Alexander A Manaeff -

 
 

Как поднять скорость WiFi на Asus RT-N16 в режиме 802.11n

Обсуждения проблем с железом. Полезные советы по теме.

Модератор: UncleFather

Как поднять скорость WiFi на Asus RT-N16 в режиме 802.11n

Сообщение UncleFather » 02 июн 2012 10:06, Сб

Проблема:

Имеется беспроводной роутер Asus RT-N16 с официальной прошивкой 3.0.0.3.108 и ноутбук с беспроводным адаптером Atheros AR9285.
Скорость подключения беспроводной сети 65 Мбит/сек. Однако, стандарт 802.11n предусматривает скорость до 150 Мбит/сек.

Поскольку скорость WiFi у нас 65 Мбит/сек, а не 54 Мбит/сек, делаем вывод что адаптер Atheros AR9285 разлочен, следовательно дело не в этом.

Как настроить связку Atheros AR9285 + Asus RT-N16 на полноценную поддержку стандарта 802.11n?

Решение:

Адаптер Atheros AR9285 практически не имеет настроек, поэтому займемся настройкой роутера Asus RT-N16 в соответствии с требованиями стандарта 802.11n:
  1. Метод проверки подлинности - WPA2-Personal
  2. Шифрование WPA - AES

Для максимальной скорости рекомендуется использовать ширину канала 40MHz, а для максимальной совместимости - каналы с 1 по 11, т.к. некоторые устройства видят только этот диапазон каналов (американский вариант). Номер канала выбираем так, чтобы он по-возможности не совпадал с каналами, на которых работают соседние точки доступа. Увидеть карту беспроводной сети можно с помощью inSSIDer. Есть варианты для различных ОС, в том числе и для Android. Так же на PlayMarket есть утилитка для Android WiFi Analyser, которая так же позволяет увидеть загруженность WiFI сети. Для Windows есть еще Acrylic WiFi Free:
 
01.jpg

Итак, настройки роутера:
  1. Канал - 6
  2. Ширина канала - 40 MHz



Для справки:

Ширина канала 40 МГц позволяет работать на скорости до 150 Мбит/с, 20 МГц - до 65 Мбит/с, 10 МГц - до 32,5 Мбит/с, 5 МГц - до 16,25 Мбит/с



Для того, чтобы скорость работы была 150 Мбит/сек необходимо использовать «двойной» канал - основной и расширенный:
  1. Расширенный канал - upper

При выборе расширенного канала (upper или lower) стараемся выбрать его из другого поддиапазона по сравнению с основным каналом. Так, если основной канал 1-6, то расширенный будет lower, а если основной 7-9, то расширенный - upper.
Router.jpg


Расширенный канал смещен относительно основного на 4. Например, 6 - основной + upper означает, что расширенный канал будет 2. А, например если 13 основной + upper, то расширенный будет 9. Если же основной - 2 + lower, то расширенный - 6.
По-умолчанию, если основной канал находится в диапазоне 1-9, то расширенный будет +4, а если основной в диапазоне 5-13, то расширенный будет -4.


Примечание:

Если же мы имеем дело с загруженным эфиром - как, например, в многоквартирном доме с большим количеством WiFi устройств, работающих в диапазоне 2,4 МГц, то в этом случае увеличение ширины канала с 20 до 40 МГц может привести к обратным результатам - к уменьшению скорости WiFi и к нестабильной работе.

В таких случаях подход должен быть индивидуальный, эмпирический. То есть нужно попробовать установить одну ширину канала, проверить при этом стабильность и скорость работы WiFi, потом установить другую ширину канала, проверить то же самое. Ну и по результатам тестирования выбрать и оставить наилучший вариант.


Сюда же хочется процитировать несколько полезных статей:

  1. Способы увеличения скорости соединения, пропускной способности и стабильности беспроводной сети Wi-Fi при использовании стандарта IEEE 802.11n
     
    Вопрос:
    Почему при использовании беспроводных устройств стандарта IEEE 802.11n скорость соединения не соответствует заявленной, а пропускная способность не превышает возможности сети 802.11g?

    Ответ:
    Для начала рекомендуем ознакомиться со статьей http://zyxel.ru/kb/2082: "Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Что может являться источником помех и каковы их возможные причины?", в которой говорится о качестве и стабильности беспроводных соединений вообще, независимо от стандарта.

    Основные положения стандарта 802.11n для сетей Wi-Fi описаны в следующей статье Базы знаний: http://zyxel.ru/kb/2105. В данной статье рассматривается более узкая тема: принципы анализа и понимания скорости соединения беспроводных устройств, использующих стандарт IEEE 802.11n, а также некоторые наиболее эффективные способы ее повышения.


    1. Начнем с того, что многие пользователи ошибочно ориентируются на скорость подключения в мегабитах в секунду, которое отображается в строке Скорость (Speed) на закладке Общие (General) в окне Состояние (Status) беспроводного соединения в операционной системе Windows.

      Неверно думать, что это значение показывает реальную пропускную способность конкретного сетевого соединения. Данная цифра отображается драйвером беспроводного адаптера и показывает, какая скорость подключения на физическом уровне используется в настоящее время в рамках выбранного стандарта, то есть операционная система сообщает лишь о текущей (мгновенной) физической скорости подключения 300 Мбит/c, но реальная пропускная способность соединения при передаче данных может быть в диапазоне от 50 до 140 Мбит/с, в зависимости от настроек точки доступа с поддержкой 802.11n и числа одновременно подключенных к ней клиентских беспроводных адаптеров. Разница между скоростью подключения, которое показывает Windows, и реальными показателями объясняется прежде всего большим объемом служебных данных, потерями сетевых пакетов в беспроводной среде и затратами на повторную передачу.

