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Oggigiorno esiste un punto di accesso WiFi in quasi tutte le case; supporta un'ampia gamma di applicazioni che vanno dalla navigazione in Internet generale allo streaming di servizi video, non del tutto simili tra loro. Tali reti spesso soffrono di molte fonti di interferenza. 

Punti di accesso wireless "a bassa densità"

Molti dispositivi domestici utilizzano il WiFi per connettersi a Internet. Una Smart TV ne sarebbe un buon esempio, ma ci sono molti nuovi set top box satellitari o via cavo che includono un punto di accesso WiFi per lo streaming di video su dispositivi mobili come smartphone o tablet.

Questi tipi di Access Point utilizzati a casa o in ufficio sono normalmente definiti "a bassa densità" perché supportano un basso numero di connessioni simultanee, dieci o venti al massimo. Normalmente dispongono di un solo ricetrasmettitore radio e possono essere configurati per funzionare in uno specifico canale WiFi, per funzionare con un determinato "nome" e in genere dispongono di opzioni di sicurezza diverse.

Punti di accesso wireless "ad alta densità"

Esistono altri tipi di Access Point utilizzati negli hotel, nei centri congressi o per grandi spazi come gli stadi di calcio definiti "ad alta densità", che supportano migliaia di connessioni simultanee. Normalmente includono più ricetrasmettitori radio e consentono funzionalità di configurazione aggiuntive come la regolazione della potenza in uscita. Il video è un servizio molto impegnativo per una rete IP e un punto di accesso WiFi. 

 

Pro e contro degli analizzatori WiFi Smartphone

Esiste una grande varietà di cosiddette applicazioni "Analizzatore WiFi" disponibili per telefoni cellulari, tablet e PC, incluso il nostro, molte delle quali sono gratuite o supportate dalla pubblicità.

Sebbene siano in grado di sfruttare al massimo le capacità del telefono cellulare o del PC, non possono essere etichettate come vere app per l'analisi del WiFi perché non hanno un vero analizzatore di spettro per coprire il livello fisico e perché osservano la rete WiFi attraverso gli "occhi" del ricetrasmettitore radio WiFi del dispositivo mobile. L'analizzatore di spettro sarà necessario per l'analisi dell'interferenza, come vedremo tra poco.

I misuratori di campo RANGERNeo offrono un nuovo set di strumenti per l'analisi e la risoluzione dei problemi inerenti il WiFi. RANGERNeo è una nuova generazione di analizzatori TV, satellite e WIFI multifunzione, destinati ad aiutare i tecnici non solo a gestire i loro classici problemi di distribuzione del segnale TV lineare (via satellite, via cavo, broadcast), ma anche a gestire le numerose sfide poste dal mondo wireless e dalle nuove piattaforme di distribuzione video.

Esplorazione del terreno

Il WiFi utilizza le bande di frequenza ISM (Industrial Scientific Medical). Non è richiesta alcuna licenza per operare in queste bande e quindi sono utilizzate da molti altri dispositivi come cuffie Bluetooth, forni a microonde, lampade allo zolfo (!), Telecamere CCTV wireless, telefoni cordless, ecc.

Per molto tempo i sistemi WiFi hanno utilizzato quasi esclusivamente la banda a 2,4 GHz, che è di gran lunga la più famosa banda ISM. Ora è densamente popolata, persino satura in alcuni punti e quindi alcuni nuovi sistemi utilizzano la banda a 5 GHz. Non tutti i dispositivi WiFi (telefoni, tablet, laptop) sono dual band (compatibile con 2,4 e 5 GHz), quindi questa è una decisione importante da prendere se si sta configurando un nuovo Access Point.

La banda a 2,4 GHz è composta da canali 14 x 5 MHz (1-14) ma non tutti i Paesi li utilizzano. Il canale 14 non è utilizzato in Europa, ad esempio. La larghezza di banda del segnale WiFi tipico è 20 MHz e quindi se i Punti di accesso sono impostati su canali adiacenti si sovrappongono. La banda a 5 GHz include più canali con larghezze di banda da 20 a 160 MHz.

Una rapida ricerca su Internet fornirà molti dettagli sull'allocazione esatta del canale e le particolarità in ogni paese. La tabella seguente descrive le principali differenze pratiche tra le bande 2,4 e 5 GHz:

Una rapida analisi delle reti WiFi presenti

Mentre iniziamo a lavorare, la funzione analizzatore di spettro fornirà un'ottima panoramica della situazione delle reti WiFi nell'area che stiamo analizzando. Ci consentirà inoltre di identificare i nostri punti di accesso in quanto la forza del segnale crescerà quando ci avvicineremo a loro. Possiamo anche identificarli per nome (SSID o Service Set IDentifier) ​​se lo sappiamo naturalmente.

Diverse conclusioni possono già essere tratte dalla semplice schermata. Diversi Access Point possono operare su canali adiacenti o persino utilizzare lo stesso canale. In entrambi i casi ci saranno interferenze incrociate tra di loro, ma gli schemi di modulazione e i protocolli utilizzati consentono che le comunicazioni avvengano nonostante queste condizioni. Tuttavia, la qualità della comunicazione si deteriora quando più Access Point utilizzano lo stesso canale o se si sovrappongono ai vicini o se hanno un carico di lavoro elevato.

