DLA DOMU
DLA FIRMY
DLA SZKOŁY
MEDYNET
WBOK
A+ A+ A+
15 846 39 99
Logowanie do WBOK
MENU
Helionet Nowa Dęba,
rewolucja internetowa od 2002r.


HLG Sp. z o.o. bazuje na wiedzy i doświadczeniu zdobytym przy budowie i
obsłudze miejskiej sieci komputerowej Helionet. Jest liderem na lokalnym rynku.
AKTUALNOŚCI

Prawda o WiFi

Temat WiFi wielokrotnie powracał i chociaż jesteśmy operatorem, który dostarcza swoje usługi wyłącznie w technologii kablowej, to właśnie połączenia bezprzewodowe stanowią zdecydowanie największą część zgłoszeń serwisowych. Dlatego też zdecydowaliśmy się po raz kolejny przedstawić w czym jest problem i jak go rozwiązać lub ograniczyć.

Aby zrozumieć temat, należy gruntownie zagłębić się w aspekty funkcjonowania sieci bezprzewodowej, jej wydajności, ograniczeń i bezpieczeństwa. Jak mawiamy: „Fizyki nikt nie oszuka” i parametry połączeń WiFi są niedoścignionym marzeniem, które daleko odbiega od realiów.

Zacznijmy od podstaw. WiFi to zespół standardów dla lokalnych bezprzewodowych sieci komputerowych. Pracuje w dwóch zakresach pasma 2,4 GHz i 5 GHz. WiFI założeniu zostało stworzony na potrzeby urządzeń mobilnych, aby uwolnić od połączeń kablowych. Standardy są stale rozwijane i co kilka lat pojawiają się nowe rozwiązania, które mają usprawnić działanie i poprawić jego wydajność. Ostatnie standaryzacje zmieniły nazewnictwo i zamiast WiFi ac (802.11ac) mamy teraz WiFi 5, które jest tożsame. Kolejnym standardem, do którego będą dążyły urządzenia jest WiFi 6 czyli standard 802.11ax w poprzednim nazewnictwie.

Pasmo 2,4 GHz w Europie to zakres 13 kanałów od 2,412 do 2,472. Poszczególne kanały mają szerokość 5 MHz, co przy szerokości kanału połączenia 20 MHz, powoduje możliwość wyboru tylko trzech nienakładających się na siebie kanałów pracy. Przy szerokości kanału 40 MHz, przy teoretycznie większej wydajności, realnie użyteczne kanały są tylko dwa skrajne. Do tego dochodzą pierwsze różnice w standardach: Europa ma 13 kanałów a USA 11, przez co urządzenia zza „wielkiej wody” nie działają poprawnie na kanale 12. i 13., co z kolei powoduje, że powyższy zakres jeszcze się zmniejsza.
Teraz trochę prostej fizyki. Pasmo 2,4 GHz to mikrofale, które wykazują raczej właściwości odbijania, a nie przenikania przez przeszkody. W zależności od materiału, przeszkody tłumią sygnał, czyli go osłabiają, ograniczając zasięg połączenia. Z poniższej tabeli tłumień można odczytać szacunkowe poziomy tłumienia:





Z doświadczenia możemy wskazać materiały, które ograniczają sygnał najbardziej:
- pustak ceramiczny
- płytki ceramiczne
- żelbeton
- folia aluminiowa (stosowana np. pod ogrzewaniem podłogowym)
Z materiałów, które tłumią sygnał w mniejszym zakresie należy wymienić drewno, płyty kartongips i szkło.

Pasmo 5 GHz powstało nieco później i było odpowiedzią na ograniczenia wydajności pasma 2,4 GHz. Tutaj również mówimy o standardzie Europejskim, który różni się nieznacznie od tego z USA. Zakres od 5,470 GHz do 5,725 GHz ogólnie został podzielony na dwie grupy: Indoor i Outdoor, czyli do zastosowania w budynku i na zewnątrz. Zakres ten daje 12 niezachodzących na siebie kanałów o szerokości 20 MHz każdy. W odróżnieniu od standardu 2,4 GHz, które może działać z mocą 0,1 W, w paśmie 5 GHz dopuszczalna jest moc nadawania 1 W. W praktyce jednak wyższa częstotliwość mikrofal jest jeszcze bardziej tłumiona przez przeszkody, co skutkuje mniejszym niż pasmo 2,4 GHz zasięgiem w budynku.

