Często mówimy o sieci Wi-Fi w bardzo binarnych kategoriach, że jest „dobra” lub „zła”. Nasze smartfony wyświetlają cztery paski, aby wskazać „dobre” lub „złe” Wi-Fi. Jednak nawet cztery paski to za mało, aby opisać sieć Wi-Fi.
Sygnały bezprzewodowe nie są jednolite w przestrzeni, którą chcemy objąć zasięgiem. Sygnały RF są odbijane od luster i płytek, a także pochłaniane przez zasłony, meble i ludzkie ciało. Spróbuj tego eksperymentu: trzymaj swój telefon bardzo blisko ciała. Stojąc przed AP w domu, monitoruj poziom sygnału RSSI podawany przez jedną z wielu aplikacji do skanowania sieci Wi-Fi. Następnie odwróć się, trzymając telefon blisko ciała. Czy zauważyłeś spadek RSSI? W zależności od narzędzia skanującego, może to potrwać 30s, aby zobaczyć różnicę, więc bądź cierpliwy. Na moim telefonie z Androidem mam dostęp do surowych danych RSSI. Trzymanie telefonu blisko mojego ciała skutkuje deltą 4dB i spadkiem prędkości RF PHY z 360 Mbps do 180 Mbps.
Przy tych wszystkich zmiennych, potrzebujemy zakresu sygnałów, aby wyrazić jakość sieci. Wiele popularnych narzędzi do badania witryn graficznie ilustruje siłę sygnału poprzez mapowanie poziomów sygnału do kolorowej mapy ciepła. Jest jedna wada, którą często widziałem podczas analizy tych map ciepła. Bardzo często, narzędzie wyświetla tylko odcienie zieleni, aby reprezentować wszystkie kolory z dobrych, złych i brzydkich. To sprawia, że trudno jest zidentyfikować obszary podejrzanego zasięgu. Kiedy wszystko jest odcień zieleni, kolory biegną razem. Przypomina to wybór stroju wieczorowego przez naszego przyjaciela Simona.
Wiele narzędzi ankietowych zawiera metodę ustawiania zakresu kolorów na zakres zdefiniowany przez użytkownika. Omówmy teraz najlepszy „zakres”, aby pokazać jakość sygnału dla sieci Wi-Fi.
Aby uzyskać najwyższą szybkość RF PHY i maksymalną gęstość bitów (QAM); typowe radio 802.11ac będzie wymagało 35dB stosunku sygnału do szumu (SNR). Niższy SNR spowoduje spadek szybkości RF PHY i QAM. Spójrz ponownie na wyniki z prostego testu w moim domu. Spadek o 4dB spowodował 50% redukcję szybkości RF PHY. Żeby być uczciwym, spadek o 50% był bardziej prawdopodobnym skutkiem zrzucenia strumienia MIMO, gdy telefon był trzymany blisko mojego ciała. Sieci 802.11ac powinny być projektowane z dynamicznym zakresem około 15dB, lub nawet 10dB, jeśli możesz. Jeśli 35dB zapewni najlepszą wydajność, to 20dB SNR powinno być najniższe w środowisku.
Niższe niż 20dB i klienci będą mieli wolne połączenia, wyższe niż 35dB nie spowoduje lepszej wydajności. Lubię ustawiać zakres kolorów na 20dB, tak aby móc „zobaczyć” gdzie niektórzy klienci mogą mieć problemy, a inni nie. Zauważ, że poniższa ilustracja pokazuje zakres kolorów 20dB SNR od świetnego do złego. Patrząc na tę mapę ciepła, możemy wyraźnie zidentyfikować, że klienci bezprzewodowi będą mieli problemy w prawym dolnym rogu. W tym miejscu laptop może łączyć się dobrze, podczas gdy smartfon nie będzie się łączył lub będzie miał wolne połączenie. Jeśli zaprojektujemy do zakresu 10dB, możemy powiedzieć, że Niebieski i Zielony są świetne, Żółty jest w porządku, a Czerwony jest zły.
Czy RSSI nie jest standardowym sposobem na przeglądanie witryn RF?
Do tej pory używaliśmy SNR do opisania sieci bezprzewodowej. Niektóre marki hotelowe używają poziomów RSSI, aby ustalić standard marki dla sieci Wi-Fi. Którego z nich powinniśmy używać? RSSI i SNR są matematycznie powiązane, w tym sensie, że . Powodem, dla którego wybieramy SNR jest to, że ten sam zakres jest używany przez chipset radiowy do pomiaru zarówno sygnału, jak i szumu. Tak długo, jak te dwie wartości, sygnał i szum, są mierzone przy użyciu tego samego chipsetu, wtedy SNR jest wiarygodnym wskaźnikiem.
RSSI jest wskaźnikiem siły odbieranego sygnału – ale jest to wartość względna, a nie bezwzględna. Jest ona względna w stosunku do tego, co producent chipsetu zdecyduje się użyć jako wartość maksymalną. To brzmi źle. Jeśli RSSI nie jest absolutny, to powinien być bez znaczenia. Na szczęście wspólni producenci chipsetów Wi-Fi decydują się na wyrażanie RSSI za pomocą skali dBm.
Choć SNR jest lepszą metryką, RSSI może być używane. Większość radiotelefonów w laptopach i smartfonach nie jest w stanie zmierzyć szumu RF. Bez pomiaru szumu RF, wszystko co mamy do wykorzystania to RSSI. Jeśli twój test sieci opiera się wyłącznie na pomiarach RSSI, polecam przeprowadzenie kilku testów przepustowości na skraju oczekiwanego pokrycia, aby potwierdzić, że wystarczający SNR jest dostępny dla maksymalnych prędkości danych.
Szum RF tła jest zbiorczą siłą sygnału RF w danej częstotliwości, którą mierzymy. Szum RF może pochodzić z urządzeń nie802.11, lub może pochodzić z innych nadajników 802.11 używających tej samej częstotliwości. Jeśli szum = poziom sygnału, to nie może wystąpić komunikacja.
W typowej sieci korporacyjnej szum tła będzie około -90 dBm. W sieciach o dużej gęstości, takich jak stadiony, sale balowe hoteli i edukacji, podłoga szumu może wzrosnąć do -80 dBm. Lekko używane przedsiębiorstwo może mieć te wartości na skraju sieci: ; podczas gdy sala balowa o dużej gęstości może mieć . Dlatego ważne jest, aby znać zamierzone wykorzystanie przestrzeni dla Wi-Fi, gęstość ludzi i urządzeń oraz typy urządzeń, które będą się łączyć.
Wow, to naprawdę poszedł z szyn. Zaczęliśmy rozmawiać o czterech paskach sygnału Wi-Fi, a skończyliśmy na pracy domowej z matematyki. Powiedzmy naszemu przyjacielowi Simonowi trzy rzeczy: niech ktoś inny wybierze twoje kolory, nie jedz sushi na stacji benzynowej i zaprojektuj swoją sieć tak, aby uzyskać 25dB SNR.