруженностью диапазона. Частота 2,4 ГГц используется не только большинством сетей Wi-Fi, но и многими другими гаджетами: радионянями, пультами ДУ, беспроводными наушниками, камерами и т.п. Если у вас есть подобные устройства, попробуйте отключить их.

Установите на телефон Wi-Fi Analyzer, оцените загруженность диапазона другими сетями.

Если рабочий диапазон вашей сети выглядит так, потери скорости неизбежны.

Правильно делим Wi-Fi с соседями

Весь диапазон «завален» соседскими сетями? Не расстраивайтесь — оптимальное расположение и правильная настройка роутера могут заметно увеличить скорость интернета даже в условиях сильной зашумленности эфира.

Сначала постарайтесь узнать, в каких точках находятся ближайшие к вам роутеры и отнести свой на максимально удаленное от них расстояние, по возможности «отгородившись» капитальными стенами. Во-первых, вы этим создадите зону, в которой ваша сеть будет доступнее просто за счет большей мощности. Во-вторых, близко расположенные роутеры «забивают» сигнал друг друга даже если используют непересекающиеся каналы — поскольку не пересекаются они только в теории, а на практике широкополосный сигнал удержать четко в рамках диапазона невозможно.

Посмотрите на экран Wi-Fi Analyzer и найдите наименее загруженный канал диапазона. Обращайте внимание не только на уровень сигнала чужих сетей, но и на их количество. Возникающее желание занять «пустое» место между сетями может привести к тому, что помех станет еще больше.

С первого взгляда может показаться, что лучшее «место» для вашей сети на этой картинке — 3, 8 или 9 каналы. Однако на них новая сеть будет пересекаться с 4-5 существующими, в то время как на 6 канале — всего с двумя. В данном случае следует выбрать именно 6 канал.

Ширину канала в условиях высокой загруженности следует установить «Auto», «20/40 coexistance» или вообще «20». Жестко ширину «40» рекомендуется устанавливать только при отсутствии «соседних» сетей.

Почему так, ведь сужение канала снизит скорость вдвое? Потому что вдвое более широкий канал «ловит» вдвое больше помех. Лучше уверенный прием на «медленном» узком канале, чем постоянные помехи на «быстром» широком.

Обновляемся

Совет крайне актуален, если вы используете хотя бы одно сетевое устройство, произведенное более чем 5-7 лет назад. Скорости интернета тогда были на порядок ниже и производители (особенно недорогих базовых моделей) не утруждали себя «выжиманием» из роутера всей доступной производительности. Многие дешевые роутеры тех лет ограничивают скорость Wi-Fi пятидесятью, двадцатью, а то и десятком Мбит/с. И порой замена прошивки на свежескачанную с сайта производителя это ограничение убирает. Точно так же следует обновить и драйвера беспроводных адаптеров — скорость сети всегда равна скорости самого медленного клиента, поэтому старый драйвер какой-нибудь Wi-Fi-карты может «тормозить» всю сеть.

Для старых маломощных роутеров можно еще порекомендовать отключить шифрование.

А чтобы при этом не пострадала безопасность, можно переписать МАС-адреса всех клиентов и задать МАС-фильтр на их основе.

При этом снизится нагрузка на процессор роутера и — если ему не хватало производительности — возрастет скорость передачи.

Избавляемся от слабых звеньев

Какой протокол выставлен в настройках вашего роутера? Скорее всего «802.11 b/g/n» или, что то же самое, «Auto». Это означает, что пока в сети есть устройства только с поддержкой 802.11n — например, сам роутер и относительно новый планшет — то максимальная скорость передачи данных будет соответствовать этой версии протокола — 150 Мбит/с. Но стоит войти в сеть какому-нибудь древнему смартфону с 802.11b, и скорость всей сети упадет до максимальной для этой версии протокола величины в 11 Мбит/с. Более того, старому устройству даже не обязательно входить в сеть — достаточно попытаться это сделать. То есть, древний смартфон не обязательно должен быть ваш — может быть, кто-то в соседней квартире отдал свой старый телефон ребенку как игрушку, и теперь он более чем вдесятеро снижает скорость вашей сети.

Что делать? Установить поддержку только 802.11n. Если при этом у вас «отвалится» от сети какое-то устройство… решайте сами — стоит ли оно такого снижения скорости Интернета.

