Alle, der har samlet, købt eller i det mindste indstillet en radio, har måske hørt ord som: følsomhed og selektivitet.
Følsomhed — denne parameter viser, hvor godt din modtager kan modtage signaler selv på de mest afsides steder.
Selektivitet viser til gengæld, hvor godt modtageren kan indstille sig på en bestemt frekvens uden indflydelse fra andre frekvenser. Disse „andre frekvenser”, dvs. ikke relateret til signaloverførslen fra den valgte radiostation, spiller i dette tilfælde en rolle som radiostøj.
Ved at øge transmitterens effekt får vi modtagere med lav følsomhed til at modtage vores signal uanset hvad. Det er også vigtigt, hvordan signalerne fra forskellige radiostationer påvirker hinanden, da dette komplicerer justeringen og reducerer kvaliteten af radioforbindelsen.
I Wi-Fi-miljøet anvendes radiofrekvenser som et medie til dataoverførsel. Derfor er mange af de ting, som radioingeniører og radioentusiaster fra fortiden og endda tidligere århundreder arbejdede med, stadig relevante i dag.
Men noget er ændret. Erstatning for analog formatet er digital broadcast, hvilket har ændret karakteren af det overførte signal.
Nedenfor er en beskrivelse af almindelige faktorer, der påvirker funktionen af trådløse Wi-Fi-netværk inden for standarderne IEEE 802.11b/g/n.
Nogle nuancer ved Wi-Fi-netværk
For terrestrisk radiooverførsel væk fra større befolkningscentre, når man kun kan modtage signalet fra den lokale FM-radiostation og "Mayak" på VHF-båndet, opstår spørgsmålet om indbyrdes påvirkning ikke.
En anden sag er Wi-Fi-enheder, der kun opererer i to begrænsede frekvenser: 2,4 og 5 GHz. Nedenfor er beskrevet nogle problemer, som man skal være opmærksom på, selv om man ikke kan overvinde dem.
Problem nummer ét — forskellige standarder arbejder med forskellige frekvenser.
I 2,4 GHz-båndet arbejder enheder, der understøtter standard 802.11b/g, mens netværk af standard 802.11n arbejder i 5 GHz-båndet med enheder af standard 802.11a og 802.11n.
Som vi kan se, kan kun enheder, der følger standarden 802.11n, fungere både i 2,4 GHz-båndet og i 5 GHz-båndet. I andre tilfælde skal vi enten støtte udsendelse i begge bånd eller acceptere, at nogle klienter ikke kan oprette forbindelse til vores netværk.
Problem nummer to — Wi-Fi-enheder, der opererer inden for nærmeste rækkevidde, kan bruge det samme frekvensbånd.
For enheder, der arbejder i 2,4 GHz-frekvensbåndet, er der 13 trådløse kanaler med en bredde på 20 MHz tilgængelige og tilladt for standard 802.11b/g/n eller 40 MHz for standard 802.11n med intervaller på 5 MHz i Rusland.
Derfor skaber enhver trådløs enhed (klient eller adgangspunkt) interferens med nabokanalerne. Omvendt er effekten af senderen i klientenheden, f.eks. en smartphone, betydeligt lavere end hos et almindeligt adgangspunkt. Derfor vil vi i denne artikel kun fokusere på indflydelsen mellem adgangspunkter.
Den mest populære kanal, der standardmæssigt foreslås til kunderne, er 6. Men man skal ikke lade sig narre af, at man ved at vælge det nærliggende nummer vil slippe for den uønskede påvirkning. Et adgangspunkt, der arbejder på kanal 6, giver stærk interferens på kanalerne 5 og 7 og svagere på kanalerne 4 og 8. Med større afstand mellem kanalerne mindskes indflydelsen mellem dem. Derfor er det ekstremt ønskeligt, at deres bærende frekvenser adskilles med 25 MHz (5 mellemkanalintervaller) for at minimere gensidig interferens.
Problemet er, at der kun er 3 kanaler med lav indflydelse på hinanden til rådighed: det er 1, 6 og 11.
Vi er nødt til at finde en måde at omgå de eksisterende begrænsninger. For eksempel kan vi kompensere for den gensidige indflydelse af enhederne ved at reducere effekten.
Om fordelene ved moderering i alt
Som nævnt tidligere er det ikke altid dårligt at sænke effekten. Faktisk kan en stigning i effekten betydeligt forringe modtagelsen, og det handler slet ikke om, at adgangspunktet er 'svagt'. Nedenfor vil vi se på, hvornår dette kan være nyttigt.
Belastning af radiofrekvenser
Effekten af belastning kan opleves direkte, når du vælger en enhed til forbindelse. Hvis der er mere end tre til fire netværk i listen over Wi-Fi-net, kan vi allerede tale om belastningen af radiofrekvensen. Hver enkelt netværk er en kilde til interferens for sine naboer. Og interferens påvirker netværkets ydeevne, fordi det kraftigt øger støjniveauet, hvilket fører til behovet for konstant genafsendelse af pakker. I dette tilfælde er den primære anbefaling at reducere transmitterens styrke i adgangspunktet, ideelt set overbevise alle naboer om at gøre det samme for ikke at forstyrre hinanden.
