Todo aquele que montou, comprou ou pelo menos ajustou um rádio já deve ter ouvido palavras como: sensibilidade e seletividade.
A sensibilidade é o parâmetro que mostra quão bem seu receptor pode captar o sinal mesmo nas áreas mais remotas.
A seletividade, por sua vez, mostra quão bem o receptor pode se ajustar a uma frequência específica sem a interferência de outras frequências. Essas "outras frequências", ou seja, não relacionadas à transmissão do sinal da estação de rádio escolhida, desempenham o papel de ruído.
Ao aumentar a potência do transmissor, forçamos receptores de baixa sensibilidade a captar nosso sinal a qualquer custo. Um fator importante é a interação mútua entre os sinais de diferentes rádios, o que complica o ajuste e reduz a qualidade da comunicação de rádio.
No ambiente Wi-Fi, o espectro radiofônico é usado como meio de transmissão de dados. Portanto, muitas coisas que os engenheiros de rádio e os amantes de rádio do passado e até mesmo de séculos passados manipulavam ainda são relevantes hoje.
Mas algumas coisas mudaram. O que substituiu o formato analógico foi a transmissão digital, o que alterou a natureza do sinal transmitido.
Abaixo está uma descrição dos fatores comuns que afetam o funcionamento das redes sem fio Wi-Fi dentro dos padrões IEEE 802.11b/g/n.
Alguns detalhes das redes Wi-Fi
Para a transmissão de rádio no ar, longe de grandes áreas urbanas, quando só se pode captar o sinal da estação de rádio local e mais "Mayak" na faixa de VHF, a questão da influência mútua não se levanta.
Por outro lado, os dispositivos Wi-Fi funcionam apenas em duas faixas limitadas: 2,4 e 5 GHz. Abaixo estão descritos alguns problemas que é necessário, se não superar, pelo menos saber como contornar.
Primeiro problema — diferentes padrões operam em diferentes faixas.
Na faixa de 2,4 GHz, operam dispositivos que suportam o padrão 802.11b/g, enquanto as redes do padrão 802.11n operam na faixa de 5 GHz com dispositivos dos padrões 802.11a e 802.11n.
Como podemos ver, apenas dispositivos com padrão 802.11n podem operar tanto na faixa de 2,4 GHz quanto na faixa de 5 GHz. Nos outros casos, devemos ou manter a transmissão em ambas as faixas, ou aceitar que alguns clientes não conseguirão se conectar à nossa rede.
Segundo problema — Dispositivos Wi-Fi que operam dentro de um raio de alcance próximo podem usar a mesma faixa de frequência.
Para dispositivos que operam na faixa de frequência de 2,4 GHz, na Rússia, estão disponíveis e autorizados 13 canais sem fio de 20 MHz para o padrão 802.11b/g/n ou 40 MHz para o padrão 802.11n com espaçamentos de 5 MHz.
Portanto, qualquer dispositivo sem fio (cliente ou ponto de acesso) cria interferência em canais vizinhos. O fato é que a potência do transmissor do dispositivo cliente, por exemplo, um smartphone, é significativamente menor do que a de um ponto de acesso comum. Portanto, ao longo do artigo, falaremos apenas sobre a influência mútua entre os pontos de acesso.
O canal mais popular, que é oferecido por padrão aos clientes — 6. Mas não devemos nos enganar, achando que, ao escolher o número vizinho, nos livraremos da influência parasitária. Um ponto de acesso operando no canal 6 causa forte interferência nos canais 5 e 7 e interferência mais fraca nos canais 4 e 8. À medida que aumenta a distância entre os canais, a influência mútua deles diminui. Portanto, para minimizar a interferência mútua, é altamente desejável que suas frequências portadoras estejam separadas por 25 MHz (5 intervalos entre canais).
O problema é que, de todos os canais com pouca influência uns sobre os outros, apenas 3 estão disponíveis: 1, 6 e 11.