      Чтобы получить более или менее достоверное значение реальной скорости передачи данных в беспроводной сети, можно использовать один из указанных ниже способов:

      Запустите в Windows копирование большого файла и затем посчитайте скорость, с которой был передан этот файл, используя размер файла и время передачи (Windows 7 при длительном копировании в дополнительных сведениях окна рассчитывает достаточно достоверную скорость).
      Используйте специальные утилиты, например LAN Speed Test, NetStress или NetMeter для измерения пропускной способности.
      Администраторам сетей можно порекомендовать программу Iperf (кроссплатформенная консольная клиент-серверная программа) или Jperf (графическая оболочка консольной программы Iperf).

    2. Некоторые пользователи ошибочно считают, что использование беспроводной точки доступа стандарта 802.11n повысит производительность работы уже существующих клиентов стандарта 802.11b/g. Это не так. Стандарт 802.11n использует различные технологии, включая MIMO, для достижения более высокой пропускной способности, но они эффективны только при работе клиентов, поддерживающих спецификации 802.11n (об этом можно найти информацию в статье http://zyxel.ru/kb/2105).

    3. Распространено заблуждение, будто в сети на базе точки доступа 802.11n нельзя использовать устройства предыдущих стандартов, потому вся сеть при этом работает на скорости самого слабого участника. Вовсе нет. Точка доступа 802.11n может одновременно работать и с 802.11n-адаптерами, и со старыми устройствами стандарта 802.11g и даже 802.11b. Стандартом 802.11n предусмотрены механизмы поддержки устаревших стандартов (legacy-механизмы), и скорость работы с клиентами 802.11n снижается (на 50-80%) только тогда, когда более медленные устройства активно передают или принимают данные. Для максимальной производительности (или, по крайней мере, ее проверки) сети 802.11n рекомендуется использовать в сети клиенты только этого стандарта.

    4. В большинстве устройств стандарта 802.11n будет наблюдаться снижение пропускной способности до 80% при использовании методов безопасности WEP или WPA/TKIP. В стандарте 802.11n установлено, что высокая производительность (свыше 54 Мбит/с) не сможет быть реализована, если используется один из указанных выше устаревших методов обеспечения безопасности.

      Исключение составляют лишь устройства, которые не являются сертифицированными под стандарт 802.11n. Сертификационные тесты Wi-Fi проверяют правильность работы с методами WEP, WPA и WPA2.

      Если вы не хотите получить снижение скорости, используйте только метод безопасности беспроводной сети WPA2/AES (или используйте открытую сеть, но это небезопасно!).
      В настройках WPA2 используйте именно алгоритм AES.

      В некоторых случаях, при использовании Wi-Fi-адаптера стандарта 802.11n и беспроводной точки доступа стандарта 802.11n, происходит подключение только на стандарте 802.11g.
      Это также может происходить по причине того, что в точке доступа по умолчанию в настройках безопасности беспроводной сети предустановлена технология WPA2 с протоколом TKIP. Опять же рекомендация: в настройках WPA2 используйте именно алгоритм AES вместо протокола TKIP, и и тогда подключение к точке доступа будет происходить с использованием стандарта 802.11n.
      Другая возможная причина соединения только на стандарте 802.11g заключается в том, что в настройках точки доступа используется режим автоопределения (802.11b/g/n). Если вы хотите установить соединение на стандарте 802.11n, то нужно установить использование только режима 802.11n. В этом случае клиенты 802.11b/g не смогут подключиться к беспроводной сети.

    5. Кроме того, для получения скорости свыше 54 Мбит/с должен быть включен режим WMM (Wi-Fi Multimedia).

      В спецификации 802.11n требуется поддержка в устройствах стандарта 802.11e (Качество обслуживания QoS для улучшения работы беспроводной сети) с целью использования режима с высокой пропускной способностью HT (High Throughput), т.е. скорости свыше 54 Мбит/с.
      Поддержка режима WMM требуется для устройств, которые будут сертифицированы для использования стандарта 802.11n. Рекомендуем включать по умолчанию режим WMM во всех сертифицированных Wi-Fi-устройствах (точки доступа, беспроводные маршрутизаторы, адаптеры).
      Также обращаем ваше внимание, что режим WMM должен быть включен и на точке доступа, и на беспроводном адаптере.

    6. Стандартом 802.11n предусмотрена возможность использования широкополосных каналов - 40 МГц для повышения пропускной способности.
      Но в реальности при изменении ширины канала с 20 МГц на 40 МГц (или использовании режима автоматического выбора ширины канала "Auto 20/40" в некоторых устройствах) можно получить даже снижение, а не увеличение пропускной способности.
      Использование канала шириной 40 МГц может обеспечить увеличение пропускной способности от 10 до 20 Мбит/с, но это, как правило, работает только в условиях сильного сигнала. Если же уровень сигнала падает, то использование канала шириной 40 МГц становится гораздо менее эффективным и не обеспечивает повышение пропускной способности.
      При использовании канала шириной 40 МГц и слабом уровне сигнала пропускная способность может снижаться до 80% и не привести к желаемому увеличению пропускной способности.

