Wydajna sieć WiFi w mieszkaniu i domu ma coraz większe znaczenie – zarówno z uwagi na coraz popularniejszą pracę zdalną, większe wykorzystanie usług chmurowych, jak i stale rosnące wymogi aplikacji i gier w zakresie szybkości transferu, opóźnień, stabilności i utraty pakietów.
Szybkość dostępu do Internetu przy obecnie dostępnych szybkościach łącz, zwłaszcza przy łączach operatorów kablowych oraz łączach światłowodowych (w technologii FTTH) często przekracza możliwości transmisji dostępne przy najnowszych urządzeniach WiFi i wymaga starannego zaprojektowania wewnętrznej sieci WiFi w domu czy mieszkaniu oraz starannego doboru wykorzystywanych urządzeń dla uzyskania najlepszych efektów i stabilności transmisji.
Niewystarczająca szybkość WiFi w domu czy mieszkaniu może być spowodowana:
- Urządzeniami WiFi nie wspierającymi nowych technologii
- Zbyt słabym zasięgiem lub mocą sygnału
- Przepełnionym pasmem
- Zbyt dużą liczbą końcowych urządzeń sieciowych
- Błędnym projektem/wdrożeniem sieci wifi
Urządzenia WiFi poprzednich generacji
To częsta przyczyna niewystarczającej szybkości sieci WiFi, tym bardziej prawdopodobna, im starsza jest zainstalowana infrastruktura WiFi.
Urządzenia poprzednich generacji, zwłaszcza nieobsługujące pasma 5GHz, mają znacznie ograniczoną przepustowość, często kilkukrotnie niższą od szybkości łącza internetowego. Pomimo wystarczającej siły sygnału dostępne pasmo nie pozwala na uzyskanie satysfakcjonującej szybkości połączenia. W warunkach dużego nasilenia ruchu parametry WiFi mogą być niewystarczające dla uzyskania stabilnych połączeń video, a nawet satysfakcjonującej jakości transmisji audio.
Prostym i skutecznym rozwiązaniem problemu jest wymiana urządzeń na wspierające aktualne technologie, najlepiej wspierające standardy Wave-2 oraz WiFi 5 (IEEE 802.11ac) lub nowszy.
Standard WiFi 5 zapewni urządzeniom dostęp do sieci w pasmach 2,4GHz i 5GHz, jednocześnie gwarantując obsługę osobnych protokołów dla urządzeń wspierających stare i nowe protokoły. Rozszerzenie standardu WiFi 5 o technologię Wave-2 umożliwia zwiększenie szybkości pracy nowszych urządzeń i usprawnienie komunikacji urządzeń w przypadku jednoczesnej obsługi przez pojedynczy Access Point urządzeń końcowych wspierających różne szybkości i protokoły. Dodatkowo, obecna w wielu urządzeniach technologia Band-Steering, umożliwi wymuszenie połączenia urządzeń wspierających częstotliwość 5GHz do pasma o wyższej częstotliwości, które zapewnia znacznie lepsze parametry transmisji i mniejsze obciążenie kanałów.
Słaby zasięg
Kwestia słabego zasięgu zazwyczaj jest stosunkowo prosta do wyeliminowania, jednak uzyskanie wystarczających prędkości transmisji wymaga starannego zaplanowania zmian w infrastrukturze oraz nowej generacji urządzeń.
Rozwiązaniem jest umieszczenie dodatkowych punktów dostępowych (Access Pointów) w miejscach zbyt słabego sygnału.
Proponowane przez wielu „specjalistów” zwiększenie mocy sygnału urządzeń dostępowych (często powyżej dozwolonych prawem limitów) w celu zapewnienia wyższej siły odbieranego sygnału w miejscach o gorszej propagacji jest zdecydowanie błędnym podejściem, nie zapewniającym poprawy parametrów transmisji. Warto pamiętać, że transmisja pomiędzy urządzeniem dostępowym a końcowym jest transmisją dwukierunkową, gdzie istotna jest nie tylko moc sygnału od stacji bazowej do urządzenia końcowego lecz również transmisja zwrotna, na którą wpływu nie ma moc sygnału stacji bazowej, a jedynie moc transmisji samego urządzenia, które nie jest w żaden sposób kontrolowane przez ustawienia sieci WiFi.
Idealnym rozwiązaniem problemu ze zbyt małym zasięgiem sieci jest umieszczenie dodatkowych Access Pointów, które dostęp do sieci (głównego punktu dystrybucyjnego) mają zapewniony okablowaniem strukturalnym.
Jest to rozwiązanie najlepsze, niestety nie zawsze możliwe do zastosowania – zwłaszcza w domu lub mieszkaniu – z uwagi na brak dostępnego okablowania lub wysokie koszty/problemy związane z jego instalacją.
