Quiconque a assemblé, acheté ou même réglé une radio a probablement entendu des termes tels que : sensibilité et sélectivité.
La sensibilité est ce paramètre qui montre à quel point votre récepteur peut capter le signal, même dans les zones les plus éloignées.
La sélectivité, quant à elle, montre à quel point le récepteur peut s'accorder sur une fréquence sans être influencé par d'autres fréquences. Ces "autres fréquences", c'est-à-dire celles qui ne sont pas liées à la transmission du signal de la station choisie, jouent ici le rôle d'interférences radio.
En augmentant la puissance de l'émetteur, nous obligeons les récepteurs à faible sensibilité à capter notre signal coûte que coûte. L'interaction mutuelle des signaux de diverses stations de radio est également un facteur important qui complique le réglage et réduit la qualité de la communication radio.
Dans l'environnement Wi-Fi, l'air radio est utilisé comme support pour la transmission de données. Par conséquent, de nombreux éléments sur lesquels opéraient les ingénieurs radio et les amateurs des siècles passés sont toujours d'actualité aujourd'hui.
Mais certaines choses ont changé. À la place de l'analogique le format numérique a fait son apparition, entraînant un changement dans la nature du signal transmis.
Voici une description des facteurs courants qui influencent le fonctionnement des réseaux sans fil Wi-Fi selon les normes IEEE 802.11b/g/n.
Certaines subtilités des réseaux Wi-Fi
Pour la radiodiffusion à distance des grandes agglomérations, lorsque l'on peut capter sur son récepteur uniquement le signal d'une station FM locale et peut-être « Maïak » dans la bande VHF, la question de l'influence mutuelle ne se pose pas.
Il en va autrement pour les appareils Wi-Fi, qui ne fonctionnent que dans deux bandes limitées : 2,4 et 5 GHz. Voici quelques problèmes qu'il faut savoir contourner, même s'ils ne peuvent pas toujours être surmontés.
Premier problème — différents standards fonctionnent avec différentes bandes.
Dans la bande de 2,4 GHz, fonctionnent des dispositifs qui supportent le standard 802.11b/g, tandis que dans la bande de 5 GHz, fonctionnent des dispositifs du standard 802.11a et 802.11n.
Comme nous pouvons le voir, seuls les appareils conformes à la norme 802.11n peuvent fonctionner à la fois dans la bande de 2,4 GHz et dans celle de 5 GHz. Dans les autres cas, nous devons soit maintenir la diffusion dans les deux bandes, soit nous résigner à ce que certains clients ne puissent pas se connecter à notre réseau.
Deuxième problème — Les appareils Wi-Fi fonctionnant dans un rayon d'action proche peuvent utiliser la même bande de fréquence.
Pour les appareils fonctionnant sur la bande de fréquence 2,4 GHz, 13 canaux sans fil de 20 MHz sont disponibles et autorisés en Russie pour la norme 802.11b/g/n, ou 40 MHz pour la norme 802.11n avec des intervalles de 5 MHz.
Par conséquent, tout appareil sans fil (client ou point d'accès) crée des interférences sur les canaux voisins. D'autre part, la puissance de l'émetteur de l'appareil client, par exemple un smartphone, est considérablement inférieure à celle d'un point d'accès standard. Ainsi, tout au long de cet article, nous parlerons uniquement de l'influence mutuelle des points d'accès les uns sur les autres.
Le canal le plus populaire, qui est proposé par défaut aux clients, est le 6. Mais il ne faut pas se méprendre en pensant qu'en choisissant un chiffre voisin, nous échapperons à l'influence parasite. Un point d'accès fonctionnant sur le canal 6 génère de fortes interférences sur les canaux 5 et 7, et des interférences plus faibles sur les canaux 4 et 8. Avec l'augmentation des intervalles entre les canaux, leur influence mutuelle diminue. Par conséquent, pour minimiser les interférences, il est fortement souhaitable que leurs fréquences porteuses soient séparées d'au moins 25 MHz (5 intervalles intercanaux).