      Если же вы решили использовать канал шириной 40 МГц и при этом заметили снижение скорости, рекомендуем использовать канал шириной 20 МГц. В этом случае вы сможете увеличить пропускную способность соединения.
      Кроме того, с некоторыми устройствами соединение удается установить именно при использовании канала шириной 20 МГц (при использовании канала шириной 40 МГц соединение не устанавливается).

    7. Обращаем ваше внимание: если точка доступа 802.11n и беспроводной адаптер находятся в условиях прямой видимости (слишком близко расположены друг к другу) и при этом не могут установить подключение или определяется очень слабый/нестабильный уровень сигнала, рекомендуем понизить мощность передатчика в точке доступа.
      Если такой настройки вы не нашли в устройстве, то это можно сделать другими способами: по возможности увеличить расстояние между точкой доступа и адаптером, т.к. используется слишком большая излучаемая мощность сигнала; открутить антенну на точке доступа (если такая возможность предусмотрена в устройстве); использовать антенну с более низким коэффициентом усиления сигнала (например, с коэффициентом усиления 2 дБи вместо 5 дБи).

    8. Низкая скорость соединения может быть также следствием плохой совместимости драйверов различных производителей оборудования Wi-Fi. Нередки случаи, когда установив другую версию драйвера беспроводного адаптера от его производителя или от производителя используемого в нем чипсета, можно получить существенное увеличение скорости.


  2. Что делать если роутер режет скорость WiFi и как её можно увеличить?
     
    Во-первых, производители сетевого оборудования в технических характеристиках обычно указывают теоретически достижимую скорость. То есть, если Вы видите на роутере надпись Wireless N150 — это значит что максимальная скорость работы беспроводного модуля устройства может теоретически достигать 150 mb/s. Соответственно N300 — до 300 mb/s. Обратите внимание на слово теоретически. С той, что будет у Вас реально она не то, чтобы не будет совпадать, а будет значительно отличаться в меньшую сторону. С этим мы столкнулись несколько лет назад, когда ещё активно использовался стандарт 802.11G с максимальной теоретической скоростью до 54 mb/s, которая на практике редко была выше 20 mb/s. С более быстрыми и современными стандартами всё полностью идентично.

    Во-вторых, при возникновении проблем со скоростью WiFi — первым делом обновите прошивку роутера, т.к. от неё зависит работа абсолютно всех его компонентов. Взять её можно с официального сервера производителя. Например, у устройств D-Link это сервер ftp.dlink.ru. Как правило, скачивать нужно ту у которой самая свежая дата и самый старший порядковый номер (индекс версии).

    В третьих, обязательно обновите драйвер Вай-Фай адаптера на Вашем компьютере или ноутбуке. От него зависит не только скорость работы, но и возможность использовать дополнительные режимы и функции.

    В четвертых, если Ваш маршрутизатор поддерживает диапазон 5ГГц — переведите все устройства, которые можно, на него. На старом диапазоне можно оставить «медленные» устройства, которые не работают на 5 гигагерцах. При этом одни на другие влиять не будут практически никак.

    В пятых, не ждите высоких показателей от заведомо слабого роутера. Тут уже на сцене появляется такое понятие, как скорость коммутации — это тот максимальный скоростной поток, который Ваше устройство способно обработать и передать от медного порта WAN (он же Internet) к беспроводному модулю Вай-Фай. Этот параметр Вы можете уточнить на официальном сайте производителя Вашего девайса.

    Вот теперь, когда мы рассмотрели все сторонние обстоятельства — можно переходить к «тонкой» настройке Ваших устройств. Вот 7 основных советов.


    Как увеличить скорость в своей сети WiFi ?!

    Ниже я приведу основные причины снижения пропускной способности беспроводной сети и возможные пути их устранения, которые помогут в 90% случаев.


    1. Выбираем самый быстрый стандарт — 802.11N

      На текущий момент в диапазоне 2,4 ГГц самый быстрый стандарт беспроводной связи это 802.11N. Все беспроводные роутеры, выпущенные с 2010 года маркируются как Wireless N150 и Wireless N300, что обозначает поддержку этого стандарта и максимально достижимую скорость. Но тут универсальные настройки устройства доступа играют с пользователем злую шутку. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев, используемый стандарт оставляют смешанным, то есть — 802.11 B/G/N mixed. И это правильно, но… Механизм работы беспроводной сети таков, что все устройства будут работать на том стандарте, который они поддерживают.

      Другими словами, если Вы подключите старый ноутбук с адаптером G-стандарта и будете активно получать и передавать данные, то и у остальных устройств скорость снизится. В некоторых случаях даже на 60-80%. Выход — или не подключать такие устройства, или, по возможности, подключать их через кабель.

      Для достижения максимальных скоростных показателей, все адаптеры в Вашей домашней сети должны работать на доном стандарте. Поэтому, если у Вас все устройства современные и поддерживают режим 802.11 N, то желательно перевести на него всю сеть WiFi принудительно. В большинстве случаев это делается с помощью параметров конфигурации роутера в разделе базовой настройки Вай-Фай.

