Wi-Fi 성능 향상. 일반 원칙 및 유용한 사항

라디오 수신기를 조립, 구매 또는 최소한 설치해 본 사람이라면 누구나 감도 및 선택성(선택성)과 같은 단어를 들어봤을 것입니다.

감도 - 이 매개변수는 수신기가 가장 먼 지역에서도 신호를 얼마나 잘 수신할 수 있는지를 보여줍니다.

그리고 선택성은 수신기가 다른 주파수의 영향을 받지 않고 특정 주파수에 얼마나 잘 튜닝할 수 있는지를 보여줍니다. 이러한 "기타 주파수", 즉 선택한 라디오 방송국의 신호 전송과 관련이 없는 주파수는 이 경우 무선 간섭의 역할을 합니다.

송신기 전력을 증가시킴으로써 감도가 낮은 수신기가 어떤 대가를 치르더라도 신호를 수신하도록 강제합니다. 중요한 역할은 서로 다른 라디오 방송국의 신호가 서로 영향을 미치기 때문에 설정이 복잡해지고 무선 통신 품질이 저하되는 것입니다.

Wi-Fi는 무선 공기를 데이터 전송 매체로 사용합니다. 따라서 과거, 심지어 지난 세기 이전의 라디오 엔지니어와 라디오 아마추어가 작업했던 많은 것들이 오늘날에도 여전히 관련이 있습니다.

그러나 뭔가가 바뀌었습니다. 변화를 위해 비슷한 물건 디지털 방송이 형식으로 바뀌면서 전송되는 신호의 성격이 바뀌었습니다.

다음은 IEEE 802.11b/g/n 표준 내에서 Wi-Fi 무선 네트워크의 작동에 영향을 미치는 일반적인 요소에 대한 설명입니다.

Wi-Fi 네트워크의 일부 뉘앙스

인구 밀집 지역에서 멀리 떨어져 있는 방송 라디오 방송의 경우, 지역 FM 라디오 방송국의 신호와 VHF 범위의 "Mayak" 신호만 수신기에서 수신할 수 있으면 상호 영향 문제는 발생하지 않습니다.

또 다른 것은 2,4GHz와 5GHz의 두 가지 제한된 대역에서만 작동하는 Wi-Fi 장치입니다. 다음은 극복할 수 없는 경우 해결해야 하는 몇 가지 문제입니다.

첫 번째 문제 — 다른 표준은 다른 범위에서 작동합니다.

2.4GHz 범위에서는 802.11b/g 표준을 지원하는 장치가 작동하고 802.11n 표준의 네트워크가 작동하며, 5GHz 범위에서는 802.11a 및 802.11n 표준에서 작동하는 장치가 작동합니다.

보시다시피 802.11n 장치만 2.4GHz 및 5GHz 대역 모두에서 작동할 수 있습니다. 다른 경우에는 두 대역 모두에서 방송을 지원하거나 일부 클라이언트가 우리 네트워크에 연결할 수 없다는 사실을 받아들여야 합니다.

문제 XNUMX — 가장 가까운 범위 내에서 작동하는 Wi-Fi 장치는 동일한 주파수 범위를 사용할 수 있습니다.

2,4GHz 주파수 대역에서 작동하는 장치의 경우 13MHz 간격으로 20b/g/n 표준의 경우 802.11MHz 폭, 40n 표준의 경우 802.11MHz 폭을 갖는 5개의 무선 채널을 사용할 수 있으며 러시아에서 사용하도록 승인되었습니다.

따라서 모든 무선 장치(클라이언트 또는 액세스 포인트)는 인접 채널에 간섭을 발생시킵니다. 또 다른 점은 스마트폰과 같은 클라이언트 장치의 송신기 전력이 가장 일반적인 액세스 포인트의 전력보다 훨씬 낮다는 것입니다. 따라서 기사 전체에서 액세스 포인트가 서로에게 미치는 상호 영향에 대해서만 설명합니다.

기본적으로 클라이언트에게 제공되는 가장 인기 있는 채널은 6입니다. 그러나 인접한 숫자를 선택하면 기생 영향이 제거될 것이라고 착각하지 마십시오. 채널 6에서 작동하는 액세스 포인트는 채널 5와 7에서 강한 간섭을 일으키고 채널 4와 8에서는 약한 간섭을 일으킵니다. 채널 간의 간격이 증가할수록 상호 영향은 감소합니다. 따라서 상호 간섭을 최소화하려면 반송파 주파수를 25MHz(5채널 간격) 간격으로 배치하는 것이 매우 바람직합니다.

문제는 서로 영향이 거의 없는 모든 채널 중에서 3, 1, 6의 11개 채널만 사용할 수 있다는 것입니다.