Kolejne rozwiązania standardów miały na celu zwiększenie wydajności transmisji, czyli zwiększenie prędkości. Aby to osiągnąć rozszerzono kanały do 40 MHz (w paśmie 5 GHz nawet do 80 MHz) lub zwielokrotniony kanały transmisji, co w laboratoryjnych warunkach faktycznie zwiększyło wydajność, jednak w realiach zwiększyło liczbę zakłócających się wzajemnie połączeń.

Mamy powyżej podstawy fizyczne działania bezprzewodowej sieci WiFi. Może się to wydawać mało zrozumiałe, ale postaram się to przełożyć na język bardziej obrazowy. Pasmo to autostrada, która ma swoje pasy ruchu w każdą stronę. Jeśli weźmiemy standard WiFi w paśmie 2,4 GHz, to mamy 13 takich pasów o szerokości 5 MHz każdy. Teraz połączenie, które można porównać do samochodu, który jedzie tą autostradą. Jeśli nasz samochód miałby szerokość jednego pasa (5 MHz), to bez problemu mogłoby się przemieszczać 13 takich samochodów w jednym czasie. Standard określa jednak 20 MHz, czyli szerokość 4 pasów. Pozwala to w optymalnym ustawieniu na równoczesny ruch 3 pojazdów. Jeżeli ustawimy na autostradzie szersze auto, to oczywiście przewieziemy więcej, ale liczba takich aut spadnie do dwóch. Byłoby idealnie, gdyby to była nasza prywatna autostrada i wpuszczalibyśmy na nią tylko nasze auta. Jest to jednak ogólnodostępna jezdnia i jeździ po niej kto chce i jak chce. Auta o szerokości 4 i 8 pasów, a oprócz tego inne pojazdy, bo w paśmie tym działają kamery, sterowanie bram, elektroniczne nianie, kuchenki mikrofalowe, sterownie modeli i inne. Robi się zator, który przy takiej masie ruchu trudno rozładować.

Należy sobie uświadomić, że: „WiFi to wygoda, a nie wydajność”. Urządzenia, które łączą się z siecią internet muszą być wyposażone w odpowiednie interfejsy. Urządzenia typowo mobilne (smartfony i tablety) zazwyczaj mają tylko interfejs bezprzewodowy, gdyż co nam z urządzenia przenośnego, które i tak „uwięzione” jest przez kabel. Urządzenia typowo stacjonarne, dla wygody użytkowników, oprócz interfejsu kablowego, wyposażone są w bezprzewodowy. Jest to ekonomicznie uzasadnione, gdyż elektroniczny moduł WiFi jest bardzo tani. Nie byłoby problemu, gdyby użytkownicy stosowali się do zaleceń producentów i trzymali się zasady, że interfejs bezprzewodowy jest dla urządzeń przenośnych, a kablowy dla urządzeń stacjonarnych. Nikt nie powie, że telewizor, konsola, rejestrator, komputer stacjonarny są urządzeniami mobilnymi. Na co dzień spotykamy się jednak z przypadkami, że router ustawiony jest pod telewizorem, który jest podłączony po WiFi. Tłumaczenie jest wręcz zabawne, gdyż twierdzą, że jak telewizor ma WiFi to ma to dobrze działać. Można to porównać do samochodu, który ma na liczniku 300 i tłumaczeniu właściciela, że ma on tę prędkość uzyskać zawsze i wszędzie, bo takie auto kupił i za nie zapłacił.