W przypadku braku możliwości instalacji Access Pointów podłączonych przewodowo do sieci pozostaje wykorzystanie mniej inwazyjnych, lecz także mniej stabilnych i znacznie wolniejszych technik dystrybucji sygnału internetowego. Należą do nich przesyłanie sygnału z wykorzystaniem okablowania sieci elektrycznej (adaptery PowerLine) lub skorzystanie z bezprzewodowej technologii WiFi-Mesh.
W przypadku przesyłania danych przy wykorzystaniu dostępnego okablowania sieci elektrycznej (PowerLine) należy liczyć się z mniejszymi możliwymi do uzyskania prędkościami transmisji, wymaganiu instalacji wszystkich urządzeń dostępowych na tej samej fazie elektrycznej oraz występującymi zakłóceniami, wpływającymi negatywnie na uzyskiwane transfery, powodowanymi przez pracę innych urządzeń zasilanych z sieci elektrycznej.
Drugim rozwiązaniem niewymagającym wykorzystania okablowania jest zastosowanie technologii WiFi-Mesh. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że każdy „hop” sieci powoduje dodatkowy narzut na czas transmisji pakietów oraz zmniejsza dostępne dla urządzenia końcowego pasmo co najmniej o połowę. Dlatego rozwiązanie powinno być wykorzystywane wyłącznie jako umożliwienie rozszerzenia zasięgu przez ostatni Access Point przy konieczności zagwarantowania wysokich parametrów transmisji pomiędzy urządzeniem WiFi-Mesh a stacją bazową połączoną kablowo po nieobciążonym kanale radiowym (najlepiej w paśmie 5GHz). Tym samym należy pamiętać, że urządzenie WiFi-Mesh należy umieścić w miejscu, które zapewni wysoką siłę sygnału i szybkość transferu do stacji bazowej. Rozwiązanie można zastosować w przypadku np. konieczności zapewnienia sygnału w ogrodzie w niedużej odległości od wewnętrznego Access Pointa połączonego kablowo do sieci LAN lub wzmocnienia sygnału w mieszkaniu, w niedalekiej odległości od głównego routera WiFi (np. przy wykorzystaniu rozwiązania Ubiquiti AmpliFi-HD).
W każdym z powyższych przypadków należy zapewnić, aby wszystkie Access Pointy sieci WiFi rozgłaszały to samo SSID (nazwę sieci WiFi) z tymi samymi parametrami uwierzytelniania. Pozwoli to na automatyczne przełączanie urządzenia klienckiego pomiędzy punktami (roaming), które może być sterowane z poziomu centralnego kontrolera sieci lub bezpośrednio przez urządzenie końcowe bazując na odbieranej mocy sygnału poszczególnych punktów dostępowych (często ze wspomaganiem protokołem 802.11r). Drugą opcją wartą wdrożenia na wszystkich zainstalowanych Access Pointach jest Band-Steering, zapewniający wymuszenie podłączenia kwalifikujących się urządzeń do mniej obciążonego i wydajniejszego pasma 5GHz. Jeżeli urządzenia bazowe lub końcowe nie wspierają tej technologii, a jednocześnie wskazana jest migracja części urządzeń do mniej obciążonych pasm w częstotliwościach 5GHz można rozważyć osobny SSID (osobną nazwę sieci WiFi) rozgłaszany wyłącznie na paśmie 5GHz i podłączenie do niego wszystkich urządzeń wspierających tę technologię.
Przepełnione pasmo
Przepełnione pasmo dostępowe, zwłaszcza w częstotliwościach 2,4GHz, to zmora większości użytkowników mieszkających w blokach lub terenach o znacznym zasiedleniu.
Komunikacja w sieciach WiFi – podobnie jak ma to miejsce w technologii LTE czy 5G – jest komunikacją kolizyjną. W uproszczeniu oznacza to, że wszyscy użytkownicy nadający na tej samej częstotliwości konkurują ze sobą o dostępne pasmo. Jeżeli kanał transmisyjny jest przepełniony, wówczas urządzenia transmitujące równocześnie muszą czekać na wolne pasmo i ponawiać transmisję, więc osiągane realne szybkości transmisji spadają, często do nieakceptowalnych szybkości.
Sieć WiFi w paśmie 2,4GHz oferuje tylko 3 niezależne kanały, które nie pokrywają się swoimi częstotliwościami. W miejscach, gdzie liczba aktywnych Access Pointów oraz sieci WiFi jest duża, taka liczba dostępnych kanałów jest niewystarczająca, ażeby zapewnić sprawną transmisję dla wszystkich użytkowników.