우리는 기존 제한을 피할 수 있는 방법을 찾아야 합니다. 예를 들어, 장치의 상호 영향은 전력을 줄여 보상할 수 있습니다.

모든 것에서 중재의 이점에 대해

위에서 언급했듯이 전력 감소가 항상 나쁜 것은 아닙니다. 또한 전력이 증가하면 수신 품질이 크게 저하될 수 있으며 이는 액세스 포인트의 "약점" 문제가 아닙니다. 아래에서는 이것이 유용할 수 있는 경우를 살펴보겠습니다.

라디오 방송 로드 중

혼잡의 영향은 연결하려는 장치를 선택하는 순간 직접 확인할 수 있습니다. Wi-Fi 네트워크 선택 목록에 항목이 XNUMX~XNUMX개 이상 있으면 이미 라디오 방송 로드에 대해 이야기할 수 있습니다. 더욱이, 각 네트워크는 이웃에 대한 간섭의 원인이 됩니다. 그리고 간섭은 잡음 수준을 극적으로 증가시켜 지속적으로 패킷을 재전송해야 하기 때문에 네트워크 성능에 영향을 미칩니다. 이 경우 주요 권장 사항은 액세스 포인트에서 송신기 전력을 줄이는 것입니다. 이상적으로는 모든 이웃이 서로 간섭하지 않도록 동일한 작업을 수행하도록 설득하는 것입니다.

상황은 교사가 결석하는 수업 중 학교 수업을 연상시킵니다. 각 학생은 책상 옆에 ​​있는 이웃 및 다른 급우들과 대화를 시작합니다. 일반적인 소음 속에서 그들은 서로의 말을 잘 듣지 못하고 더 크게 말하기 시작하고, 더 크게 소리를 지르며 결국 비명을 지르기 시작합니다. 교사는 재빨리 교실로 달려가 징계 조치를 취한 후 정상적인 상황으로 돌아갔습니다. 교사 역할의 네트워크 관리자와 학생 역할의 액세스 포인트 소유자를 상상해 보면 거의 직접적인 비유를 얻을 수 있습니다.

비대칭 연결

앞서 언급했듯이 액세스 포인트의 송신기 전력은 일반적으로 클라이언트 모바일 장치(태블릿, 스마트폰, 노트북 등)보다 2~3배 더 강력합니다. 따라서 클라이언트가 액세스 포인트로부터 양호하고 안정적인 신호를 수신하지만 클라이언트에서 포인트로의 전송이 제대로 작동하지 않는 "회색 영역"이 나타날 가능성이 매우 높습니다. 이 연결을 비대칭이라고 합니다.

좋은 품질의 안정적인 통신을 유지하려면 양방향 수신 및 전송이 매우 효율적으로 작동할 때 클라이언트 장치와 액세스 포인트 간에 대칭 연결이 있는 것이 매우 바람직합니다.

그림 1. 아파트 계획의 예를 사용한 비대칭 연결.

비대칭 연결을 방지하려면 송신기 전력을 성급하게 늘리는 것을 피해야 합니다.

더 많은 전력이 필요할 때

아래 나열된 요소는 안정적인 연결을 유지하기 위해 더 높은 전력이 필요합니다.

다른 유형의 무선 통신 장치 및 기타 전자 장치로부터의 간섭

2.4GHz 주파수 범위에서 작동하고 액세스 포인트 및 기타 Wi-Fi 장치의 작동을 방해하는 헤드폰, 무선 키보드 및 마우스와 같은 Bluetooth 장치.

다음 장치도 신호 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

• 전자 레인지;
• 베이비 모니터;
• CRT 모니터, 무선 스피커, 무선 전화기 및 기타 무선 장치;
• 전력선 및 변전소와 같은 외부 전압원,
• 전기 모터;
• 차폐가 충분하지 않은 케이블, 일부 유형의 위성 접시에 사용되는 동축 케이블 및 커넥터.

Wi-Fi 장치 간의 장거리

모든 무선 장치에는 범위가 제한되어 있습니다. 무선 장치의 설계 특성 외에도 장애물, 무선 간섭 등의 외부 요인으로 인해 최대 범위가 줄어들 수 있습니다.

이 모든 것이 액세스 포인트의 신호가 클라이언트 장치에 "도달하지 못하는" 로컬 "도달할 수 없는 영역"을 형성하게 됩니다.

신호 통과의 장애물

Wi-Fi 기기 사이에 위치한 다양한 장애물(벽, 천장, 가구, 금속문 등)은 무선 신호를 반사하거나 흡수하여 통신 성능 저하 또는 완전한 손실을 초래할 수 있습니다.