Kolejny temat to sposób, w jaki bezprzewodowy punkt dostępowy (Access Point – AP) widzi i łączy się z urządzeniami. Stara on się utrzymać połączenie ze wszystkimi urządzeniami, które są w zasięgu. Nawet jeśli są one daleko, na skraju zasięgu i nie są wykorzystywane, to AP próbuje utrzymać połączenie i dostosowuje swoje działanie do tego najgorszego połączenia, co znacząco wpływa na obciążenie AP, a co za tym idzie wydajność całej sieci domowej i usług.

Ograniczenia zasięgu to istotny problem sieci WiFi. Użytkownicy próbują na własną rękę poprawić sytuację, montując różnego rodzaju „wzmacniacze”, powielacze (repeater), czy większe anteny. Efekt jest widoczny, bo zasięg faktycznie jest większy, ale kosztem wydajności. Mocniejsze anteny zwiększają moc nadawania, ale zbierają również więcej sygnałów i zakłóceń. Nawet jeśli moc na wykresie pokaże więcej „kresek” zasięgu, to pomija on inne zakłócenia.

Nie bez znaczenia są również informacje, jakie są przenoszone w ramach połączenia. Strony internetowe, poczta e-mail, komunikatory ogólnie nie wymagają dużych transferów i prędkość połączenia rzędu 10 Mb/s jest wystarczająca. Informacje w nich zawarte nie mają dużej pojemności i mogą być szybko przesłane. Najbardziej wymagające jest przesyłanie materiałów video i dużych plików. Im lepsza jakość, tym oczywiście potrzebuje większego transferu do przesłania. Film w rozdzielczości 4k potrzebuje nawet 30 Mb/s. Ponadto transfer ten jest bardziej wymagający, gdyż musi być stabilny i z dużym zapasem buforu, aby film odtwarzał się płynnie. Efekt jest taki, że chwilowy transfer sięga nawet 100 Mb/s.

Podsumowując, prędkości WiFi jakie podaje producent to ściema. Parametry są niemożliwe do osiągnięcia w praktyce i nie mają nic wspólnego z realnymi wartościami. Zazwyczaj sumują wszystkie możliwe standardy połączeń na urządzeniu, podając maksymalną wydajność AP, a nie pojedynczego połączenia. Są to wartości w żaden sposób nie do zweryfikowania w domowym środowisku, bez laboratoryjnego sprzętu. Na połączeniu WiFi pomiar szybkości nie może być certyfikowany, a osiągane prędkości często wskazują parametry połączenia bezprzewodowego, jako najsłabszego ogniwa sieci.
Dlaczego tak jest? Ogólnie producenci chcą sprzedawać swoje produkty. A klient przed zakupem patrzy na specyfikację i porównuje urządzenia względem jego parametrów. Chce wybrać produkt lepszy, w tym wypadku szybszy. Przy zakupie nie ma możliwości zweryfikowania tych parametrów, gdyż są uzależnione od tak wielu czynników, że pozostają pustą cyferką na pudełku. Ponadto branża telekomunikacyjna zauważyła, że jeśli czegoś nie widać i nie da się tego zweryfikować, to można mocno naciągnąć fakty i stąd wirtualne parametry WiFi i sieci mobilnych np. LTE czy 5G.