Precisamos encontrar uma maneira de contornar as limitações existentes. Por exemplo, a influência mútua dos dispositivos pode ser compensada reduzindo a potência.
Sobre a utilidade da moderação em tudo
Como mencionado acima, a redução da potência não é sempre negativa. Na verdade, ao aumentar a potência, a qualidade do recebimento pode piorar significativamente e isso não tem nada a ver com a "fragilidade" do ponto de acesso. Abaixo, abordaremos em quais situações isso pode ser útil.
Carregamento do espectro de rádio
O efeito de carregamento pode ser visto ao escolher um dispositivo para se conectar. Se na lista de redes Wi-Fi há mais de três ou quatro opções, já podemos falar sobre a sobrecarga do espectro radiofônico. Cada rede representa uma fonte de interferência para suas vizinhas. E as interferências impactam o desempenho da rede, pois aumentam drasticamente o nível de ruído, levando à necessidade constante de retransmissão dos pacotes. Nesse caso, a principal recomendação é reduzir a potência do transmissor no ponto de acesso; idealmente, convencer todos os vizinhos a fazer o mesmo para não atrapalharem uns aos outros.
A situação é semelhante a uma sala de aula durante a aula, quando o professor se ausenta. Cada aluno começa a conversar com um colega de carteira e outros colegas de classe. No barulho geral, eles mal conseguem ouvir uns aos outros e começam a falar mais alto, depois ainda mais alto, até que acabam gritando. O professor rapidamente retorna à sala, toma algumas medidas disciplinares e a situação normal é restaurada. Se imaginarmos o administrador de rede no papel do professor e os proprietários de pontos de acesso como os alunos, teremos uma analogia quase direta.
Conexão assimétrica
Como já mencionado anteriormente, a potência do transmissor do ponto de acesso é geralmente de 2 a 3 vezes maior do que em dispositivos móveis dos clientes: tablets, smartphones, laptops e assim por diante. Portanto, é bastante provável a aparição de 'zonas cinzas', onde o cliente receberá um bom sinal estável do ponto de acesso, mas a transmissão do cliente para o ponto funcionará 'não muito bem'. Essa conexão é chamada de assimétrica.
Para manter uma conexão estável e de boa qualidade, é altamente desejável que haja uma conexão simétrica entre o dispositivo do cliente e o ponto de acesso, onde a recepção e a transmissão em ambas as direções funcionam de maneira eficaz.
Figura 1. Conexão assimétrica usando o exemplo de um plano de apartamento.
Para evitar conexões assimétricas, deve-se evitar o aumento imprudente da potência do transmissor.
Quando é necessário aumentar a potência
Os fatores listados abaixo exigem o aumento da potência para manter uma conexão estável.
Interferências de outros dispositivos de radiofrequência e de eletrônicos diferentes.
Dispositivos Bluetooth, como fones de ouvido, teclados e mouses sem fio, operando na faixa de frequência de 2,4 GHz, que podem interferir na operação do ponto de acesso e de outros dispositivos Wi-Fi.
Os dispositivos listados abaixo também podem ter um impacto negativo na qualidade do sinal:
- micro-ondas;
- babás eletrônicas;
- monitores CRT, alto-falantes sem fio, telefones sem fio e outros dispositivos sem fio;
- fontes externas de tensão elétrica, como linhas de transmissão e subestações elétricas,
- motores elétricos;
- cabos com proteção insuficiente, bem como cabos coaxiais e conectores usados com alguns tipos de antenas parabólicas.
Grandes distâncias entre dispositivos Wi-Fi
Qualquer dispositivo de rádio tem um alcance limitado. Além das características construtivas do dispositivo sem fio, a distância máxima de alcance pode ser reduzida por fatores externos, como a presença de obstáculos, interferências de rádio, e assim por diante.
Tudo isso resulta na formação de "zonas de sombra" locais, onde o sinal do ponto de acesso "não alcança" o dispositivo cliente.