Le problème, c'est qu'il n'y a que 3 canaux avec peu d'influence les uns sur les autres : ce sont les canaux 1, 6 et 11.
Il faut chercher un moyen de contourner les limitations existantes. Par exemple, l'influence mutuelle des appareils peut être compensée en réduisant la puissance.
Sur l'importance de la modération dans tout
Comme mentionné précédemment, réduire la puissance n'est pas toujours une mauvaise chose. En fait, en augmentant la puissance, la qualité de réception peut se détériorer considérablement, et cela ne dépend pas de la 'faiblesse' du point d'accès. Nous examinerons ci-dessous dans quelles situations cela peut être utile.
Chargement du spectre radio
L'effet de saturation peut être observé en temps réel lors du choix d'un appareil à connecter. Si la liste des réseaux Wi-Fi disponibles contient plus de trois à quatre éléments, on peut déjà parler d'une saturation de la fréquence radio. Dans ce cas, chaque réseau constitue une source d'interférence pour ses voisins. Les interférences impactent les performances du réseau en augmentant considérablement le niveau de bruit, ce qui entraîne la nécessité de renvoyer constamment des paquets. Dans ce cas, la recommandation principale est de réduire la puissance de l'émetteur sur le point d'accès, idéalement en encourageant tous les voisins à faire de même afin de ne pas se gêner mutuellement.
La situation rappelle une classe d'école pendant un cours, lorsque l'enseignant s'absente. Chaque élève commence à discuter avec son voisin et d'autres camarades. Dans le bruit ambiant, ils s'entendent mal et commencent à parler plus fort, puis encore plus fort, et finissent par crier. L'enseignant revient rapidement dans la classe, prend des mesures disciplinaires et la situation normale est rétablie. Si nous imaginons l'administrateur réseau comme l'enseignant et les points d'accès comme les élèves, nous avons une analogie presque directe.
Connexion asymétrique
Comme mentionné précédemment, la puissance d'émission d'un point d'accès est généralement de deux à trois fois supérieure à celle des appareils mobiles des clients : tablettes, smartphones, ordinateurs portables, etc. Ainsi, il est très probable qu'il se forme des zones « grises », où le client reçoit un bon signal stable du point d'accès, mais la transmission du client vers le point ne fonctionne pas très bien. On appelle cela une connexion asymétrique.
Pour maintenir une connexion stable de bonne qualité, il est fortement souhaitable qu'il y ait une connexion symétrique entre l'appareil client et le point d'accès, où la réception et la transmission dans les deux sens fonctionnent de manière suffisamment efficace.
Figure 1. Connexion asymétrique sur un exemple de plan d'appartement.
Pour éviter les connexions asymétriques, il convient d'éviter une augmentation irréfléchie de la puissance de l'émetteur.
Lorsque l'augmentation de puissance est nécessaire
Les facteurs énumérés ci-dessous nécessitent une augmentation de la puissance pour maintenir une connexion stable.
Les interférences provenant d'appareils de communication radio d'autres types et d'autres électroniques
Les appareils Bluetooth, tels que les écouteurs, les claviers sans fil et les souris, fonctionnant dans la bande de fréquence de 2,4 GHz, peuvent interférer avec le fonctionnement du point d'accès et d'autres appareils Wi-Fi.
Les appareils énumérés ci-dessous peuvent également avoir un impact négatif sur la qualité du signal :
- les micro-ondes ;
- les moniteurs pour bébés ;
- les téléviseurs à tube cathodique, les haut-parleurs sans fil, les téléphones sans fil et d'autres appareils sans fil ;
- les sources externes de tension électrique, telles que les lignes électriques et les sous-stations électriques,
- les moteurs électriques ;
- les câbles à blindage insuffisant, ainsi que les câbles coaxiaux et les connecteurs utilisés avec certains types d'antennes satellites.
De grandes distances entre les appareils Wi-Fi
Tous les appareils radio ont une portée limitée. En plus des caractéristiques de conception de l'appareil sans fil, la distance maximale de portée peut être réduite par des facteurs externes tels que la présence d'obstacles, les interférences radio, etc.