      К сожалению, такая возможность есть не на всех устройствах доступа. Тут, в качестве примера, можно привести маршрутизаторы TP-Link. Но и в этом случае есть вариант выхода из ситуации — надо заставить адаптеры клиентов работать в N-режиме, благо, что многие такую возможность пользователю предоставляют. Чтобы это сделать — идем в Диспетчер устройств, находим там свою Вай-Фай-карту и кликаем по ней правой кнопкой. В меню надо выбрать пункт «Свойства» и в открывшемся окне надо зайти на вкладку «Дополнительно». Нужно найти параметр «Режим 802.11n прямого соединения» и включить его. У некоторых производителей вместо него может быть параметр «Wireless Mode». Тогда нужный стандарт надо уже выставить с помощью него.

    2. Включаем Wi-Fi Multimedia

      Для того, чтобы разогнать сеть даже на N-режиме больше, чем 54 мегабита, рекомендуется обязательно включить режим WMM в параметрах сети. То же самое надо сделать и в настройках Вай-Фай адаптера.

    3. Располагаем устройства ближе к беспроводной точке доступа

      Дело в том, что скорость WiFi обратно пропорциональна расстоянию от клиента до точки доступа. То есть чем дальше Вы отойдете от своего маршрутизатора, тем меньше будет скорость обмена информацией. Казалось бы, в условиях современных жилищ расстояние не превышает 15-20 метров, но не забываете о зашумленности диапазона 2,4 ГГц, благодаря которой показатели будут ещё ниже. Итог — как бы он смешно не звучал — хотите быстрее качать — сидите рядом с источником сигнала.

    4. Выбираем наиболее свободный радиоканал

      От выбранного роутером радиоканала тоже многое зависит. У меня в квартире ловится около 10 сетей. А доступных радиоканалов для нашего региона — 13. Один и тот же канал могут использовать несколько точек доступа. Само собой они будут друг-другу мешать и это, как следствие, в разы снизит скорость Вашей домашней сети. Поэтому читаем стать как выбрать канал WiFi и выставляем тот, который реже всего используется «соседями». Делается это тоже в базовых параметрах беспроводной сети.

    5. Подбираем правильную мощность сигнала

      На некоторых моделях роутеров по умолчанию мощность радиомодуля снижена. Если Вы носите планшет, телефон или ноутбук по всей комнате, то мощность сигнала желательно выставить на максимум. Если же у Вас устройство располагается от роутера недалеко и по дому Вы его практически не перемещаете, то силу сигнала надо наоборот понижать, иначе Вы получить обратный эффект: чем сильнее сигнал, тем сильнее роутер урежет скорость.

    6. Меняем ширину канала — 20/40 MHz

      Все устройства стандарта 802.11N могут использовать ширину в 40 MHz, в связи с этим в параметрах точки доступа обычно стоит значение 20/40MHZ, что означает автоматический выбор. Это не есть правильно. 40 мегагерц может дать прирост скорости в 10-20 мегабит в секунду при условии очень хорошего сигнала. В наших реалиях, к сожалению, уже на бОльшем отдалении уровень сигнала падает и эффект может наблюдаться обратный. Поэтому пробуем вручную выставлять этот параметр. Ставим 40 и замеряем скорость с разных точек. Потом ставим 20 и проверяем процедуру. Оставляем то значение, на котором получили максимальные скоростные показатели. Кстати, имейте ввиду, что некоторые устройства умеют работать только на 20МГц и на 40 уже не смогут подключиться.

    7. Правильно выбираем тип режима безопасности

      Даже если у Вас мощный N300 маршрутизатор и неплохие сетевые карты, получить скорость выше 54 мегабит в секунду у Вас не получится, если Вы используете методы защиты WEP или WPA с шифрованием TKIP. Так уж устроен стандарт 802.11n. Поэтому я настоятельно рекомендую сменить его на самый надежный и современный метод защиты Вай-Фай — это WPA2 c шифрованием AES. Если выберете TKIP, то опять же роутер срежет скорость соединения до 54 mb/s максимум. Второй вариант — сделать сеть открытой, с фильтрацией доступа по MAC-адресам.


  3. Zyxel - Wi-Fi n максимальная скорость 65 Мбит/с вместо 150
     
    ...для достижения канальной скорости 150 Мбит/сек, Вам еще нужно установить короткий охранный интервал (short guard interval).
    Извините, я сделаю маленькое отступление. Вообще-то это общеизвестно, но может быть кому-нибудь будет интересно.
    Как Вы понимаете, канальная скорость 150 Мбит/сек отнюдь не означает, что это будут мегабиты полезной информации. Или что они вообще будут.
    К примеру, макстмальная канальная скорость соединения по стандарту 802.11g составляет 54 Мбит/сек. Но если считать скорость передачи полезной информации, она при самых идеальных условиях лишь немного превосходит 3 МБ/сек и составляет около 22 Мбит/сек.
    Почему? Во-первых, потому, что, наряду с полезной информацией, передается куча служебной - к tcp (или udp) пакету, который, собственно и содержит полезные данные, присоединяется заголовок ip-пакета (минимум 20 байт), тот, в свою очередь заворачивается в ethernet-frame (у которого, кроме заголовка еще и хвост есть) и т.д.
    Но это еще не всё.
    Собственно передача занимает в 802.11g только 80% времени. Остальное время адаптер простаивает и тупо слушает эфир. Этот промежуток называется охранным интервалом и его продолжительность (в версии "g" стандарта) составляет 800 наносекунд.
    Для увеличения пропускной способности, в стандарте "n" уменьшили это время вдвое - до 400 наносекунд.
    Таким образом, если Вам удастся включить широкий канал (40 МГц), канальная скорость у Вас вырастет с 65 до 130 Мбит/сек.
    В два раза увеличили ширину канала (фактически, заняли два канала вместо одного) - в два раза выросла пропускная способность. Логично?
    Но 150 Мбит/сек Вы еще не получите. Чтобы дополнительно увеличить пропускную способность, Вам необходимо включить тот самый "короткий охранный интервал", о котором я только что писал.