Situationen minder om en skoleklasse under en lektion, når læreren er fraværende. Hver elev begynder at tale med sidemanden og andre klassekammerater. I det generelle støj kan de dårligt høre hinanden og begynder at tale højere, så endnu højere, og til sidst begynder de at skrige. Læreren kommer hurtigt tilbage til klassen, tager nogle disciplinære foranstaltninger, og situationen normaliseres. Hvis vi forestiller os netværksadministratoren som læreren og punktindehaverne som eleverne, får vi næsten en direkte analogi.
Asymmetrisk forbindelse
Som tidligere nævnt er transmitterens styrke i adgangspunktet normalt 2-3 gange stærkere end på klientmobilenhederne: tablets, smartphones, bærbare computere osv. Derfor er det meget sandsynligt, at der opstår 'grå zoner', hvor klienten modtager et godt stabilt signal fra adgangspunktet, mens overførslen fra klienten til punktet ikke fungerer "helt godt". Denne type forbindelse kaldes asymmetrisk.
For at opretholde en stabil forbindelse med god kvalitet er det yderst ønskeligt, at forbindelsen mellem klientenheden og adgangspunktet er symmetrisk, hvor modtagelse og overførsel i begge retninger fungerer tilstrækkeligt effektivt.
Figur 1. Asymmetrisk forbindelse med et eksempel på en lejlighedsplan.
For at undgå asymmetrisk forbindelser er det vigtigt at undgå uovervejet at hæve transmitterens styrke.
Når der kræves en stigning i styrke
De nævnte faktorer kræver en stigning i styrke for at bevare en stabil forbindelse.
Interferens fra andre typer radiokommunikationsenheder og anden elektronik
Bluetooth-enheder, såsom hovedtelefoner, trådløse tastaturer og mus, der arbejder i frekvensområdet 2,4 GHz, kan forårsage forstyrrelser i adgangspunktets og andre Wi-Fi-enheders drift.
De nedenfor nævnte enheder kan også have en negativ indflydelse på signalets kvalitet:
- mikrobølgeovne;
- babyalarmer;
- CRT-skærme, trådløse højttalere, trådløse telefoner og andre trådløse enheder;
- ydre kilder til elektrisk spænding, såsom kraftledninger og transformerstationer,
- elmotorer;
- kabler med utilstrækkelig skærmning samt koaksialkabel og stik, der bruges med nogle typer satellitparaboler.
Store afstande mellem Wi-Fi-enheder
Alle radioudstyr har en begrænset rækkevidde. Bortset fra de konstruktive træk ved den trådløse enhed kan den maksimale rækkevidde blive reduceret af eksterne faktorer såsom forhindringer, radioforstyrrelser osv.
Alt dette fører til dannelsen af lokale 'døde zoner', hvor signalet fra adgangspunktet 'ikke når' frem til klientenheden.
Forhindringer for signalet
Forskellige forhindringer (vægge, lofter, møbler, metaldøre osv.), der er placeret mellem Wi-Fi-enheder, kan reflektere eller absorbere radiosignaler, hvilket fører til forringelse eller komplet tab af forbindelse.
Enkelte og åbenlyse ting såsom arméringer i betonvægge, metalplader, stålrammer samt spejle og tonede vinduer reducerer tydeligt signalstyrken.
Interesant fakta: den menneskelige krop svækker signalet med cirka 3 dB.
Nedenfor vises en tabel over signalets effektivitetstab ved gennemgang af forskellige medier for et 2,4 GHz netværk.
* Effektiv rækkevidde — angiver graden af reduktion af rækkevidden efter at have passeret det relevante forhindring sammenlignet med åbent rum.
Lad os opsummere
Som nævnt tidligere forbedrer høj signalstyrke ikke i sig selv kvaliteten af Wi-Fi-forbindelsen, men kan forhindre oprettelsen af en god forbindelse.
Samtidig er der situationer, hvor der kræves højere kapacitet for stabil transmission og modtagelse af Wi-Fi radiosignaler.
Sådan er kravene modstridende.
Nyttige funktioner fra Zyxel, der kan hjælpe.
Det er tydeligt, at vi skal bruge nogle interessante funktioner, der kan hjælpe med at håndtere denne modstridende situation.
VIGTIGT! Om mange nuancer ved opbygning af trådløse netværk samt mulighederne og praktisk brug af udstyr kan man lære på specialiserede kurser fra Zyxel — ZCNE. Find ud af om de nærmeste kurser. .
Client Steering
Som nævnt tidligere, vedrører de beskrevne problemer primært 2.4GHz-båndet.
