Cualquiera que haya montado, comprado o al menos configurado una radio, seguramente ha escuchado palabras como: sensibilidad y selectividad.
La sensibilidad es este parámetro que muestra cuán bien su receptor puede captar la señal incluso en las áreas más remotas.
Y la selectividad, a su vez, muestra cuán bien el receptor puede sintonizar una determinada frecuencia sin la influencia de otras frecuencias. Estas "otras frecuencias", es decir, aquellas que no corresponden a la transmisión de la estación de radio seleccionada, juegan un papel de interferencia de radio.
Al aumentar la potencia del transmisor, obligamos a los receptores con baja sensibilidad a recibir nuestra señal a toda costa. Un papel importante lo desempeña la influencia mutua de las señales de diversas estaciones de radio entre sí, lo que complica la sintonización, reduciendo la calidad de la comunicacion de radio.
En el entorno de Wi-Fi se utiliza el espectro radioeléctrico como medio para la transmisión de datos. Por lo tanto, muchas cosas que manejaban los ingenieros de radio y los aficionados de antaño, siguen siendo relevantes en nuestros días.
Pero algo ha cambiado. A la transmisión analógica le ha seguido la transmisión digital, lo que ha implicado un cambio en la naturaleza de la señal transmitida.
A continuación se describen los factores comunes que afectan el funcionamiento de las redes inalámbricas Wi-Fi en el marco de los estándares IEEE 802.11b/g/n.
Algunos matices de las redes Wi-Fi
Para la radiodifusión en el aire lejos de grandes asentamientos, cuando solo se puede recibir en su receptor la señal de la estación de radio FM local y además "Mayak" en la banda VHF, no se plantea la cuestión de la influencia mutua.
Es diferente para los dispositivos Wi-Fi, que trabajan únicamente en dos bandas limitadas: 2.4 y 5 GHz. A continuación se describen algunos problemas que hay que superar o, al menos, saber cómo sortear.
Problema uno — diferentes estándares trabajan en diferentes bandas.
En la banda de 2.4 GHz, funcionan dispositivos que soportan el estándar 802.11b/g, mientras que en la banda de 5 GHz operan dispositivos de los estándares 802.11a y 802.11n.
Como vemos, solo los dispositivos con estándar 802.11n pueden operar tanto en la banda de 2.4 GHz como en la de 5 GHz. En otros casos, debemos soportar la transmisión en ambas bandas o conformarnos con que algunos clientes no puedan conectarse a nuestra red.
El segundo problema — Los dispositivos Wi-Fi que operan en la proximidad más cercana pueden utilizar la misma banda de frecuencia.
Para los dispositivos que operan en la banda de frecuencia de 2.4 GHz, en Rusia hay disponibles y permitidos 13 canales inalámbricos de 20 MHz para el estándar 802.11b/g/n o 40 MHz para el estándar 802.11n con intervalos de 5 MHz.
Por lo tanto, cualquier dispositivo inalámbrico (cliente o punto de acceso) crea interferencias en los canales adyacentes. La diferencia es que la potencia del transmisor del dispositivo cliente, como un smartphone, es significativamente más baja que la de un punto de acceso convencional. Por eso, a lo largo del artículo hablaremos solo sobre la influencia mutua de los puntos de acceso entre sí.
El canal más popular que se ofrece por defecto a los clientes es el 6. Pero no debemos engañarnos al pensar que, al elegir un número vecino, nos libramos de la influencia parasitaria. Un punto de acceso que opera en el canal 6 genera fuertes interferencias en los canales 5 y 7 y más débiles en los canales 4 y 8. A medida que aumenta la distancia entre los canales, su influencia mutua disminuye. Por lo tanto, para minimizar las interferencias mutuas, es deseable que sus frecuencias portadoras estén separadas entre sí por 25 MHz (5 intervalos entre canales).
El problema es que de todos los canales con poca influencia entre sí, solo hay 3 disponibles: 1, 6 y 11.