Co zrobić, aby było lepiej...?
Teraz druga część artykułu. Tutaj można zrobić wiele i wcale nie musi to kosztować więcej. Zalecam poniższe kroki, które powinny usprawnić działanie Waszej sieci lokalnej i poprawić wydajność WiFi. Zalecenia są subiektywną opinią, skierowaną do klientów sieci HLG, w odniesieniu do urządzeń stosowanych w naszych usługach. Poniższa lista zakłada różne warianty, w zależności od sytuacji:
1. Sprawdź jakie masz urządzenie. Do każdej umowy przekazujemy urządzenie klienckie, które wyposażone jest w AP do obsługi sieci WiFi. Od ponad dwóch lat są to AP obsługujące oba pasma 2,4 GHz i 5 GHz i standard WiFi n/ac. Jeżeli Twoje urządzenie nie obsługuje tych standardów, może warto odświeżyć umowę i otrzymać nowe urządzenie.
2. Sprawdź jak łączysz się do Routera/ONU. Urządzenia stacjonarne powinny łączyć się poprzez interfejs kablowy, port RJ45 – ethernet 100 lub 1000 Mb/s. Router/ONU jest wyposażony w przełącznik 4-portowy, więc można w standardzie podłączyć 4 urządzenia. Jeśli mamy ich więcej, należy zastosować kolejny przełącznik, który trzeba nabyć we własnym zakresie.
3. Jakie urządzenia łączą się do WiFi. Niemal wszystkie nowe urządzenia mobilne obsługują oba Pasma. Nazwa sieci SSID z dopiskiem 5g określa właśnie taki standard. Jesli na liście dostępnych sieci bezprzewodowych pojawia się taka nazwa, oznacza to, że Twoje urzadzenie obsługuje ten standard. Pasmo 5 GHz jest bardziej wydajne i póki co mniej zaszumione, więc połączenie powinno być lepsze. Niestety jego zasięg, w porównaniu do pasma 2,4 GHz, jest mniejszy i do Ciebie należy dobranie optymalnego połączenia.
4. Kto lub co korzysta z WiFi. O ile połączenia kablowe łatwo zweryfikować o tyle WiFi pozostaje w sferze domysłów. Pamiętając zasadę, że im dalej urządzenie od AP i im większa liczba urządzeń łączących się do AP tym wydajność sieci spada, przypomnij sobie, jakie urządzenia uzyskały dostęp do Twojej sieci WiFi. Jeżeli chociaż raz dałeś dostęp do sieci, urządzenie zapisało sobie w pamięci hasło i ma ten dostęp już na stałe. Połączeń bezprzewodowych nie widać i nie wiesz ile faktycznie jest obecnie zestawionych połączeń. Jeśli dałeś hasło sąsiadowi, to jedynie zmiana hasła może skutecznie odłączyć go od Twojej sieci. Pomijając fakt, że udostępniając hasło, łamiesz zapisy umowy, to narażasz się na pogorszenie jakości i odpowiedzialność karną za materiały umieszczone w Internecie, jakby nie było z Twojego Routera.
5. Słaby zasięg. Temat raczej dotyczy budynków wolnostojących, gdyż w mieszkaniach bardziej występuje problem nakładania się zasięgów innych routerów. Niestety każdy przypadek należy rozpatrywać indywidualnie i nie ma jednego „złotego” środka dla wszystkich. Jak zwiększyć zasięg sieci w domu? Jest to temat rzeka i powinien znaleźć się w odrębnej publikacji, ale lubimy wyzwania i postaramy się go zawrzeć o tym poradniku.
- Przede wszystkim sprawdź gdzie jest ustawiony Router/ONU. Powinien znajdować się w centralnym miejscu domu lub w pomieszczeniu, w którym najczęściej korzystasz z sieci i jeśli tak nie jest, to spróbuj go przenieść na ile to jest możliwe.
- Sprawdź jakie urządzenia i skąd łączą się z siecią i o ile jest to możliwe odłącz te, które są na granicy działania. I tak korzystanie na nich z usług jest utrudnione, a odłączenie od sieci usprawni jej działanie.
- Jeśli któreś z urządzeń ma interfejs kablowy, to przełącz na niego. Jest nieporównywalna różnica w dostępie do usług i tam gdzie kończy się wydajność sieci WiFi dopiero zaczyna połączeń kablowych. Pamiętaj takie urządzenia jak telewizor ze Smart TV, konsola gier, komputer stacjonarny, rejestrator monitoringu będą dużo lepiej działały po kablu, a zwolnione w ten sposób pasmo odczujesz w szybszym działaniu sieci na urządzeniach mobilnych.