    Эти два способа повышения скорости передачи абсолютно независимы. Вы можете уменьшить охранный интервал при узком (20 МГц) канале и скорость вырастет с 65 до 75 Мбит/сек.


  4. Wi-Fi: неочевидные нюансы (на примере домашней сети)
     
    Сейчас многие покупают точки доступа 802.11n, но хороших скоростей достичь удается не всем. В этом посте поговорим о не очень очевидных мелких нюансах, которые могут ощутимо улучшить (или ухудшить) работу Wi-Fi. Всё описанное ниже применимо как к домашним Wi-Fi-роутерам со стандартными и продвинутыми (DD-WRT & Co.) прошивками, так и к корпоративным железкам и сетям. Поэтому, в качестве примера возьмем «домашнюю» тему, как более родную и близкую к телу. Ибо даже самые администые из админов и инженеристые из инженеров живут в многоквартирных домах (или поселках с достаточной плотностью соседей), и всем хочется быстрого и надежного Wi-Fi.

    Несколько примечаний перед началом:
    • Стиль изложения нарочито упрощен, т.к. некоторые вещи вам, возможно, придется объяснять соседям, совершенно незнакомым с основами радиосетей, стандартом 802.11 и регуляторной политикой государства.
    • Все описанное ниже носит рекомендательный характер. Возможно, они неприменимы к вашей ситуации. Из любого правила есть исключения, которые опущены для краткости. Предельные случаи можно обсудить в комментариях.
    • Пожалуйста, обратите внимание на слово «неочевидные». Подробное доказательство некоторых тезисов требует погружения в стандарты, я этого делать не хочу (хоть и пришлось пару раз).


    1. Как жить хорошо самому и не мешать соседям.

      [1.1] Казалось бы – чего уж там? Выкрутил точку на полную мощность, получил максимально возможное покрытие – и радуйся. А теперь давайте подумаем: не только сигнал точки доступа должен достичь клиента, но и сигнал клиента должен достичь точки. Мощность передатчика ТД обычно до 100 мВт (20 dBm). А теперь загляните в datasheet к своему ноутбуку/телефону/планшету и найдите там мощность его Wi-Fi передатчика. Нашли? Вам очень повезло! Часто её вообще не указывают (можно поискать по FCC ID). Тем не менее, можно уверенно заявлять, что мощность типичных мобильных клиентов находится в диапазоне 30-50 мВт. Таким образом, если ТД вещает на 100мВт, а клиент – только на 50мВт, в зоне покрытия найдутся места, где клиент будет слышать точку хорошо, а ТД клиента — плохо (или вообще слышать не будет) – асимметрия. Это справедливо даже с учетом того, что у точки обычно лучше чувствительность приема — смотрите под спойлером. Опять же, речь идет не о дальности, а о симметрии.Сигнал есть – а связи нет. Или downlink быстрый, а uplink медленный. Это актуально, если вы используете Wi-Fi для онлайн-игр или скайпа, для обычного интернет-доступа это не так и важно (только, если вы не на краю покрытия). И будем жаловаться на убогого провайдера, глючную точку, кривые драйвера, но не на неграмотное планирование сети.

      Вывод: может оказаться, что для получения более стабильной связи мощность точки придется снизить. Что, согласитесь, не совсем очевидно :)

      [1.2] Также далеко не самым известным фактом, добавляющим к асимметрии, является то, что у большинства клиентских устройств мощность передатчика снижена на «крайних» каналах (1 и 11/13 для 2.4 ГГц). Вот пример для iPhone из документации FCC (мощность на порту антенны).

      На крайних каналах мощность передатчика в ~2.3 раза ниже, чем на средних. Причина в том, что Wi-Fi – связь широкополосная, удержать сигнал чётко в пределах рамки канала не удастся. Вот и приходится снижать мощность в «пограничных» случаях, чтобы не задевать соседние с ISM диапазоны.

      Вывод: если ваш планшет плохо работает в туалете – попробуйте переехать на канал 6.

    2. Раз уж речь зашла о каналах…

      Всем известны «непересекающиеся» каналы 1/6/11. Так вот, они пересекаются! Потому, что Wi-Fi, как было упомянуто раньше, технология широкополосная и полностью сдержать сигнал в рамках канала невозможно. Отсюда мы сделаем два важных вывода.

      [2.1] Все считают, что ширина канала — 22МГц (так и есть). Но, как показывает иллюстрация, сигнал на этом не заканчивается, и даже непересекающиеся каналы таки перекрываются: 1/6 и 6/11 — на ~-20dBr, 1/11 — на ~-36dBr, 1/13 — на -45dBr.
      Попытка поставить две точки доступа, настроенные на соседние «неперекрывающиеся» каналы, близко друг от друга приведет к тому, что каждая из них будет создавать соседке помеху в 20dBm – 20dB – 50dB [которые добавим на потери распространения сигнала на малое расстояние и небольшую стенку] =-50dBm! Такой уровень шума способен целиком забить любой полезный Wi-Fi сигнал из соседней комнаты, или блокировать ваши коммуникации целиком!