Es necesario encontrar alguna forma de sortear las limitaciones existentes. Por ejemplo, las interferencias mutuas de los dispositivos se pueden compensar reduciendo la potencia.
Sobre los beneficios de la moderación en todo
Como se mencionó anteriormente, reducir la potencia no siempre es algo malo. De hecho, al aumentar la potencia, la calidad de recepción puede deteriorarse significativamente, y esto no tiene nada que ver con la "debilidad" del punto de acceso. A continuación, veremos en qué casos esto puede ser útil.
Carga del espectro radioeléctrico
El efecto de la congestión se puede observar directamente al seleccionar un dispositivo para conectarse. Si en la lista de redes Wi-Fi hay más de tres o cuatro opciones, ya se puede hablar de una congestión en el espectro radioeléctrico. Cada red es una fuente de interferencia para sus vecinas, y estas interferencias afectan el rendimiento de la red, ya que aumentan drásticamente el nivel de ruido, lo que lleva a la necesidad de retransmitir los paquetes constantemente. En este caso, la recomendación principal es reducir la potencia del transmisor en el punto de acceso, idealmente persuadir a los vecinos para que hagan lo mismo y así no interrumpan entre sí.
La situación es similar a una clase en la escuela durante la lección, cuando el maestro se ausenta. Cada alumno comienza a conversar con su compañero de escritorio y con otros compañeros. En medio de todo el ruido, no se escuchan bien entre ellos y empiezan a hablar más alto, luego aún más fuerte, y al final empiezan a gritar. El maestro rápidamente regresa al aula, toma algunas medidas disciplinarias y la situación normal se restablece. Si imaginamos al administrador de red como el maestro y a los dueños de los puntos de acceso como los alumnos, obtenemos una analogía casi directa.
Conexión asimétrica
Como se mencionó anteriormente, la potencia del transmisor del punto de acceso suele ser de 2 a 3 veces mayor que en los dispositivos móviles del cliente: tabletas, teléfonos inteligentes, laptops, etc. Por lo tanto, es bastante probable que aparezcan 'zonas grises', donde el cliente recibe una buena señal estable del punto de acceso, pero la transmisión desde el cliente hacia el punto no funciona 'muy bien'. Este tipo de conexión se denomina asimétrica.
Para mantener una conexión estable con buena calidad, es altamente deseable que entre el dispositivo del cliente y el punto de acceso haya una conexión simétrica, donde la recepción y la transmisión en ambas direcciones funcionen de manera suficientemente eficiente.
Figura 1. Conexión asimétrica en el ejemplo de un plano de apartamento.
Para evitar conexiones asimétricas, se debe evitar aumentar sin pensar la potencia del transmisor.
Cuando se requiere aumentar la potencia
Los factores enumerados a continuación requieren un aumento de potencia para mantener una conexión estable.
Interferencias de dispositivos de radio de otros tipos y de otra electrónica
Dispositivos Bluetooth, como auriculares, teclados y ratones inalámbricos, que funcionan en el rango de frecuencia de 2.4 GHz y que pueden interferir con el funcionamiento del punto de acceso y otros dispositivos Wi-Fi.
Los dispositivos que se enumeran a continuación también pueden tener un impacto negativo en la calidad de la señal:
- microondas;
- monitores de bebés;
- monitores CRT, altavoces inalámbricos, teléfonos inalámbricos y otros dispositivos inalámbricos;
- fuentes externas de tensión eléctrica, como líneas de transmisión eléctrica y subestaciones eléctricas,
- motores eléctricos;
- cables con apantallamiento insuficiente, así como cables coaxiales y conectores utilizados con ciertos tipos de antenas satelitales.
Grandes distancias entre dispositivos Wi-Fi
Cualquier dispositivo de radio tiene un alcance limitado. Además de las características constructivas del dispositivo inalámbrico, la distancia máxima de alcance puede verse reducida por factores externos, como la presencia de obstáculos, interferencias de radio, etc.
Todo esto da lugar a la formación de "zonas muertas" locales, donde la señal del punto de acceso no alcanza al dispositivo cliente.