Если у вас двухдиапазонный роутер с возможностью одновременной работы в обоих диапазонах, обязательно включайте Wi-Fi на частоте 5 ГГц. Если такой возможности нет, попробуйте перейти на 5 ГГц, отказавшись от 2,4. Клиентов при этом «отвалится» много, далеко не все современные гаджеты имеют поддержку этого диапазона, зато с оставшимися на скорость вы не будете жаловаться еще долго.

Хотя, кто знает, какие скорости будут «в ходу» лет через пять?

Оптимизируем клиентов

Иногда причиной снижения скорости может быть слишком большое количество клиентов, одновременно нагружающих сеть. Вдруг стало «подвисать» видео на телевизоре? Вполне возможно, что торрент-клиент на ноутбуке только что нашел сервер с «толстым» каналом и начал качать файл на максимальной скорости.

Оптимизация может быть выполнена двумя путями. Во-первых, включением и настройкой QoS — технологии приоритезации трафика.

QoS (Quality of Service — Качество обслуживания) при его поддержке на роутере позволяет определить, какие сетевые активности имеют наибольший приоритет. Это позволит поддерживать скорость именно этих активностей на максимуме — за счет других.

Ну и второй способ — простое отключение от сети «лишних» клиентов. Посмотрите статистику в интерфейсе роутера, пересчитайте всех клиентов, определите «кто есть кто».

Действительно ли им всем нужен интернет?

Чаще всего пользователи сталкиваются с такими симптомами:

• устройства — ноутбуки, смартфоны, планшеты, устройства «умного дома» — не видят беспроводную сеть или подключаются к ней с n-ной попытки;
• Wi-Fi-подключение периодически исчезает, хотя на роутере горят все индикаторы, а затем появляется — самопроизвольно или после перезагрузки оборудования;
• беспроводное подключение работает только в непосредственной близости к оборудованию, хотя дальность его передачи в разы больше;
• регулярно меняется уровень сигнала беспроводной сети, а на стороне провайдера исключают какие-либо неполадки и предоставляют услугу в полном объеме;
• скорость Wi-Fi критически низкая, а при переходе на кабель она соответствует выбранному тарифу.

Самые популярные причины затруднения беспроводной передачи данных?

Поблизости на той же частоте работают другие устройства

Оборудование с модулями Wi-Fi чувствительно к помехам, которые создают устройства, расположенные поблизости и использующие тот же частотный диапазон. Многие современные роутеры двухдиапазонные, то есть поддерживают частоты 2,4 и 5 ГГц. При этом для сетей, работающих по стандарту 802.11b/g, нужна частота 2,4 ГГц, по стандарту 802.11a — 5 ГГц, а 802.11n поддерживают оба стандарта. Хорошо, если каналы, используемые разными устройствами, не пересекаются. Но если это не так, ждите проблем.

Обычно мы имеем дело с достаточно интеллектуальными устройствами, которые сами определяют менее загруженный канал. На частоте 2,4 ГГц, которая более распространена, как раз имеет смысл выбирать каналы — их всего 13 (в роутерах, произведенных в или для рынка США их еще меньше — 11), и только 3 из них не пересекаются. На частоте 5 ГГц такой проблемы нет — здесь целых 23 непересекающихся канала по 20 МГц.

Выбрать правильный — а в нашем случае это наименее загруженный канал — помогут специальные утилиты вроде WiFi Analyzer, которые доступны в Google Play: установите утилиту на Android-устройство и через пару минут узнаете, к каким каналам имеет смысл подключаться и какое качество приема сигнала они предлагают. Владельцам ноутбуков доступны другие инструменты: на ОС Windows ту же информацию покажут утилиты InSSIDer и WirelessNetView, на Linux — LinSSID и LiwScanner, а для макбуков разработаны WiFi Scanner и AirRadar. Особенно полезны такие приложения жителям многоквартирных домов, где жильцы активно пользуются роутерами, смартфонами, планшетами и другими гаджетами с Wi-Fi.

Роутер установлен в неподходящем месте

Чем больше препятствий между роутером и клиентскими устройствами, тем хуже уровень приема сигнала. Часто пользователи размещают роутер в шкафу или тумбочке, устанавливают на балконе и даже прячут в специальных нишах в стене. Они не учитывают, что из-за предметов и стен, которые находятся на пути волны, ухудшается качество сигнала. Например, железобетонные стены проводят сигнал очень плохо, так как большую часть волн просто отражают. Чуть лучше обстоят дела в старых домах с кирпичными стенами, еще лучше — со стенами деревянными, которые позволяют сигналу легко проходить дальше. Если на пути электромагнитной волны будет несколько стен, а еще металлические двери и мебель, принимающие устройства просто не «увидят» сигнал роутера.