철근 콘크리트 벽, 판금 덮개, 강철 프레임, 심지어 거울과 착색 유리와 같은 단순하고 명확한 것들은 신호 강도를 크게 감소시킵니다.

재미있는 사실은: 인체는 신호를 약 3dB 정도 감쇠시킵니다.

아래 표는 2.4GHz 네트워크에서 다양한 환경을 통과할 때 Wi-Fi 신호 효율 손실을 나타낸 표입니다.

* 유효거리 — 열린 공간과 비교하여 해당 장애물을 통과한 후 범위가 감소하는 정도를 나타냅니다.

중간 결과를 요약하자면

위에서 언급했듯이 신호 강도가 높다고 해서 Wi-Fi 통신 품질이 향상되는 것은 아니지만 양호한 연결 설정을 방해할 수 있습니다.

동시에 Wi-Fi 무선 신호의 안정적인 전송 및 수신을 위해 더 높은 전력을 제공해야 하는 상황이 있습니다.

너무나 모순된 요구입니다.

도움이 될 수 있는 Zyxel의 유용한 기능

분명히, 이 모순된 상황에서 벗어나는 데 도움이 되는 몇 가지 흥미로운 기능을 사용해야 합니다.

중요! Zyxel - ZCNE 전문 과정에서 장비의 기능과 실제 사용뿐만 아니라 무선 네트워크를 구축할 때의 다양한 미묘한 차이에 대해 배울 수 있습니다. 다가오는 강좌에 대해 알아볼 수 있습니다. 여기에.

클라이언트 운영

앞에서 설명한 것처럼 설명된 문제는 주로 2.4GHz 범위에 영향을 미칩니다.
최신 장치의 행복한 소유자는 5GHz 주파수 범위를 사용할 수 있습니다.

장점 :

• 더 많은 채널이 있으므로 최소한으로 서로 영향을 미치는 채널을 선택하는 것이 더 쉽습니다.
• Bluetooth와 같은 다른 장치는 이 범위를 사용하지 않습니다.
• 20/40/80MHz 채널을 지원합니다.

단점 :

• 이 범위의 무선 신호는 장애물을 잘 통과하지 못합니다. 따라서 하나의 "슈퍼 펀치"가 아니라 서로 다른 방에서 신호 강도가 더 적당한 XNUMX~XNUMX개의 액세스 포인트를 갖는 것이 좋습니다. 반면에 이는 "초강력" 신호를 포착하는 것보다 더 균일한 적용 범위를 제공합니다.

그러나 실제로는 항상 그렇듯이 뉘앙스가 발생합니다. 예를 들어, 일부 장치, 운영 체제 및 소프트웨어는 여전히 기본적으로 연결을 위해 "오래된" 2.4GHz 대역을 제공합니다. 이는 호환성 문제를 줄이고 네트워크 연결 알고리즘을 단순화하기 위해 수행됩니다. 연결이 자동으로 이루어지거나 사용자가 이 사실을 알아차릴 시간이 없는 경우 5GHz 대역을 사용할 가능성은 미뤄두게 됩니다.

기본적으로 5GHz를 통해 즉시 연결할 수 있는 클라이언트 장치를 제공하는 클라이언트 조정 기능은 이러한 상황을 바꾸는 데 도움이 될 것입니다. 클라이언트가 이 대역을 지원하지 않는 경우에도 2.4GHz를 사용할 수 있습니다.

이 기능을 사용할 수 있습니다:

• Nebula 및 NebulaFlex 액세스 포인트에서;
• NXC2500 및 NXC5500 무선 네트워크 컨트롤러;
• 컨트롤러 기능이 있는 방화벽에서.

자동 치유

위에서는 유연한 전력 제어를 지지하는 많은 주장이 제시되었습니다. 그러나 합리적인 질문이 남아 있습니다. 이를 수행하는 방법은 무엇입니까?

이를 위해 Zyxel 무선 네트워크 컨트롤러에는 자동 복구라는 특별한 기능이 있습니다.
컨트롤러는 이를 사용하여 액세스 포인트의 상태와 성능을 확인합니다. 액세스 채널 중 하나가 작동하지 않는 것으로 밝혀지면 결과 무음 영역을 채우기 위해 인접 채널에 신호 강도를 높이라는 지시가 전달됩니다. 누락된 액세스 포인트가 서비스를 재개한 후, 인접 포인트에는 서로의 작업을 방해하지 않도록 신호 강도를 줄이라는 지시가 있습니다.

이 기능은 무선 컨트롤러 전용 라인인 NXC2500 및 NXC5500에도 포함되어 있습니다.

안전한 무선 네트워크 에지

병렬 네트워크의 인접한 액세스 포인트는 간섭을 일으킬 뿐만 아니라 네트워크 공격의 발판으로 사용될 수도 있습니다.