      Вывод: если вы поставите точку рядом со стеной, а ваш сосед – с другой стороны стены, его точка на соседнем «неперекрывающемся» канале все равно может доставлять вам серьезные проблемы. Попробуйте посчитать значения помехи для каналов 1/11 и 1/13 и сделать выводы самостоятельно.
      Аналогично, некоторые стараются «уплотнить» покрытие, устанавливая две точки настроенные на разные каналы друг на друга стопкой — думаю, уже не надо объяснять, что будет (исключением тут будет грамотное экранирование и грамотное разнесение антенн — все возможно, если знать как).

      [2.2] Второй интересный аспект – это попытки чуть более продвинутых пользователей «убежать» между стандартными каналами 1/6/11. Опять же, логика проста: «Я между каналами словлю меньше помех». По факту, помех, обычно, ловится не меньше, а больше. Раньше вы страдали по полной только от одного соседа (на том же канале, что и вы). Но это были помехи не первого уровня OSI (интерференция), а второго – коллизии — т.к. ваша точка делила с соседом коллизионный домен и цивилизованно соседствовала на MAC-уровне. Теперь вы ловите интерференцию (Layer1) от двух соседей с обеих сторон.
      В итоге, delay и jitter, может, и попытались немного уменьшиться (т.к. коллизий теперь как бы нет), но зато уменьшилось и соотношение сигнал/шум. А с ним уменьшились и скорости (т.к. каждая скорость требует некоторого минимального SNR — об этом в [3.1]) и процент годных фреймов (т.к. уменьшился запас по SNR, увеличилась чувствительность к случайным всплескам интерференции). Как следствие, обычно, возростает retransmit rate, delay, jitter, уменьшается пропускная способность.
      Кроме того, при значительном перекрытии каналов таки возможно корректно принять фрейм с соседнего канала (если соотношение сигнал/шум позволяет) и таки получить коллизию. А при помехе выше -62dBm вышеупомянутый механизм CCA просто не даст воспользоваться каналом. Это только усугубляет ситуацию и негативно влияет на пропускную способность.

      Вывод: не старайтесь использовать нестандартные каналы, не просчитав последствий, и отговаривайте от этого соседей. В общем, то же, что и с мощностью: отговаривайте соседей врубать точки на полную мощность на нестандартных каналах – будет меньше интерференции и коллизий у всех. Как просчитать последствия станет понятно из [3].

      [2.3] По примерно тем же причинам не стоит ставить точку доступа у окна, если только вы не планируете пользоваться/раздавать Wi-Fi во дворе. Толку от того, что ваша точка будет светить вдаль, вам лично никакого – зато будете собирать коллизии и шум от всех соседей в прямой видимости. И сами к захламленности эфира добавите. Особенно в многоквартирных домах, построенных зигзагами, где окна соседей смотрят друг на друга с расстояния в 20-30м. Соседям с точками на подоконниках принесите свинцовой краски на окна… :)

      [2.4][UPD] Также, для 802.11n актуален вопрос 40MHz каналов. Моя рекоммендация — включать 40MHz в режим «авто» в 5GHz, и не включать («20MHz only») в 2.4GHz (исключение — полное отсутствие соседей). Причина в том, что в присутствии 20MHz-соседей вы с большой долей вероятности получите помеху на одной из половин 40MHz-канала + включится режим совместимости 40/20MHz. Конечно, можно жестко зафиксировать 40MHz (если все ваши клиенты его поддерживают), но помеха все равно останется. Как по мне, лучше стабильные 75Mbps на поток, чем нестабильные 150. Опять же, возможны исключения — применима логика из [3.4]. Подробности можно почитать в этой ветке комментариев (вначале прочтите [3.4]).
    3. Раз уж речь зашла о скоростях…

      [3.1] Уже несколько раз мы упоминали скорости (rate/MCS — не throughput) в связке с SNR. По материалам стандарта можно сделать вывод, что для более высоких скоростей чувствительность приемника меньше, как мы заметили в [1.1].

      В сетях 802.11n/MIMO благодаря MRC и другим многоантенным ухищрениям нужный SNR можно получить и при более низком входном сигнале. Обычно, это отражено в значениях чувствительности в datasheet'ах.
      Отсюда, кстати, можно сделать еще один вывод: эффективный размер (и форма) зоны покрытия зависит от выбранной скорости (rate/MCS). Это важно учитывать в своих ожиданиях и при планировании сети.

      [3.2] Этот пункт может оказаться неосуществимым для владельцев точек доступа с совсем простыми прошивками, которые не позволяют выставлять Basic и Supported Rates. Как уже было сказано выше, скорость (rate) зависит от соотношения сигнал/шум. Если, скажем, 54Mbps требует SNR в 25dB, а 2Mbps требует 6dB, то понятно, что фреймы, отправленные на скорости 2Mbps «пролетят» дальше, т.е. их можно декодировать с большего расстояния, чем более скоростные фреймы. Тут мы и приходим к Basic Rates: все служебные фреймы, а также броадкасты (если точка не поддерживает BCast/MCast acceleration и его разновидности), отправляются на самой нижней Basic Rate. А это значит, что вашу сеть будет видно за многие кварталы.

