Все, кто собирал, покупал или хотя бы настраивал радиоприемник, вероятно, слышали такие термины, как: чувствителност и избирателност.
Чувствителност — този параметър показва колко добре вашият приемник може да приема сигнал дори в най-отдалечените райони.
А избирателност, от своя страна, показва колко добре приемникът може да се настрои на определена честота без влияние от други честоти. Тези 'други честоти', тоест неотнасящи се до предаването на сигнала от избраната радиостанция, в този случай играят роля на радиопомехи.
Повишавайки мощността на предавателя, ние заставяме приемниците с ниска чувствителност да приемат нашия сигнал на всяка цена. Немалка роля играе взаимното влияние на сигналите от различни радиостанции едни върху други, което усложнява настройката и намалява качеството на радиовръзката.
В средата на Wi-Fi се използва радио ефир като средство за предаване на данни. Затова много от нещата, с които са работили радиоинженерите и радиолюбителите от миналото и дори от по-предишните столетия, остават актуални и днес.
Но нещо се е променило. На мястото на аналоговия формат дойде цифровото предаване, което доведе до промяна в характера на предавания сигнал.
По-долу се представя описание на разпространените фактори, които оказват влияние върху функционирането на безжичните Wi-Fi мрежи в рамките на стандартите IEEE 802.11b/g/n.
Някои нюанси на Wi-Fi мрежите
За ефирно радиовещане далеч от големи населени места, когато може да се приеме на своя приемник само сигналът на местната FM радиостанция и още 'Маяк' в УКВ диапазона — въпросът за взаимното влияние не се повдига.
Друго е при Wi-Fi устройствата, работещи само в две ограничени диапазони: 2,4 и 5 GHz. По-долу са описани няколко проблема, които трябва да знаете как да преодолеете или поне да сте наясно с тях.
Проблема първа — различните стандарти работят с различни диапазони.
В диапазона 2.4 GHz работят устройства, поддържащи стандарт 802.11b/g, а мрежите на стандарт 802.11n, в диапазона 5 GHz работят устройства на стандарт 802.11a и 802.11n.
Както виждаме, само устройствата от стандарт 802.11n могат да работят както в диапазона от 2.4 GHz, така и в диапазона от 5 GHz. В останалите случаи трябва или да поддържаме излъчване в двата диапазона, или да се примирим с факта, че някои клиенти няма да могат да се свържат с нашата мрежа.
Втората проблема — Wi-Fi устройствата, работещи в радиус на близко действие, могат да използват един и същ честотен диапазон.
За устройствата, работещи на честотната лента от 2.4 GHz, в Русия са налични и разрешени 13 безжични канала с ширина 20 MHz за стандарт 802.11b/g/n или 40 MHz за стандарт 802.11n с интервали от 5 MHz.
Следователно всяко безжично устройство (клиент или точка на достъп) създава смущения в съседните канали. Другото е, че мощността на предавателя на клиентското устройство, например смартфона, е значително по-ниска от тази на обикновена точка на достъп. Следователно за целите на статията ще говорим само за взаимното влияние на точките на достъп помежду си.
Най-популярният канал, който се предлага по подразбиране на клиентите — 6. Но не бива да се заблуждаваме, че като изберем съседен номер, ще се избавим от паразитното влияние. Точка на достъп, работеща на канал 6, предава силни смущения на канали 5 и 7 и по-слаби — на канали 4 и 8. С увеличаването на интервалите между каналите тяхното взаимно влияние намалява. Следователно, за да сведем взаимните смущения до минимум, е изключително желателно носещите честоти да са на разстояние от 25 MHz една от друга (5 междиканални интервала).
Проблемът е, че от всички канали с малко влияние един на друг са налични само 3: това са 1, 6 и 11.
Трябва да търсим някакъв начин да заобиколим съществуващите ограничения. Например, взаимното влияние на устройствата може да бъде компенсирано чрез намаляване на мощността.
За ползата от умереността във всичко
Както вече бе споменато по-горе, намаляването на мощността не е винаги лошо. Нещо повече, при повишаване на мощността качеството на приемането може да се влоши значително и проблемът не е в „слабостта“ на точката на достъп. По-долу ще разгледаме в какви случаи това може да бъде полезно.
Зареждане на радиоефира
Ефектът на натовареност може да се види на практика в момента на избора на устройство за свързване. Ако в списъка с Wi-Fi мрежи има повече от три-четири опции, вече можем да говорим за натоварване на радиоефира. Всяка мрежа е източник на смущения за своите съседи. А смущенията влияят на производителността на мрежата, тъй като рязко увеличават нивото на шума и това води до необходимостта от постоянно повторно изпращане на пакети. В този случай основната препоръка е да се намали мощността на предавателя в точката на достъп, а идеално е да се убеди всичките съседи да направят същото, за да не си пречат.