Cela entraîne la formation de « zones d'ombre » locales où le signal du point d'accès ne parvient pas à atteindre l'appareil client.
Obstacles à la transmission du signal
Différents obstacles (murs, plafonds, meubles, portes en métal, etc.) situés entre les appareils Wi-Fi peuvent réfléchir ou absorber les signaux radio, entraînant une détérioration ou une perte complète de la connexion.
Des choses simples et évidentes comme des murs en béton armé, un revêtement en tôle métallique, une armature en acier, et même des miroirs et des vitres teintées réduisent considérablement l'intensité du signal.
Fait intéressant: le corps humain affaiblit le signal d'environ 3 dB.
Ci-dessous se trouve un tableau de perte d'efficacité du signal Wi-Fi lorsqu'il traverse divers environnements pour un réseau de 2,4 GHz.
* Distance effective — indique la quantité de réduction de la portée après avoir traversé l'obstacle correspondant par rapport à l'espace ouvert.
Faisons un point intermédiaire
Comme déjà mentionné ci-dessus, une forte puissance de signal ne garantit pas une meilleure qualité de la connexion Wi-Fi, mais peut entraver l'établissement d'une bonne connexion.
En même temps, il existe des situations où une puissance plus élevée est nécessaire pour assurer une transmission et une réception stables des signaux radio Wi-Fi.
Voici des exigences contradictoires.
Fonctions utiles de Zyxel qui peuvent aider.
Il est évident qu'il faut utiliser certaines fonctionnalités intéressantes qui aideront à se sortir de cette situation contradictoire.
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Client Steering
Comme mentionné précédemment, les problèmes décrits touchent principalement la bande de 2,4 GHz.
Les heureux détenteurs d'appareils modernes peuvent utiliser la bande de fréquence de 5 GHz.
Avantages :
- plus de canaux, donc il est plus facile de choisir ceux qui auront le minimum d'interférence entre eux ;
- d'autres appareils, comme le Bluetooth, n'utilisent pas cette bande ;
- support pour des canaux de 20/40/80 MHz.
Inconvénients :
- le signal radio dans cette bande passe moins bien à travers les obstacles. Il est donc préférable d'avoir non pas un seul point d'accès "super-perforant", mais deux ou trois points d'accès avec une puissance de signal plus modeste dans différentes pièces. D'un autre côté, cela fournira une couverture plus uniforme que de capter le signal d'une seule unité, mais "super-forte".
Cependant, dans la pratique, comme toujours, des nuances apparaissent. Par exemple, certains appareils, systèmes d'exploitation et logiciels proposent encore par défaut de se connecter à la "vieille bonne" bande de 2,4 GHz. Cela est fait pour réduire les problèmes de compatibilité et simplifier l'algorithme de connexion au réseau. Si la connexion se fait automatiquement ou si l'utilisateur ne remarque pas ce fait - la possibilité d'utiliser la bande de 5 GHz restera de côté.
La fonction Client Steering peut aider à modifier cette situation, qui propose par défaut aux appareils clients de se connecter immédiatement via 5 GHz. Si cette bande n'est pas supportée par le client, il pourra tout de même utiliser 2,4 GHz.
Cette fonction est disponible :
- sur les points d'accès Nebula et NebulaFlex ;
- dans les contrôleurs de réseau sans fil NXC2500 et NXC5500 ;
- dans les pare-feu avec fonction de contrôleur.
Auto Healing
Il y a eu beaucoup d'arguments en faveur d'un réglage flexible de la puissance. Cependant, il reste une question légitime : comment faire cela ?
Pour cela, les contrôleurs de réseau sans fil Zyxel disposent d'une fonction spéciale : Auto Healing.
Le contrôleur utilise cette fonction pour vérifier l'état et le fonctionnement des points d'accès. Si l'un d'eux ne fonctionne pas, les points voisins reçoivent l'instruction d'augmenter la puissance du signal afin de combler la zone d'ombre créée. Une fois que le point d'accès manquant est à nouveau opérationnel, les points voisins reçoivent l'instruction de réduire la puissance du signal pour éviter d'interférer avec le fonctionnement des autres.