Obstáculos para a passagem do sinal
Vários obstáculos (paredes, tetos, móveis, portas metálicas, etc.) localizados entre os dispositivos Wi-Fi podem refletir ou absorver os sinais de rádio, resultando na deterioração ou perda completa da conexão.
Coisas tão simples e evidentes, como paredes de concreto armado, revestimentos de metal, estruturas de aço, e até mesmo espelhos e vidros fumês, reduzem significativamente a intensidade do sinal.
Fato interessante: o corpo humano atenua o sinal em cerca de 3 dB.
Abaixo está uma tabela de perda de eficiência do sinal Wi-Fi ao passar por diferentes meios para a rede de 2,4 GHz.
* Distância efetiva — representa a quantidade de redução do alcance após passar pelo obstáculo correspondente em comparação com o espaço aberto.
Vamos fazer um resumo provisório
Como já foi dito acima, a alta potência do sinal por si só não melhora a qualidade da conexão Wi-Fi, mas pode atrapalhar o estabelecimento de uma boa conexão.
Ao mesmo tempo, existem situações em que é necessário garantir maior potência para a transmissão e recepção estável de sinais de rádio Wi-Fi.
Esses requisitos são, portanto, contraditórios.
Recursos úteis da Zyxel que podem ajudar
É claro que precisamos usar alguns recursos interessantes que ajudarão a contornar essa situação contraditória.
IMPORTANTE! Sobre muitos detalhes na construção de redes sem fio, assim como sobre as possibilidades e o uso prático de equipamentos, você pode aprender em cursos especializados da Zyxel — ZCNE. Descubra sobre os cursos mais próximos. .
Direcionamento de Cliente
Como mencionado anteriormente, os problemas descritos afetam principalmente a faixa de 2.4 GHz.
Os felizes proprietários de dispositivos modernos podem usar a faixa de frequência de 5 GHz.
Vantagens:
- mais canais, portanto, é mais fácil escolher aqueles que terão a menor influência entre si;
- outros dispositivos, como Bluetooth, não utilizam essa faixa;
- suporte a canais com largura de 20/40/80 MHz.
Desvantagens:
- O sinal de rádio nessa faixa passa pior por obstáculos. Portanto, é desejável ter não um único "super potente", mas sim duas ou três pontos de acesso com potência de sinal mais modesta em diferentes ambientes. Por outro lado, isso proporcionará uma cobertura mais uniforme do que tentar captar o sinal de um único, mas "super forte".
No entanto, na prática, como sempre, surgem nuances. Por exemplo, alguns dispositivos, sistemas operacionais e softwares ainda oferecem por padrão a "antiga boa" faixa de 2.4 GHz para conexão. Isso ocorre para reduzir problemas de compatibilidade e facilitar o algoritmo de conexão à rede. Se a conexão acontece automaticamente ou o usuário não percebeu esse fato — a possibilidade de usar a faixa de 5 GHz permanecerá à parte.
Alterar essa situação será possível com a função Direcionamento de Cliente, que por padrão sugere aos dispositivos clientes se conectar imediatamente à faixa de 5 GHz. Se essa faixa não for suportada pelo cliente, ele ainda poderá usar a faixa de 2.4 GHz.
Essa função está disponível:
- em pontos de acesso Nebula e NebulaFlex;
- em controladores de rede sem fio NXC2500 e NXC5500;
- em firewalls com função de controlador.
Auto Healing
Acima, foram apresentados muitos argumentos a favor da regulação flexível da potência. No entanto, permanece a questão razoável: como fazer isso?
Para isso, os controladores de rede sem fio Zyxel têm uma função especial: Auto Healing.
O controlador utiliza essa função para verificar o estado e o funcionamento dos pontos de acesso. Se um deles não estiver funcionando, os vizinhos receberão a orientação de aumentar a potência do sinal para preencher a área de silêncio criada. Assim que o ponto de acesso ausente voltar a funcionar, os pontos vizinhos receberão a indicação de reduzir a potência do sinal para não interferir uns nos outros.