Ситуацията напомня на училищен клас по време на урок, когато учителят е излязъл. Всеки ученик започва да разговаря с съсседа си на чина и с други съученици. В общия шум те слабо чуват един друг и започват да говорят по-високо, после още по-високо и в крайна сметка започват да викат. Учителят бързо се връща в класа, налага някакви дисциплинарни мерки и ситуацията се възстановява. Ако в ролята на учителя представим мрежовия администратор, а в ролята на учениците — собствениците на точките на достъп, получаваме почти пряка аналогия.
Асиметрично свързване
Както вече беше споменато, мощността на предавателя на точката за достъп обикновено е 2-3 пъти по-силна от тази на клиентските мобилни устройства: таблети, смартфони, лаптопи и т.н. Следователно, е вероятно появата на „сиви зони“, където клиентът ще получава добър стабилен сигнал от точката на достъп, но предаването от клиента до точката ще работи „не много“ добре. Такова свързване се нарича асиметрично.
За поддържане на стабилна връзка с добро качество е изключително желателно между клиентското устройство и точката на достъп да има симетрично свързване, при което приемането и предаването в двете посоки работят достатъчно ефективно.
Рисунок 1. Асиметрично свързване на примера на план на апартамент.
За да се избегнат асиметрични свързвания, е добре да се избягва необмисленото повишаване на мощността на предавателя.
Когато е необходимо повишаване на мощността
Изброените по-долу фактори изискват повишаване на мощността с цел запазване на устойчива връзка.
Смущения от устройства за радиовръзка от други типове и друга електроника
Bluetooth устройства, като слушалки, безжични клавиатури и мишки, работещи в честотния диапазон 2.4 GHz, оказващи влияние под формата на интерференция върху работата на точката за достъп и други Wi-Fi устройства.
По-долу изброените устройства също могат да оказват негативно влияние на качеството на сигнала:
- микровълнови печки;
- детски радионяни;
- монитори с CRT, безжични тонколони, безжични телефони и други безжични устройства;
- външни източници на електрическо напрежение, като линии за пренос на електрическа енергия и електрически подстанции,
- електромотори;
- кабели с недостатъчно екраниране, както и коаксиални кабели и съединители, използвани с някои типове сателитни антени.
Големи разстояния между Wi-Fi устройствата
Всички радиоустройства имат ограничен обхват. Освен конструктивните особености на безжичното устройство, максималното разстояние до което може да достигне, може да бъде намалено от външни фактори, като наличие на препятствия, радиосигнални интерференции и т.н.
Всичко това води до образуването на локални „зони без достъп“, където сигналът от точката за достъп „не достига“ до клиентското устройство.
Препятствия за преминаването на сигнала
Различни препятствия (стени, тавани, мебели, метални врати и т.н.), разположени между Wi-Fi устройствата, могат да отразяват или абсорбират радиосигналите, което води до влошаване или пълна загуба на свързаност.
Толкова простички неща, като стени от желязобетон, покритие от листов метал, стоманена конструкция и дори огледала и тонирани стъкла, значително намаляват интензивността на сигнала.
Интересен факт: човешкото тяло отслабва сигнала с около 3 dB.
По-долу е показана таблица за загуба на ефективност на Wi-Fi сигнала при преминаване през различни среди за мрежата 2.4 GHz.
* Ефективно разстояние — обозначава величината на намаление на обхвата след преминаване през съответното препятствие в сравнение с откритото пространство.
Нека обобщим
Както вече споменахме, високата мощност на сигнала сама по себе си не повишава качеството на свързаността по Wi-Fi, но може да затрудни установяването на добра връзка.
В същото време съществуват ситуации, при които е необходимо да се осигури по-висока мощност за стабилна предаване и прием на Wi-Fi радиосигнал.
Така че, тези изисквания са противоречиви.
Полезни функции от Zyxel, които могат да помогнат
Очевидно е, че е необходимо да се използват интересни функции, които да помогнат за справяне с тази противоречива ситуация.
ВАЖНО! За многото нюанси при изграждането на безжични мрежи, както и за възможностите и практическото използване на оборудването можете да научите на специализирани курсове Zyxel — ZCNE. Научете за най-близките курсове .
Client Steering
Както бе отбелязано по-рано, описаните проблеми основно засягат диапазона 2.4Ггц.
Щастливците, притежаващи съвременни устройства, могат да използват диапазона 5Ггц.
Преимущества:
- повече канали, което улеснява избора на тези, които минимално ще влияят на другите;
- други устройства, като Bluetooth, не използват този диапазон;
- поддръжка на канали с ширина 20/40/80 МГц.
Недостатъци:
- Радиосигналът в този диапазон преминава по-лошо през прегради. Затова е желателно да имате не една "супер-пробивна" точка, а две-три точки за достъп с по-скромна сила на сигнала в различни помещения. От друга страна, това ще даде по-равномерно покритие, отколкото да се ловува сигнал от една, но "супер-силна".
Но на практика, както винаги, възникват нюанси. Например, някои устройства, операционни системи и софтуер по подразбиране все още предлагат за свързване "стария добър" диапазон 2.4Ггц. Това се прави за намаляване на проблемите със съвместимостта и опростяване на процеса на свързване към мрежата. Ако свързването се извършва автоматично или потребителят не е успял да забележи този факт — възможността за използване на диапазона 5Ггц ще остане настрана.