Cette fonction est également présente dans la gamme spéciale de contrôleurs de réseau sans fil : NXC2500 et NXC5500.
Frontière de réseau sans fil sécurisée
Les points d'accès voisins d'un réseau parallèle créent non seulement des interférences, mais peuvent également être utilisés comme tremplin pour attaquer le réseau.
De son côté, le contrôleur de réseau sans fil doit lutter contre cela. Les contrôleurs NXC2500 et NXC5500 disposent de moyens suffisants, tels que l'authentification standard WPA/WPA2-Enterprise, différentes implémentations du protocole d'authentification extensible (EAP) et un pare-feu intégré.
Ainsi, le contrôleur non seulement détecte les points d'accès non autorisés, mais bloque également les actions suspectes dans le réseau d'entreprise, qui sont très probablement malveillantes.
Fonction Détection d'AP malveillant (Containment d'AP malveillant)
Pour commencer, clarifions ce qu'est un AP malveillant.
Un AP malveillant est un point d'accès étranger qui n'est pas sous le contrôle de l'administrateur réseau. Cependant, il est présent dans le champ d'action du réseau Wi-Fi de l'entreprise. Par exemple, il peut s'agir de points d'accès personnels des employés, branchés sans autorisation sur les prises réseau du bureau. Ce type d'initiative nuit à la sécurité du réseau.
En réalité, de tels dispositifs créent un canal pour une connexion non autorisée au réseau de l'entreprise, contournant le système de sécurité principal.
Par exemple, un point d'accès (RG) non autorisé ne se trouve formellement pas sur le réseau de l'entreprise, mais une réseau sans fil avec le même nom SSID a été créé dessus, comme sur les points d'accès légitimes. En conséquence, le point RG peut être utilisé pour intercepter des mots de passe et d'autres informations confidentielles lorsque les clients du réseau d'entreprise tentent par erreur de s'y connecter et essaient de transmettre leurs identifiants. Par conséquent, les identifiants des utilisateurs seront connus du propriétaire du point « phishing ».
La plupart des points d'accès de la société Zyxel disposent d'une fonction intégrée de balayage des fréquences radio pour détecter les points non autorisés.
IMPORTANT! La détection des points non autorisés (AP Detection) ne fonctionnera que si au moins un de ces points d'accès « sentinelles » est configuré pour fonctionner en mode de surveillance du réseau.
Après qu'un point d'accès Zyxel, en mode de surveillance, ait détecté des points étrangers, une procédure de blocage peut être entreprise.
Supposons qu'un Rogue AP imite un point d'accès légitime. Comme mentionné précédemment, un attaquant peut dupliquer sur le faux point les paramètres SSID d'entreprise. Ensuite, le point d'accès Zyxel tentera d'empêcher l'activité dangereuse en générant des interférences via l'envoi de paquets fictifs de diffusion. Cela empêchera les clients de se connecter au Rogue AP et d'intercepter leurs identifiants. Et le point d'accès « espion » ne pourra pas mener à bien sa mission.
Comme nous le voyons, l'interaction mutuelle des points d'accès engendre non seulement des interférences désagréables dans leur fonctionnement respectif, mais peut également être utilisée pour se protéger contre les attaques des attaquants.
Conclusion
Le contenu de cet article court ne permet pas d'aborder tous les nuances. Mais même en survolant le sujet, il devient clair que le développement et la maintenance d'un réseau sans fil présentent des nuances assez intéressantes. D'une part, il faut lutter contre l'influence mutuelle des sources de signal, y compris en réduisant la puissance des points d'accès. D'autre part, il est nécessaire de maintenir le niveau du signal à un niveau suffisamment élevé pour assurer une connexion stable.
Ce paradoxe peut être contourné en utilisant des fonctions spéciales des contrôleurs de réseau sans fil.
Il est également important de noter que la société Zyxel s'efforce d'améliorer tout ce qui permet d'obtenir une connexion de qualité sans avoir à dépenser beaucoup.
Sources
Source : habr.com