      Опять же, это добавляет к рассмотренной в [2.2] картине коллизий: как для ситуации с соседями на том же канале, так и для ситуации с соседями на близких перекрывающихся каналах. Кроме того, фреймы ACK (которые отправляются в ответ на любой unicast пакет) тоже ходят на минимальной Basic Rate (если точка не поддерживает их акселерацию).

      Вывод: отключайте низкие скорости – и у вас, и у соседей сеть станет работать быстрее. У вас – за счет того, что весь служебный трафик резко начнет ходить быстрее, у соседей – за счет того, что вы теперь для них не создаете коллизий (правда, вы все еще создаете для них интерференцию — сигнал никуда не делся — но обычно достаточно низкую). Если убедите соседей сделать то же самое – у вас сеть будет работать еще быстрее.

      [3.3] Понятно, что при отключении низких скоростей подключиться к тоже можно будет только в зоне более сильного сигнала (требования к SNR стали выше), что ведет к уменьшению эффективного покрытия. Равно как и в случае с понижением мощности. Но тут уж вам решать, что вам нужно: максимальное покрытие или быстрая и стабильная связь. Используя табличку и datasheet'ы производителя точки и клиентов почти всегда можно достичь приемлемого баланса.

      [3.4] Еще одним интересным вопросом являются режимы совместимости (т.н. “Protection Modes”). В настоящее время есть режим совместимости b-g (ERP Protection) и a/g-n (HT Protection). В любом случае скорость падает. На то, насколько она падает, влияет куча факторов (тут еще на две статьи материала хватит), я обычно просто говорю, что скорость падает примерно на треть. При этом, если у вас точка 802.11n и клиент 802.11n, но у соседа за стеной точка g, и его трафик долетает до вас – ваша точка точно так же свалится в режим совместимости, ибо того требует стандарт. Особенно приятно, если ваш сосед – самоделкин и ваяет что-то на основе передатчика 802.11b. :) Что делать? Так же, как и с уходом на нестандартные каналы – оценить, что для вас существеннее: коллизии (L2) или интерференция (L1). Если уровень сигнала от соседа относительно низок, переключайте точки в режим чистого 802.11n (Greenfield): возможно, понизится максимальная пропускная способность (снизится SNR), но трафик будет ходить равномернее из-за избавления от избыточных коллизий, пачек защитных фреймов и переключения модуляций. В противном случае – лучше терпеть и поговорить с соседом на предмет мощности/перемещения ТД. Ну, или отражатель поставить… Да, и не ставьте точку на окно! :)

      [3.5] Другой вариант – переезжать в 5 ГГц, там воздух чище: каналов больше, шума меньше, сигнал ослабляется быстрее, да и банально точки стоят дороже, а значит – их меньше. Многие покупают dual radio точку, настраивают 802.11n Greenfield в 5 ГГц и 802.11g/n в 2.4 ГГц для гостей и всяких гаджетов, которым скорость все равно не нужна. Да и безопаснее так: у большинства script kiddies нет денег на дорогие игрушки с поддержкой 5 ГГц.
      Для 5 ГГц следует помнить, что надежно работают только 4 канала: 36/40/44/48 (для Европы, для США есть еще 5). На остальных включен режим сосуществования с радарами (DFS). В итоге, связь может периодически пропадать.

    4. Раз уж речь зашла о безопасности…

      Упомянем некоторые интересные аспекты и здесь.
      [4.1] Какой должна быть длина PSK? Вот выдержка из текста стандарта 802.11-2012, секция M4.1:
      Keys derived from the pass phrase provide relatively low levels of security, especially with keys generated form short passwords, since they are subject to dictionary attack. Use of the key hash is recommended only where it is impractical to make use of a stronger form of user authentication. A key generated from a passphrase of less than about 20 characters is unlikely to deter attacks.
      Вывод: ну, у кого пароль к домашней точке состоит из 20+ символов? :)

      [4.2] Почему моя точка 802.11n не «разгоняется» выше скоростей a/g? И какое отношение это имеет к безопасности?
      Стандарт 802.11n поддерживает только два режима шифрования: CCMP и None. Сертификация Wi-Fi 802.11n Compatible требует, чтобы при включении TKIP на радио точка переставала поддерживать все новые скоростные режимы 802.11n, оставляя лишь скорости 802.11a/b/g. В некоторых случаях можно видеть ассоциации на более высоких рейтах, но пропускная способность все равно будет низкой. Вывод: забываем про TKIP – он все равно будет запрещен с 2014 года (планы Wi-Fi Alliance).