Промяна на тази ситуация ще помогне функцията Client Steering, която по подразбиране предлага на клиентските устройства незабавно да се свържат по 5Ггц. Ако този диапазон не се поддържа от клиента, той все пак ще може да използва 2.4Ггц.
Тази функция е налична:
- в точки за достъп Nebula и NebulaFlex;
- в контролерите на безжичната мрежа NXC2500 и NXC5500;
- в защитните стени с функция контролер.
Auto Healing
По-горе бяха представени много аргументи в полза на гъвкавото регулиране на мощността. Но остава основателен въпрос: как да го направим?
За целта контролерите на безжичната мрежа Zyxel имат специална функция: Auto Healing.
Контролерът с нейна помощ проверява състоянието и работоспособността на точките за достъп. Ако се окаже, че една от тях не работи, съседните ще получат указание да увеличат мощността на сигнала, за да запълнят образуваната зона на мълчание. След като отсъстващата точка за достъп се върне в експлоатация, съседните точки получават указание да намалят мощността на сигнала, за да не създават смущения в работата помежду си.
Тази функция също е налична в специалната линия контролери за безжична мрежа: NXC2500 и NXC5500.
Защитена безжична граница на мрежата
Съседните точки за достъп от паралелната мрежа не само създават смущения, но и могат да бъдат използвани като плацдарм за атака на мрежата.
От своя страна контролерът на безжичната мрежа трябва да се бори с това. В арсенала на контролерите NXC2500 и NXC5500 има достатъчно средства, като стандартна автентикация WPA/WPA2-Enterprise, различни реализации на Extensible Authentication Protocol (EAP) и вграден защитен екран.
По този начин контролерът не само открива неавторизирани точки за достъп, но и блокира подозрителни действия в корпоративната мрежа, които с голяма степен на вероятност носят злонамерен умисъл.
Функция Rogue AP Detection (Rogue AP Containment)
Първо, нека разберем какво е Rogue AP.
Rogue AP е чужди точки за достъп, които не се контролират от мрежовия администратор. Въпреки това, те присъстват в пределите на обхвата на Wi-Fi мрежата на предприятието. Например, това могат да бъдат лични точки за достъп на служителите, включени без разрешение в мрежовите контакти на работния офис. Такова самоинициатива оказва негативно влияние върху безопасността на мрежата.
Фактически, такива устройства образуват канал за неоторизирано свързване към мрежата на предприятието, заобикаляйки основната система на защита.
Например, неразрешенная точка (RG) за достъп формално не е в мрежата на предприятието, но е създадена безжична мрежа с името SSID, съвпадащо с легалните точки за достъп. В резултат на това точка RG може да се използва за прихващане на пароли и друга секретна информация, когато клиентите на корпоративната мрежа по грешка се опитват да се свържат с нея и предават своите удостоверителни данни. Вследствие на това данните на потребителите ще станат известни на собственика на „фишинг“ точката.
Повечето точки за достъп на компанията Zyxel имат вградена функция за сканиране на радиоефира с цел установяване на неразрешени точки.
ВАЖНО! Откритие на чужди точки (AP Detection) ще работи само ако поне една от тези „постоянни“ точки за достъп е конфигурирана за работа в режим на мониторинг на мрежата.
След като точка за достъп Zyxel, работеща в режим на мониторинг, открие чужди точки, може да се предприеме процедура за блокиране.
Да предположим, че Rogue AP имитира легалната точка за достъп. Както бе споменато по-горе, нападателят може да дублира корпоративните настройки на SSID на фалшивата точка. Тогава точката за достъп Zyxel ще се опита да предотврати опасната активност, генерирайки смущения чрез разпространение на фалшиви широковещателни пакети. Това ще доведе до невъзможност за свързване на клиентите с Rogue AP и прихващането на техните удостоверителни данни. А „шпионската“ точка за достъп няма да може да изпълни мисията си.
Както виждаме, взаимното влияние на точките за достъп не само предизвиква досадни смущения в работата им, но също така може да се използва за защита от атаки на нападатели.
Заключение
Материалът в рамките на кратка статия не позволява да се разкажат всичките нюанси. Но дори при повърхностен преглед става ясно, че разработването и поддържането на безжична мрежа имат доста интересни нюанси. От една страна, трябва да се бори с взаимното влияние на източниците на сигнал, включително чрез намаляване на мощността на точките за достъп. От друга страна, е необходимо да се поддържа нивото на сигнала на достатъчно високо ниво за стабилна връзка.
Това противоречие може да се заобиколи, използвайки специални функции на контролерите на безжичната мрежа.
Също така е важно да се отбележи, че компанията Zyxel работи върху усъвършенстването на всичко, което помага за постигане на качествена свързаност, без да е необходимо да се харчат големи суми.
Източници
Източник: habr.com