그러면 무선 네트워크 컨트롤러가 이를 처리해야 합니다. NXC2500 및 NXC5500 컨트롤러에는 표준 WPA/WPA2-엔터프라이즈 인증, 다양한 EAP(확장 가능 인증 프로토콜) 구현 및 내장 방화벽과 같은 충분한 도구가 포함되어 있습니다.

따라서 컨트롤러는 승인되지 않은 액세스 포인트를 찾아낼 뿐만 아니라 기업 네트워크에서 악의적인 의도를 가지고 있을 가능성이 높은 의심스러운 동작을 차단합니다.

불량 AP 감지(불량 AP 격리)

먼저 Rogue AP가 무엇인지 알아 보겠습니다.

불량 AP는 네트워크 관리자의 통제를 받지 않는 외부 액세스 포인트입니다. 그러나 기업 Wi-Fi 네트워크 범위 내에 존재합니다. 예를 들어, 허가 없이 회사 네트워크 소켓에 연결된 직원의 개인 액세스 포인트가 될 수 있습니다. 이런 종류의 아마추어 활동은 네트워크 보안에 나쁜 영향을 미칩니다.

실제로 이러한 장치는 주요 보안 시스템을 우회하여 기업 네트워크에 대한 타사 연결 채널을 형성합니다.

예를 들어, 외부 RG(액세스 포인트)는 기업 네트워크에 공식적으로 위치하지 않지만 합법적인 액세스 포인트와 동일한 SSID 이름을 사용하여 무선 네트워크가 생성되었습니다. 결과적으로 회사 네트워크의 클라이언트가 실수로 RG 포인트에 연결을 시도하고 자격 증명을 전송하려고 시도할 때 RG 포인트를 사용하여 암호 및 기타 중요한 정보를 가로챌 수 있습니다. 결과적으로, 사용자의 자격 증명은 "피싱" 포인트 소유자에게 알려지게 됩니다.

대부분의 Zyxel 액세스 포인트에는 승인되지 않은 포인트를 식별하기 위한 무선 스캐닝 기능이 내장되어 있습니다.

중요! 외부 포인트 감지(AP 감지)는 이러한 "센티널" 액세스 포인트 중 하나 이상이 네트워크 모니터링 모드에서 작동하도록 구성된 경우에만 작동합니다.

Zyxel 액세스 포인트가 모니터링 모드에서 작동할 때 외부 지점을 감지하면 차단 절차가 수행될 수 있습니다.

Rogue AP가 합법적인 액세스 포인트를 모방한다고 가정해 보겠습니다. 위에서 언급한 것처럼 공격자는 잘못된 지점에 기업 SSID 설정을 복제할 수 있습니다. 그런 다음 Zyxel 액세스 포인트는 더미 패킷을 브로드캐스팅하여 방해함으로써 위험한 활동을 방해하려고 시도합니다. 이렇게 하면 클라이언트가 Rogue AP에 연결하고 자격 증명을 가로채는 것을 방지할 수 있습니다. 그리고 "스파이" 액세스 포인트는 임무를 완료할 수 없습니다.

보시다시피, 액세스 포인트의 상호 영향은 서로의 작업에 성가신 간섭을 일으킬 뿐만 아니라 침입자의 공격으로부터 보호하는 데에도 사용될 수 있습니다.

결론

짧은 기사의 자료로는 모든 뉘앙스에 대해 이야기할 수 없습니다. 그러나 빠르게 검토하더라도 무선 네트워크의 개발 및 유지 관리에는 매우 흥미로운 뉘앙스가 있다는 것이 분명해집니다. 한편으로는 액세스 포인트의 전력을 줄이는 등 신호 소스의 상호 영향을 방지하는 것이 필요합니다. 반면, 안정적인 통신을 위해서는 신호 레벨을 충분히 높은 레벨로 유지하는 것이 필요합니다.

무선 네트워크 컨트롤러의 특수 기능을 사용하면 이러한 모순을 해결할 수 있습니다.

Zyxel이 높은 비용에 의존하지 않고 고품질 커뮤니케이션을 달성하는 데 도움이 되는 모든 것을 개선하기 위해 노력하고 있다는 사실도 주목할 가치가 있습니다.

소스

1. 무선 네트워크 구축에 대한 일반 권장 사항
2. Wi-Fi 무선 네트워크 작동에 어떤 영향을 미치나요? 간섭의 원인은 무엇이고 가능한 원인은 무엇입니까?
3. NWA3000-N 시리즈 액세스 포인트에서 불량 AP 감지 구성
4. ZCNE 코스 정보

출처 : habr.com