      [4.3] Стоит ли прятать (E)SSID? (это уже более известная тема). Во-первых, следует понимать, что при сокрытии ESSID ваша точка не исчезает из эфира. Она точно так же старательно шлет beacon’ы, просто не указывая в них ESSID. И этот ESSID перестанет быть скрытым, как только к точке попытается подключиться клиент (который для успешного подключения обязан правильно указать ESSID). В этот момент ловится привязка ESSID к BSSID – и игра в прятки заканчивается. Процесс можно ускорить, отстрелив существующего клиента фреймом диссоциации (disassociation). Так что пользы от этого сокрытия никакой. Вывод: эффективность прятания SSID примерно равна эффективности прятания текста под спойлером.
      Тем не менее прятать стоит – вреда от этого тоже никакого. Но тут есть два важных исключения: устройства с кривыми драйверами (Apple IOS, например, имеет ряд забавных косяков, связанных с сохраненными профилями скрытых сетей) которые не могут уверенно подключаться к скрытым ESSID. Также, компьютеры под управлением Windows XP с WZC – эти постоянно ищут приключений сконфигуренные на клиенте сети со скрытыми SSID, чем не только выдают их имена, но еще и напрашиваются на атаки evil twin.

    5. Всякая всячина.

      [5.1] Немного о MIMO. Почему-то по сей день я сталкиваюсь с формулировками типа 2x2 MIMO или 3x3 MIMO. К сожалению, для 802.11n эта формулировка малополезна, т.к. важно знать еще количество пространственных потоков (Spatial Streams). Точка 2x2 MIMO может поддерживать только один SS, и не поднимется выше 150Mbps. Точка с 3x3 MIMO может поддерживать 2SS, ограничиваясь лишь 300Mbps. Полная формула MIMO выглядит так: TX x RX: SS. Понятно, что количество SS не может быть больше min (TX, RX). Таким образом, приведенные выше точки будут записаны как 2x2:1 и 3x3:2. Многие беспроводные клиенты реализуют 1x2:1 MIMO (смартфоны, планшеты, дешевые ноутбуки) или 2x3:2 MIMO. Так что бесполезно ожидать скорости 450Mbps от точки доступа 3x3:3 при работе с клиентом 1x2:1. Тем не менее, покупать точку типа 2x3:2 все равно стоит, т.к. большее количество принимающих антенн добавляет точке чувствительности (MRC Gain). Чем больше разница между количеством принимающих антенн точки и количеством передающих антенн клиента — тем больше выигрыш (если на пальцах). Однако, в игру вступает multipath.

      [5.2] Как известно, multipath для сетей 802.11a/b/g – зло. Точка доступа, поставленная антенной в угол, может работать не самым лучшим образом, а выдвинутая из этого угла на 20-30см может показать значительно лучший результат. Аналогично для клиентов, помещений со сложной планировкой, кучей металлических предметов и т.д.
      Для сетей MIMO с MRC и в особенности для работы нескольких SS (и следовательно, для получения высоких скоростей) multipath – необходимое условие. Ибо, если его не будет – создать несколько пространственных потоков не получится. Предсказывать что-либо без специальных инструментов планирования здесь сложно, да и с ними непросто. Вот пример рассчетов из Motorola LANPlanner, но однозначный ответ тут может дать только радиоразведка и тестирование.

      Создать благоприятную multipath-обстановку для работы трех SS сложнее, чем для работы двух SS. Поэтому новомодные точки 3x3:3 работают с максимальной производительностью обычно лишь в небольшом радиусе, да и то не всегда. Вот красноречивый пример от HP (если копнуть глубже в материалы анонса их первой точки 3x3:3 — MSM460)

      [5.3] Ну, и несколько интересных фактов для коллекции:
      • Человеческое тело ослабляет сигнал на 3-5dB (2.4/5ГГц). Просто развернувшись лицом к точке можно получить более высокую скорость.
      • Некоторые дипольные антенны имеют асммметричную диаграмму направленности в H-плоскости («вид сбоку») и лучше работают перевернутыми
      • В фрейме 802.11 может использоваться одновременно до четырех MAC-адресов, а в 802.11s (новый стандарт на mesh) — до шести!


      Итого

      Технология 802.11 (да и радиосетей в целом) обладает множеством неочевидных особенностей. Лично у меня вызывает громадное уважение и восхищение тот факт, что люди отточили насколько сложную технологию до уровня «воткни-работай». Мы рассмотрели (в разном объеме) разные аспекты физического и канального уровня сетей 802.11:
        Асиметрию мощностей
      • Ограничения на мощность передачи в граничных каналах
      • Пересечение «непересекающихся» каналов и последствия
      • Работу на «нестандартных» каналах (отличных от 1/6/11/13)
      • Работу механизма Clear Channel Assesment и блокировку канала
      • Зависимость скорости (rate/MCS) от SNR и, как следствие, зависимость чувствительности приемника и зоны покрытия от требуемой скорости
      • Особенности пересылки служебного трафика
      • Последствия включения поддержки низких скоростей
      • Последствия включения поддержки режимов совместимости
      • Выбор каналов в 5ГГц
      • Некоторые забавные аспекты безопасности, MIMO и проч.

      Не все было рассмотрено в полном объеме и исчерпывающем виде, равно как за бортом остались неочевидные аспекты сосуществования клиентов, балансировки нагрузки, WMM, питания и роуминга, экзотика типа Single-Channel Architecture и индивидуальных BSS — но это уже тема для сетей совсем другого масштаба. Если следовать хотя бы вышеприведенным соображениям, в обычном жилом доме можно получить вполне приличный коммунизм microcell, как в высокопроизводительных корпоративных WLAN.
Аватара пользователя
UncleFather
Site Admin
 
Сообщения: 1256
Зарегистрирован: 17 авг 2004 17:20, Вт

Вернуться в Железо

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Alexander A Manaeff -
@Mail.ru .