А. Щербаков - Wi-Fi: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить

Беспроводные сети прекрасны, но только если работают! Сегодня все большее число пользователей таких сетей встречаются с серьёзной проблемой, когда даже после настройки своей WLAN (беспроводной сети), поддержание её работоспособности и высокой производительности является сложной, а иногда и неразрешимой задачей. Иногда проблема кроется в сбойном оборудовании и его неправильной настройке, но все чаще приходится сталкиваться с проблемой работы сетей, связанной с ростом их популярности. И, как следствие, со все более широким распространением беспроводного сетевого оборудования.

Эта глава посвящена проблемам, которые могут возникнуть в расположенных близко друг к другу беспроводных сетях. Я также предоставлю готовые решения для избавления от большинства возникающих проблем, и даже расскажу, как сохранить драгоценное время и нервы при поиске проблем.

Итак, как определить, что проблема вызвана соседней беспроводной сетью, а не неисправностями оборудования? Для этого вам поможет следующий тест:

• окно просмотра доступных беспроводных сетей WinXP показывает наличие беспроводных сетей, отличных от вашей, при этом таких сетей может быть несколько;

• соединение с точкой доступа периодически разрывается, даже если вы находитесь рядом с ней;

• производительность вашей беспроводной сети постоянно снижается в одно и то же время… обычно после обеда и вечером;

• у вашего соседа тоже есть подобные проблемы с его беспроводной сетью;

• вы живёте в общежитии, многоквартирном доме, или по соседству со зданием, в котором располагается множеством различных офисов, а также провайдеров широкополосного доступа в Интернет.

Причинами основных проблем, существующих у нескольких тесно расположенных беспроводных сетей, являются:

• большое число пользователей пытаются одновременно использовать один канал;

• радиочастотные помехи от соседних беспроводных сетей.

Первая проблема является результатом ограничения ёмкости сети, или недостаточной суммарной пропускной способности. Другими словами, в этом случае множество систем пытаются одновременно использовать один канал (то есть частотный диапазон) в одном месте. «Высокая плотность» — термин субъективный, но если сеть располагается в многоквартирном доме или общежитии, то он как нельзя лучше описывает ситуацию. Даже если сеть создана в отдельном коттедже, но расстояние до соседей относительно невелико (при этом ваша клиентская утилита показывает имена/SSID соседских сетей), то этот случай также можно отнести к данной категории!

Сети стандарта 802.11b предоставляют среднюю полезную пропускную способность около 5 Мбит/с. Даже этой пропускной способности может быть достаточно для большого числа пользователей, но только в том случае, если им нужны лишь кратковременные передачи данных, например в случае использования таких сервисов, как web, email, ICQ и им подобных. Но если учесть, что средняя скорость выделенной линии составляет 1-2 Мбит/с, то одновременное скачивание файлов, передача видео или web-конференции у нескольких клиентов могут быстро нагрузить существующую беспроводную сеть.

При переходе на сеть стандарта 802.11g полезная пропускная способность, конечно же, увеличивается, но не до тех 54 Мбит/с, о которых гласят рекламные надписи на коробках и корпусах устройств. Данное тестирование показывает, что полезная пропускная способность такого оборудования с клиентами WinXP составляет около 25 Мбит/с. При использовании Win98 средняя скорость может ещё снизиться примерно до 20 Мбит/с, а работа в совместном режиме с клиентами 802.11b, подключёнными к сети 11g, ещё снизит полезную скорость до 12 Мбит/с.

Вторая проблема попадает в категорию радиочастотных помех. Хотя традиционными источниками помех для беспроводных сетей являлись только беспроводные телефоны, работающие в диапазоне 2,4 ГГц, и микроволновые печи, в последнее время к этой категории оборудования все чаще можно отнести и само беспроводное оборудование, которое зачастую является источником помех.

При любой передаче данных приходится иметь дело с двумя составляющими: полезным сигналом, несущим информацию, и шумом, то есть всем остальным. Поэтому при разработке радиоприёмников инженеры затрачивают свои усилия на увеличение чувствительности к полезному сигналу и уменьшению чувствительности к шуму.

До тех пор, пока оборудование 802.11b/g получает сигнал достаточного уровня, работает механизм управления сетью Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA), являющийся частью беспроводного протокола. Сходный метод предотвращения коллизий также используется и в проводном Ethernet — в один момент времени только одно устройство может передавать данные, чтобы они были успешно доставлены до адресата.

Однако когда полученный сигнал не удаётся распознать, даже если он пришёл от разрешённого устройства, сигнал определяется как шум. Беспроводное сетевое оборудование проделывает огромную работу для того, чтобы отличить сигнал от шума, однако не все продукты одинаково успешно с этим справляются.

Если вы используете оборудование стандартов 802.11b или 802.11g, то, вероятно, знаете, что частотный диапазон, выделенный под это оборудование, разбит на 11 каналов. Менее известен тот факт, что только три из них могут использоваться одновременно.

Обратите внимание, что главный лепесток содержит большую часть энергии сигнала. Так как главные лепестки сигнала первого и второго каналов оказываются значительно перекрытыми, это очень негативно скажется на качестве связи обоих каналов. Отметим, что описанный эффект относится к любым двум соседним каналам, а не только к первому и второму.

Однако сигнал каждого из каналов не исчезает за границами выделенных частотных диапазонов по 22 МГц, и, как видно, «независимые» каналы все равно перекрываются. Но сейчас ситуация более благоприятна: жёлтая зона, обозначающая сигнал одиннадцатого канала, находится не меньше, чем на 30 дБ ниже пиковой мощности главного лепестка шестого канала (это 1/1000). Для большинства моделей такого значения вполне достаточно для отделения сигнала выбранного канала от шума.

Перекрывающиеся каналы — это не единственный источник помех в беспроводных сетях. Позже я покажу, что некоторые технологии, которые вы, вероятно, используете в вашей сети, чтобы снизить воздействие соседних сетей, на самом деле могут принести вам больше вреда, чем пользы.