- Jeśli nie korzystasz z usług strumieniowych nie włączaj ich. Seria materiałów filmowych, puszczona na serwisie Youtube, nawet jeśli ich nie oglądasz, zabierze spore zasoby z dostępnych w danej chwili.
- Korzystaj z nowoczesnych urządzeń. Te starsze, mimo że wciąż działają, korzystają ze starszych, wolniejszych i mniej wydajnych standardów połączeń, przez co nie osiągniesz większych prędkości, a nawet może to niekorzystnie wpłynąć na działanie całej sieci.
- Nie dawaj haseł osobom postronnym. Nie wiesz w jakim zakresie i kiedy będzie korzystał z sieci, zmniejszając wydajność dla Twoich usług.
6. Co jeśli to nie pomoże. W niektórych przypadkach, wielkość domu i/lub materiały z jakich jest zbudowany uniemożliwiają osiągnięcie satysfakcjonujących rezultatów. Co wtedy? Wariantów rozwiązań jest kilka i można je podzielić na trzy grupy:
- najtańsze jest ustawienie dodatkowego, niezależnego bezprzewodowego punktu dostępowego (AP) z uwzględnieniem kanałów na jakich ma pracować. Należy pamiętać, że urządzenie to ma działać w trybie bridge i z Routerem/ONU musi być podłączone kablowo. Koszt takiej operacji zaczyna się od 150 zł lub w abonamencie za 10 zł/m-c. Minusem takiego rozwiązania jest konieczność manualnego przełączania się między dostępnymi AP.
- droższe rozwiązanie uwzględnia uruchomienie jednego mocnego punktu dostępu bezprzewodowego, ustawionego w optymalnym miejscu dla zasięgu i wydajności. Koszt takiej operacji to już wydatek rzędu 500-1000 zł.
- kolejne rozwiązanie opiera się na rozwiązaniu hotelowym, gdzie praca sieci opiera się na kontrolerze, który steruje poszczególnymi AP. Współpracują one wzajemnie, tworząc jednolitą sieć o dużym zasięgu i wydajności. Łączność odbywa się w roamingu, przez co mobilność w domu jest w pełni zachowana. Minusem takiego rozwiązania jest trudniejsza konfiguracja i cena urządzeń, które w zestawie zaczyna się od 1000 zł. Zdecydowanym plusem, oprócz zasięgu i wydajność jest niewątpliwie skalowalność, w której można rozbudować system o kolejne elementy, zwiększające wydajność i zasięg.
7. Nie możemy pominąć jeszcze jednego aspektu jakim jest bezpieczeństwo. Urządzenia udostępnione Odbiorcom w ramach umowy, są skonfigurowane dla optymalnego działania, w tym zachowania zasad bezpieczeństwa. Połączenie WiFi jest zabezpieczone kluczem w standardzie WPA2. W terenie natomiast można znaleźć sieci otwarte, które pozbawione zabezpieczeń wystawiają na świat wszystkie informacje przez nie przesyłane i dają możliwość nieautoryzowanego podłączenia. Uruchamiając AP we własnym zakresie, pamiętajcie o odpowiednim zabezpieczeniu dostępu.

Kończąc ten w sumie zwięzły artykuł na tak obszerny temat, zachęcamy do zgłębienia informacji i zastosowania się do rad i w nim zawartych. Sprawne działanie usług bezprzewodowych zależy w dużej mierze od odpowiedzialnego postępowania samych użytkowników. Nie jesteście sami na planecie i Wasze sieci oddziaływują na siebie wzajemnie. Bliskość zabudowy wzmacnia te oddziaływania i od Was zależy jak zaszumiony będzie eter. Nasze działania mogą się jedynie ograniczyć do zmiany kanału, który jedynie w czasie zmiany wydaje się mniej używanym. Jest to działanie doraźne i skutek może być bardzo nietrwały. Urządzenie, które przekazujemy Użytkownikom w ramach umowy, spełniają obecne standardy, jednak są jedynie opcja dodaną dla uzupełnienia usług, a nie usługą podstawową, której najlepszego działania możecie wymagać.

Konrad Wesołowski / 2020-03-30


ul. Długa 5
Nowa Dęba


15 846 39 99


FAX 15 846 00 18


biuro@hlg.com.pl
   HLG Sp. z o.o. © 2008-2019