Obstáculos para la propagación de la señal
Diversos obstáculos (paredes, techos, muebles, puertas metálicas, etc.) que se encuentran entre los dispositivos Wi-Fi pueden reflejar o absorber señales de radio, lo que provoca un deterioro o pérdida completa de la conexión.
Cosas tan simples y evidentes como las paredes de concreto reforzado, el revestimiento de metal, el marco de acero, e incluso espejos y cristales tintados disminuyen notablemente la intensidad de la señal.
Hecho interesante: el cuerpo humano debilita la señal aproximadamente en 3 dB.
A continuación se muestra una tabla de pérdida de eficacia de la señal Wi-Fi al atravesar diversos entornos para la red de 2.4 GHz.
* Distancia efectiva — indica la cantidad de reducción del rango de acción después de atravesar el obstáculo correspondiente en comparación con el espacio abierto.
Resumiendo
Como se mencionó anteriormente, una alta potencia de señal por sí sola no mejora la calidad de la conexión Wi-Fi, pero puede dificultar el establecimiento de una buena conexión.
Al mismo tiempo, existen situaciones en las que se requiere proporcionar mayor potencia para una transmisión y recepción estables de la señal Wi-Fi.
Así son estos requisitos contradictorios.
Funciones útiles de Zyxel que pueden ayudar
Es evidente que se deben utilizar algunas funciones interesantes que ayuden a salir de esta situación contradictoria.
IMPORTANTE! Sobre muchos matices en la construcción de redes inalámbricas, así como sobre las capacidades y el uso práctico del equipo, se puede aprender en los cursos especializados de Zyxel — ZCNE. Puedes informarte sobre los cursos más cercanos .
Client Steering
Como se mencionó anteriormente, los problemas descritos afectan principalmente la banda de 2.4 GHz.
Los afortunados propietarios de dispositivos modernos pueden utilizar la banda de frecuencia de 5 GHz.
Ventajas:
- más canales, por lo que es más fácil elegir aquellos que influirán entre sí en la menor medida;
- otros dispositivos, como Bluetooth, no utilizan esta banda;
- soporte para canales de 20/40/80 MHz.
Desventajas:
- La señal de radio en esta banda atraviesa peor los obstáculos. Por lo tanto, es preferible tener no un único "super-penetrante", sino dos o tres puntos de acceso con una potencia de señal más modesta en diferentes habitaciones. Por otro lado, esto proporcionará una cobertura más uniforme, que depender de una sola, pero "súper fuerte".
Sin embargo, en la práctica, como siempre, surgen matices. Por ejemplo, algunos dispositivos, sistemas operativos y software todavía por defecto ofrecen conectarse a la "vieja y querida" banda de 2.4 GHz. Esto se hace para reducir problemas de compatibilidad y simplificar el algoritmo de conexión a la red. Si la conexión se realiza automáticamente o el usuario no ha notado este hecho, la posibilidad de utilizar la banda de 5 GHz permanecerá al margen.
Cambiar esta circunstancia ayudará la función Client Steering, que por defecto ofrece a los dispositivos cliente conectarse inmediatamente a 5 GHz. Si esta banda no es compatible con el cliente, aún podrá utilizar 2.4 GHz.
Esta función está disponible:
- en los puntos de acceso Nebula y NebulaFlex;
- en los controladores de red inalámbrica NXC2500 y NXC5500;
- en los cortafuegos con función de controlador.
Auto Healing
Se presentaron muchos argumentos a favor de una regulación flexible de la potencia. Sin embargo, queda la pregunta razonable: ¿cómo se puede hacer esto?
Para ello, los controladores de la red inalámbrica Zyxel cuentan con una función especial: Auto Healing.
El controlador, con esta función, verifica el estado y el funcionamiento de los puntos de acceso. Si se determina que uno de ellos no está funcionando, los vecinos recibirán la indicación de aumentar la potencia de la señal para cubrir la zona de silencio creada. Después de que el punto de acceso ausente vuelva a funcionar, los puntos vecinos recibirán la indicación de reducir la potencia de la señal para evitar interferencias en el funcionamiento entre ellos.