Lykkelige ejere af moderne enheder kan benytte 5GHz-frekvensområdet.
Fordele:
- Flere kanaler, hvilket gør det nemmere at vælge dem, der vil påvirke hinanden mindst;
- Andre enheder, såsom Bluetooth, bruger ikke dette bånd;
- Understøttelse af 20/40/80 MHz brede kanaler.
Ulemper:
- Radiosignalet i dette bånd passerer dårligere gennem hindringer. Derfor er det ønskeligt at have ikke én "super-gennemtrængende" access point, men to til tre med mere beskeden signalstyrke i forskellige rum. På den anden side giver dette en mere jævn dækning, end at fange signalet fra én, men "super-stærk".
Men i praksis opstår der altid nuancer. For eksempel tilbyder nogle enheder, operativsystemer og software som standard stadig at forbinde til det "gode gamle" 2.4GHz-bånd. Dette gøres for at mindske kompatibilitetsproblemer og forenkle tilslutningsalgoritmen. Hvis forbindelsen sker automatisk, eller brugeren ikke bemærker dette, vil muligheden for at bruge 5GHz forblive ubenyttet.
Funktionen Client Steering kan ændre denne situation, da den som standard tilbyder klientenheder straks at forbinde via 5GHz. Hvis denne frekvens ikke understøttes af klienten, kan den stadig bruge 2.4GHz.
Denne funktion er tilgængelig:
- adgangspunkterne Nebula og NebulaFlex;
- På trådløse netværks controllere NXC2500 og NXC5500;
- i firewalls med controllerfunktion.
Auto Healing
Der er nævnt mange argumenter for fleksibel regulering af signalstyrken. Men der er stadig et rimeligt spørgsmål: hvordan kan man gøre det?
For this, Zyxel's wireless network controllers have a special function: Auto Healing.
The controller uses it to check the status and functionality of access points. If one of them is not working, neighboring points receive instructions to increase their signal strength to fill the created silent zone. Once the inactive access point is operational again, neighboring points are instructed to reduce their signal strength to avoid interference with each other.
This function is also present in a special line of wireless network controllers: NXC2500 and NXC5500.
Protected wireless network boundary
Neighboring access points from the parallel network not only create interference but can also be used as a launch pad for attacks on the network.
In turn, the wireless network controller must combat this. The NXC2500 and NXC5500 controllers have sufficient means, such as standard WPA/WPA2-Enterprise authentication, various implementations of Extensible Authentication Protocol (EAP), and a built-in firewall.
Thus, the controller not only identifies unauthorized access points but also blocks suspicious activities in the corporate network, which are highly likely to have malicious intent.
Rogue AP Detection Function (Rogue AP Containment)
First, let's clarify what a Rogue AP is.
A Rogue AP is an unauthorized access point that is not controlled by the network administrator. However, it is within the reach of the enterprise's Wi-Fi network. For instance, these could be personal access points of employees that are plugged into the office network outlets without permission. Such actions negatively impact network security.
In fact, such devices create a channel for external connections to the enterprise network, bypassing the main protection system.
For example, a rogue access point (RG) is not formally part of the corporate network, but it has created a wireless network with the same SSID as the legitimate access points. As a result, the RG point can be used to intercept passwords and other secret information when clients of the corporate network mistakenly try to connect to it and attempt to transmit their credentials. Consequently, users' credentials will be known to the owner of the phishing point.
Most of Zyxel's access points have a built-in radio frequency scanning feature to identify unauthorized points.
VIGTIGT! Detection of rogue points (AP Detection) will work only if at least one of these 'guardian' access points is configured to operate in network monitoring mode.
Once the Zyxel access point, when operating in monitoring mode, detects foreign points, a blocking procedure can be initiated.
Suppose a Rogue AP mimics a legitimate access point. As mentioned earlier, an attacker can replicate corporate SSID settings on the fake point. The Zyxel access point will then attempt to impede this dangerous activity by disrupting it through the broadcasting of dummy packets. This will prevent clients from connecting to the Rogue AP and intercepting their credentials. Thus, the 'spy' access point will be unable to complete its mission.
As we can see, the mutual influence of access points not only causes annoying interference during each other's operation but can also be used to protect against attackers' attempts.
Konklusion
The material within a small article does not allow for a discussion of all the nuances. However, even a brief overview makes it clear that the development and maintenance of a wireless network have quite interesting intricacies. On one hand, it is necessary to combat the mutual influence of signal sources, including by reducing the power of access points. On the other hand, it is essential to maintain the signal level at a sufficiently high level for stable connections.
This contradiction can be circumvented by using special functions of wireless network controllers.
Det er også værd at bemærke, at virksomheden Zyxel arbejder på at forbedre alt, hvad der hjælper med at opnå kvalitetsforbindelse uden store omkostninger.
Kilder
Kilde: habr.com