Essa função também está presente na linha especial de controladores de rede sem fio: NXC2500 e NXC5500.
Frente de rede sem fio protegida
Pontos de acesso vizinhos de redes paralelas não apenas criam interferências, mas também podem ser utilizados como uma base para ataques à rede.
Por sua vez, o controlador de rede sem fio deve combater isso. Os controladores NXC2500 e NXC5500 possuem recursos suficientes, como autenticação padrão WPA/WPA2-Enterprise, várias implementações do Protocolo de Autenticação Extensível (EAP) e um firewall integrado.
Assim, o controlador não apenas identifica pontos de acesso não autorizados, mas também bloqueia ações suspeitas na rede corporativa, que provavelmente têm ulterior intenção maliciosa.
Função de Detecção de AP Maligno (Rogue AP Containment)
Para começar, vamos entender o que é um Rogue AP.
Rogue AP são pontos de acesso desconhecidos, que não estão sob controle do administrador de rede. No entanto, estão dentro do alcance da rede Wi-Fi da empresa. Por exemplo, podem ser pontos de acesso pessoais de funcionários, ligados sem a autorização do escritório. Esse tipo de ação tem um impacto negativo na segurança da rede.
Na prática, esses dispositivos criam um canal para conexões não autorizadas à rede da empresa, contornando o sistema de proteção principal.
Por exemplo, um ponto de acesso (RG) que não está formalmente na rede da empresa, mas possui uma rede sem fio configurada com o mesmo nome de SSID que os pontos de acesso legais. Como resultado, o ponto RG pode ser utilizado para interceptar senhas e outras informações confidenciais, quando clientes da rede corporativa tentam conectar-se a ele por engano e tentam transmitir suas credenciais. Consequentemente, as credenciais dos usuários ficarão conhecidas pelo proprietário do ponto "phishing".
A maioria dos pontos de acesso da empresa Zyxel possui uma função embutida de varredura do espectro de rádio para identificar pontos estranhos.
IMPORTANTE! A Detecção de AP Estranho funcionará apenas se pelo menos um desses pontos de acesso "sentinela" estiver configurado para operar no modo de monitoramento da rede.
Depois que um ponto de acesso Zyxel, em modo de monitoramento, detectar pontos estranhos, pode ser realizada a ação de bloqueio.
Suponha que um AP Rogue imite um ponto de acesso legal. Como mencionado anteriormente, o invasor pode duplicar as configurações de SSID na falsa ponto. Então, o ponto de acesso Zyxel tentará impedir a atividade perigosa, introduzindo interferências através do envio de pacotes fictícios em broadcast. Isso resultará na impossibilidade de conexão dos clientes ao Rogue AP e na interceptação de suas credenciais. E o ponto de acesso "espião" não poderá cumprir sua missão.
Como podemos ver, a influência mútua dos pontos de acesso não apenas causa incômodas interferências em seu funcionamento, mas também pode ser utilizada para proteção contra ataques de invasores.
Conclusão
O espaço de uma breve artigo não permite discutir todos os detalhes. Mas mesmo uma revisão rápida deixa claro que o desenvolvimento e a manutenção de uma rede sem fio têm nuances bastante interessantes. Por um lado, é necessário combater a influência mútua das fontes de sinal, inclusive através da redução da potência dos pontos de acesso. Por outro lado, é preciso manter o nível de sinal em um nível suficientemente alto para uma conexão estável.
Esse dilema pode ser contornado utilizando funcionalidades especiais dos controladores de rede sem fio.
Vale a pena mencionar que a empresa Zyxel está trabalhando na melhoria de tudo o que ajuda a alcançar uma conexão de qualidade, sem incorrer em grandes custos.
Fontes
Fonte: habr.com
