Данный раздел содержит описание различных возможных помех и препятствий для распространения Wi-Fi-сигнала и применим для построения сетей Wi-Fi не только в рамках помещений большого офиса, но и на открытых пространствах.
Для корректного радиопланирования рекомендуется провести радиоизмерения на объекте, где планируется развертывание сети Wi-Fi. Радиоизмерения позволяют получить точную картину радиообстановки и минимизировать риски недостаточного покрытия.
На распространение радиоволн влияет множество факторов, таких как стены и другие радиоисточники (мобильные устройства, микроволновые печи и т. д.). Игнорирование этих факторов может привести к неэффективной и нестабильной работе сети. Рассмотрим основные факторы, влияющие на распространение радиосигнала, и то, что следует учитывать при планировании сети Wi-Fi.
Необходимо помнить
- Устройства Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия;
- Успешное соединение требует достаточной мощности передатчика как у точки доступа, так и у клиентского устройства, чтобы преодолеть расстояние и потери сигнала в среде передачи.
Источники радиопомех:
Условно разделим источники помех на несколько категорий:
- Радиоисточники, которые работают на одинаковой частоте. Wi-Fi использует два частотных диапазона — 2,4 и 5 ГГц. Взаимного влияния можно избежать при грамотном распределении частот, подробнее об этом рассказано ниже.
Bluetooth-устройства, работающие в зоне покрытия вашего Wi-Fi-устройства. Bluetooth и Wi-Fi находятся в диапазоне 2,4 ГГц и зачастую не могут работать одновременно, поскольку RF-сигналы обоих устройств мешают друг другу, особенно если их антенны находятся в непосредственной близости.
- Различная бытовая техника, работающая в зоне покрытия вашего Wi-Fi-устройства. Например:
- Микроволновые (СВЧ) печи. Эти приборы могут ослаблять уровень сигнала Wi-Fi, т. к. обычно также работают в диапазоне 2,4 ГГц.
- Телефоны, работающие в диапазоне 2,4-5 ГГц.
- Беспроводные динамики, работающие на частоте 2,4 или 5 ГГц.
- Некоторые внешние мониторы и ЖК-дисплеи. Определенные дисплеи могут создавать заметные гармонические помехи в диапазоне между 11 и 14 каналами на частоте 2,4 ГГц. Наиболее интенсивные помехи могут исходить от портативного компьютера с подключенным к нему внешним дисплеем.
Препятствия на пути распространения Wi-Fi-сигнала:
Также необходимо учесть препятствия на пути распространения сигнала:
Объекты, мешающие распространению радиосигналов вне помещения, могут быть любыми (здания, линии электропередач, деревья и т. д.). Например, один метр кроны дерева может ослабить сигнал на 6 дБ. Внутри помещения препятствиями для распространения сигнала могут быть стены, зеркала, тонированные окна и т. д.
Ниже приведена таблица потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через различные среды:
| Препятствие | Дополнительные потери (dB) | Эффективное расстояние* |
|---|---|---|
| Открытое пространство | 0 | 100 % |
| Окно без тонировки (отсутствует металлизированное покрытие) | 3 | 70 % |
| Окно с тонировкой (металлизированное покрытие) | 5-8 | 50 % |
| Деревянная стена | 10 | 30 % |
| Межкомнатная стена (15,2 см) | 15–20 | 15 % |
| Несущая стена (30,5 см) | 20–25 | 10 % |
| Бетонный пол/потолок | 15–25 | 10–15 % |
| Монолитное железобетонное перекрытие | 20–25 | 10 % |
*Эффективное расстояние — это расстояние, на которое уменьшается радиус действия сигнала Wi-Fi после прохождения через препятствие, по сравнению с открытым пространством. Например, если на открытом пространстве радиус действия Wi-Fi составляет 400 метров, то после прохождения одной межкомнатной стены он сократится до 15 % от исходного значения, то есть до 60 метров. После второй стены радиус снова уменьшится на 15 % от 60 метров и составит 9 метров, а после третьей — до 1,35 метров. Таким образом, через три межкомнатные стены установить стабильное беспроводное соединение, скорее всего, не удастся.
При радиопланировании Wi-Fi сетей (PtP и PtMP) на открытой местности, важно учитывать и «зоны Френеля».
Зона Френеля описывает область пространства вокруг прямой, соединяющей передатчик и приемник, через которую распространяется радиоволна. Эта область представляет собой эллипсоид. Радиоволны распространяются не строго по прямой, а расширяющимся пучком. Зона Френеля показывает, какая часть этого пучка критически важна для качественной передачи сигнала. Перекрытие зоны Френеля до 20 % обычно не вызывает значительных потерь сигнала. Но при перекрытии более 40 % потери становятся существенными.
Ниже приведена таблица необходимых радиусов зоны Френеля на частотах 2,4 и 5 ГГц.
| Расстояние между антеннами, м | Требуемый радиус первой зоны Френеля на частоте 2,4 ГГц, м | Требуемый радиус первой зоны Френеля на частоте 5 ГГц, м |
|---|---|---|
| 300 | 3,06 | 2,12 |
| 1600 | 7 | 4,9 |
| 8000 | 15,81 | 10,95 |
| 10000 | 17,68 | 12,25 |
| 15000 | 21,65 | 15 |
Взаимное влияние ТД, находящихся рядом
Одна из проблем, которую нужно решить при радиопланировании, это минимизация взаимного влияния точек доступа (ТД) друг на друга. Если точки доступа используют ширину канала 20 МГц (обычно минимально возможная для выбора) и работают на одном или соседних пересекающихся каналах (рис. 1), они создают помехи друг другу. Сигналы накладываются друг на друга, и возникает интерференция, что приводит к искажению и ослаблению сигнала. На частоте 2,4 ГГц доступно 13 каналов по 5 МГц (наследие изначальной реализации), из которых только три непересекающихся с шириной по 20 МГц (1,6,12 или 2,7,13 и т. д.). На рисунке 2 показано распределение каналов в диапазоне 5 ГГц. Здесь, изначально заложены каналы с шириной по 20 МГц и можно использовать 16 непересекающихся каналов (не использовать каналы 100–128 и 165, для совместимости с большим парком клиентских устройств), что уменьшает или совсем исключает взаимное влияние ТД (канальную интерференцию).
Рисунок 1 — Распределение каналов на частоте 2,4 ГГц
Рисунок 2 — Распределение каналов на частоте 5 ГГц
Рекомендации по построению сети Wi-Fi приведены в разделе Методика радиопланирования в помещении.