Poiché la banda ISM è gratuita, puoi solo controllare cosa faranno i tuoi punti di accesso e così installare e configurare i sistemi WiFi con consapevolezza.

 

Potenza del segnale e SNR. Limite del raggio.

Per poter utilizzare un Access Point, i dispositivi WiFi della zona dovranno ricevere da esso un segnale sufficiente. Allo stesso modo l'Access Point deve anche essere in grado di ricevere i segnali dai dispositivi WiFi cercando di stabilirne una comunicazione. È una comunicazione a due vie. Prenderemo il segnale del punto di accesso come riferimento supponendo che se funziona in un modo funzionerà anche nell'altro. Se sono in grado di ricevere il segnale dall'Access Point, l'Access Point sarà in grado di ricevere il segnale da qualsiasi dispositivo nella mia posizione. Quindi la prima cosa da vedere sarà la potenza del segnale. Questo verrà fatto utilizzando le letture RSSI (Received Signal Strength Indication).

Poiché possono esserci più fonti di rumore e interferenze, la potenza del segnale da sola non è sufficiente a determinare la copertura del Punto di accesso. Soprattutto se il tuo sistema funziona in aree densamente popolate è probabile che il rumore e le interferenze limiteranno la tua qualità di comunicazione ben prima che la potenza del segnale lo faccia. Il SNR (Signal to Noise Ratio) misura la differenza tra intensità del segnale e rumore e quindi è una buona indicazione della qualità del segnale.

Il SNR ha un impatto diretto sulla velocità dei dati di comunicazione WiFi. Maggiore è l'SNR, maggiori sono le velocità di trasmissione dati. Pertanto è consigliabile osservare il SNR per le indagini sui confini del raggio d'azione. Non ci sono tuttavia figure universali. Ricorda che i nostri Access Point condividono la larghezza di banda con altri che non possiamo controllare, inoltre non tutti i dispositivi WiFi hanno la stessa sensibilità.

Sia RSSI che SNR sono mostrati in alto a destra sulla schermata dell'analizzatore di spettro di RANGERNeo. La figura mostra la variazione della misurazione a 1 metro, 10 metri e 14 metri.

Interferenza autoindotta: canali WiFi non sovrapposti

Nel mondo ideale in cui nessuno sta usando la nostra larghezza di banda, sarebbe  sensato evitare di creare nostre interferenze. Questo può facilmente accadere se gestiamo più di un Access Point e non organizziamo correttamente i canali.

La maggior parte dei router WiFi verrà preconfigurata per la selezione automatica dei canali. In questa modalità, l'Access Point sceglierà un canale in base a qualsiasi motivo incorporato nel suo software. Questa non è sempre una buona scelta. La selezione manuale in questo caso è da preferirsi..

Esistono un numero limitato di canali non sovrapposti che è possibile scegliere in base alle impostazioni della larghezza di banda. Si noti che un tipico punto di accesso per larghezza di banda 20 MHz occuperà quattro canali.

La prima opzione descrive ciò che riteniamo lo scenario più tipico, i canali 1, 6 e 11 (14 non utilizzati in UE) non si sovrappongono. Supponiamo di utilizzare due router WiFi, ad esempio. Potremmo quindi selezionare i canali 1 e 6, 1 e 11 o 6 e 11.

Analisi dell'ambiente WiFi

Non siamo da soli e ci saranno probabilmente molti altri dispositivi WiFi e non-WiFi che utilizzano la stessa banda di frequenza a partire dagli Access Point del vicino. Sarà molto interessante esplorare la banda per identificare quali canali supportano (1) un volume inferiore di Access Point e (2) meno traffico. Due cose diverse, il numero di stazioni che utilizzano un canale e il volume di traffico che gestiscono.

Il numero di Access Point che operano in un canale può essere letto direttamente da N.AP sullo schermo. Più basso è questo numero, meglio è, naturalmente.

Potresti avere una situazione in cui un canale viene utilizzato solo da uno o due Access Point ma gestiscono così tanto traffico da rendere il canale assolutamente non utilizzabile. Maggiore è il livello di attività di un Access Point più alta è l'occupazione del canale.

Questo può essere interpretato dalle letture di MaxPower e AvPower; più il grafico è luminoso più è alto l'utilizzo del canale, quindi è possibile avere le stesse informazioni a colpo d'occhio.

Analisi dei segnali non WiFi

Qualsiasi apparecchiatura che utilizza la banda ISM può creare interferenze, aumentare i livelli di rumore di fondo riducendo l'SNR e avendo un impatto sul funzionamento dei punti di accesso. Le periferiche Bluetooth, i telefoni cordless o anche i baby monitor e i forni a microonde funzionano nella stessa gamma di frequenze. Le immagini sottostanti descrivono due esempi di tali interferenze.

Ancora una volta, la funzione dell'analizzatore di spettro è vitale per rilevare, identificare e provare a mitigare tali fonti di interferenza.

Interferenza del forno a microonde visibile appena sopra il canale 14, ma probabilmente aumenta il livello di rumore nell'intera banda.

Interferenze Bluetooth sui canali 1, 2, 3, 8, 9, 10.

I dispositivi Bluetooth utilizzano modulazioni a frequenza di banda stretta e tendono a creare interferenze nell'intera banda. Sebbene Bluetooth utilizzi una potenza bassa e una gamma bassa, molti dispositivi che operano simultaneamente nella stessa area possono avere un impatto sulla ricezione WiFi.