Esta función también se encuentra en una línea especial de controladores de redes inalámbricas: NXC2500 y NXC5500.
Frontera protegida de red inalámbrica
Los puntos de acceso vecinos de redes paralelas no solo crean interferencias, sino que también pueden servir como plataforma para un ataque a la red.
A su vez, el controlador de la red inalámbrica debe combatir esto. En el arsenal de los controladores NXC2500 y NXC5500 hay suficientes medidas, como la autenticación estándar WPA/WPA2-Enterprise, diferentes implementaciones del Protocolo de Autenticación Extensible (EAP) y un cortafuegos integrado.
Así, el controlador no solo detecta puntos de acceso no autorizados, sino que también bloquea acciones sospechosas en la red corporativa que, con alta probabilidad, pueden tener malas intenciones.
Función de Detección de AP Maliciosos (Contención de AP Maliciosos)
Primero, aclaremos qué es un AP Malicioso.
Un AP Malicioso son puntos de acceso ajenos que no están bajo el control del administrador de red. Sin embargo, están presentes dentro del alcance de la red Wi-Fi de la empresa. Por ejemplo, pueden ser puntos de acceso personales de los empleados, conectados sin permiso a las tomas de red de la oficina. Este tipo de acciones improvisadas afectan negativamente la seguridad de la red.
De hecho, tales dispositivos crean un canal para conexiones externas a la red de la empresa, eludiendo el sistema principal de protección.
Por ejemplo, un punto de acceso ajeno (RG) no está formalmente en la red de la empresa, pero ha creado una red inalámbrica con el mismo nombre SSID que los puntos de acceso legales. Como resultado, el punto RG puede ser utilizado para interceptar contraseñas y otra información secreta cuando los clientes de la red corporativa intentan conectarse por error y tratan de enviar sus credenciales. Esto significa que las credenciales de los usuarios serán conocidas por el dueño del punto de acceso "phishing".
La mayoría de los puntos de acceso de la compañía Zyxel tienen una función de escaneo del espectro radioeléctrico para identificar puntos externos.
IMPORTANTE! La detección de puntos ajenos (AP Detection) funcionará únicamente si al menos uno de estos puntos de acceso "guardianes" está configurado para operar en modo de monitorización de red.
Una vez que el punto de acceso Zyxel, al operar en modo de monitorización, detecte puntos ajenos, se puede llevar a cabo un procedimiento de bloqueo.
Supongamos que un Rogue AP imita a un punto de acceso legal. Como se mencionó anteriormente, el delincuente puede duplicar en el punto falso la configuración de SSID corporativa. Entonces, el punto de acceso Zyxel intentará interferir con la actividad peligrosa, generando interferencias a través del envío de paquetes ficticios de difusión. Esto resultará en la imposibilidad de que los clientes se conecten al Rogue AP y en la interceptación de sus credenciales. Así, el punto de acceso "espía" no podrá cumplir su misión.
Como vemos, la interacción mutua de los puntos de acceso no solo provoca molestias en su funcionamiento, sino que también puede ser utilizada para proteger contra ataques de delincuentes.
Conclusión
El material en el marco de un pequeño artículo no permite abordar todos los matices. Pero incluso con un vistazo superficial, queda claro que el desarrollo y mantenimiento de una red inalámbrica tienen matices bastante interesantes. Por un lado, es necesario combatir la influencia mutua de las fuentes de señal, incluso mediante la reducción de la potencia de los puntos de acceso. Por otro lado, es necesario mantener el nivel de señal en un nivel suficientemente alto para una conexión estable.
Se puede sortear esta contradicción utilizando funciones especiales de controladores de red inalámbrica.
También vale la pena mencionar que la empresa Zyxel está trabajando en la mejora de todo lo que ayuda a lograr una conexión de calidad sin incurrir en grandes costos.
Fuentes
Fuente: habr.com