Установите точку доступа на открытой, ничем не загроможденной поверхности, поднимите максимально высоко и удалите от источников воды: водопроводных труб и аквариумов. Хорошо, если вы подвесите роутер на стену на высоте около полутора метров, разместите его в коридоре (обычно он равноудален от других комнат) и подальше от других электроприборов, которые создают дополнительные помехи.

Проблема в избыточной мощности Wi-Fi-сигнала

Такое тоже бывает: излучаемая мощность настолько высока, что это негативно сказывается на скорости и стабильности работы беспроводной сети. Если роутер работает на сильно загруженной частоте, то появляются помехи из-за частой пересылки пакетов данных. Проблема решается банальным снижением мощности передатчика роутера.

В зоне покрытия Wi-Fi расположено много бытовой и цифровой техники

В квартире могут быть одновременно включены не только устройства с Wi-Fi, но и другие, передающие данные через Bluetooth-соединение. Чаще всего это беспроводные мыши, клавиатуры, фитнес-трекеры, которые работают на частоте 2,4 ГГц — той, которая используется в сетях Wi-Fi. Выключите устройства, которые вам не нужны, и снова проверьте стабильность сигнала — скорее всего, проблема будет решена.

Бытовые приборы не так безобидны, как кажется на первый взгляд. Больше всего вредят уверенному беспроводному сигналу микроволновые печи, чуть меньше — радионяни, беспроводные колонки, мобильные телефоны и камеры. Вредны также кабели со слабым экранированием, жидкокристаллические дисплеи и любые источники электрического напряжения, включая электропроводку.

К вашей беспроводной сети подключились другие пользователи

Если со стабильностью все хорошо, а скорость оставляет желать лучшего, вероятная причина заключается в том, что вашим интернетом пользуется кто-то еще. Проверьте, установили ли вы пароль для доступа к сети. В целях профилактики сразу же можете сменить пароль на новый.

Как увеличить стабильность сети Wi-Fi

Переходим к рекомендациям, которые помогут увеличить скорость соединения и минимизировать перебои. Но вначале проясним некоторые моменты по поводу работы роутера, который раздает Wi-Fi на другие устройства. Многие смотрят на скорость передачи (указывается в Мбит/с) — это ее можно узнать в меню «Состояние» беспроводной сети. Но фактическая скорость подключения — совсем другое, и зависит она от нескольких составляющих: настроек роутера, расстояния до клиентских устройств, толщины перекрытий в помещении. На практике скорость подключения всегда будет меньше. а теперь о том, как ее увеличить.

Используйте актуальные модели роутеров Wi-Fi.
Устройства, которые поддерживают последние стандарты, совместимы с моделями предыдущих поколений, но скорость перемещения пакетов всегда определяют вторые. Даже если вы купили новый роутер, но до сих пор пользуетесь старым ноутбуком, всегда можно докупить к последнему внешний Wi-Fi-адаптер.

Переключите оборудование на работу на частоту 5 ГГц.
Многие точки доступа поддерживают работу на двух частотах — 2,4 и 5 ГГц. Выше мы писали, что переизбыток устройств, функционирующих на одной частоте, негативно сказывается на скорости и стабильности соединения, а радиоэфир на частоте 5 ГГц чаще остается свободным, особенно в частных домах.

Активируйте режим WMM (Wi-Fi Multimedia) на точке доступа.
WMM делает передачу видеоданных более приоритетной. Это позволяет смотреть фильмы без рывков, характерных для низкой скорости, или общаться в Skype без потери сигнала и с высоким качеством картинки и звука.

Устанавливайте актуальные версии драйверов.
Это поможет избежать конфликтов в работе оборудования и увеличить скорость передачи данных в пределах беспроводной сети. Проще всего проверить доступность последних версий драйверов на официальных сайтах производителей комплектующих и самих устройств (ноутбуков, планшетов) или с помощью специализированных утилит.

Отключите энергосбережение на мобильных устройствах.
Так вы с высокой вероятностью положительно повлияете на работу беспроводного адаптера. Однако при этом следите за емкостью аккумулятора и не допускайте, чтобы она опускалась ниже критичной отметки.