Pasmo WiFi 5GHz posiada znacznie więcej kanałów, a poszczególne kanały nie współdzielą częstotliwości, więc wynikowo posiada większą pojemność sieci i jest znacznie mniej „zatłoczone”. Dzięki temu w środowiskach o dużej gęstości Access Pointów i użytkowników umożliwia uzyskanie znacznie większych prędkości transmisji. Niestety pasmo 5GHz nie jest wspierane przez wszystkie urządzenia sieciowe, a dodatkowo wyższa częstotliwość pracy zmniejsza zasięg sieci, a moc jest bardziej tłumiona przez przeszkody naturalne jak drzwi i ściany.
Przy projekcie sieci uwzględniającym wysoką zajętość pasma należy zwrócić szczególną uwagę na wsparcie obsługi jak największej liczby urządzeń w paśmie 5GHz (np. przy wykorzystaniu technologii Band-Steering) oraz rozłożenie transmisji poszczególnych Access Pointów na niezależnych kanałach, możliwie najmniej zajętych – co można wcześniej zweryfikować analizując zajętość pasm na poszczególnych kanałach. Podczas analizy zajętości kanałów należy także uwzględnić poziom zakłóceń wynikających z pracy innych urządzeń – np. kuchenek mikrofalowych, radarów czy interferencji – które mogą generować zakłócenia w wykorzystywanych pasmach WiFi.
Zbyt duża liczba końcowych urządzeń sieciowych
Niniejszy punkt jest dosyć mocno powiązany z punktem powyższym. Duża liczba urządzeń sieciowych (własnych lub obcych) bezpośrednio wpływa na zajętość pasma lub na nadmierne przeciążenie pojedynczego Access Pointa. Wpływa również na nieoptymalną pracę urządzeń, w przypadku komunikacji z Access Pointami, które nie wspierają technologii Wave-2.
Przy dużej liczbie urządzeń w sieci należy uwzględnić analizę obciążenia pasm dostępowych oraz schemat podłączeń urządzeń własnych do posiadanych Access Pointów. Należy dążyć, żeby urządzenia własne działały na najmniej obciążonych pasmach, jak również żeby były w miarę równo rozłożone pomiędzy dostępne Access Pointy. Przy planowaniu lub wymuszeniu zrównoważonego rozłożenia urządzeń pomiędzy Access Pointy można eksperymentować z mocą sygnału poszczególnych Access Pointów na poszczególnych pasmach, zmieniając tym samym ich efektywny zasięg i obejmowany obszar.
Jednocześnie należy zweryfikować parametry transmisji urządzeń dostępowych i na bazie wynikowych informacji odpowiednio ustawić parametry rozgłaszania sieci WiFi, w szczególności w zakresie wyeliminowania protokołów, które najbardziej obciążają sieć nieefektywnym kodowaniem lub nadmiernym wykorzystaniem dostępnego pasma – np. w zakresie możliwości wyeliminowania rozgłaszania pakietów beacon-probe i beacon-request w pasmach poniżej 11Mbps oraz obsługi w tych pasmach urządzeń końcowych. Optymalizacja sieci WiFi eliminująca obsługę starych urządzeń wspierających wyłącznie standard 802.11b znacznie odciąża sieć WiFi, w niewielkim stopniu ograniczając efektywny zasięg sieci.
Błędny projekt sieci WiFi
Nieprawidłowy projekt sieci WiFi może spowodować zaburzenia w pracy połączeń bezprzewodowych zarówno w małych jak i większych lokalizacjach.
Przez projekt należy rozumieć zarówno dobór, fizyczne rozłożenie i podłączenie urządzeń, jak i ich konfigurację logiczną. Wszystkie te czynniki mają znaczący wpływ na funkcjonowanie sieci oraz osiągane transfery i stabilność pracy. Niewielkie zmiany mogą mieć znaczący wpływ na efektywność komunikacji i uzyskiwane szybkości połączeń.
Najczęściej spotykane błędy przy planowaniu sieci WiFi to:
- Nieprawidłowa liczba i rozłożenie urządzeń
- Nieprawidłowy dobór urządzeń
- Błędny dobór kanałów pracy Access Pointów
- Złe ustawienia mocy nadawczej Access Pointów (najczęściej zbyt duża moc nadawcza)
- Umieszczanie urządzeń pracujących w technologii WiFi-Mesh lub range-extenderów na granicy zasięgu urządzenia bazowego
- Brak lub nieprawidłowo zrealizowany roaming urządzeń końcowych pomiędzy Access Pointami
- Brak mechanizmów przekierowania urządzeń dwupasmowych do pasma 5GHz
- Brak optymalizacji sieci w celu wykluczenia nieużywanych i nieefektywnych protokołów transmisyjnych (np. 802.11b)
Jeżeli potrzebujesz pomocy w rozwiązaniu Twoich problemów z siecią WiFi lub zaplanowaniu nowej, wydajnej i bezpiecznej infrastruktury skontaktuj się z nami.