La tecnologia Wireless è di semplice utilizzo ma spesso ci si deve confrontare con malfunzionamenti. Quali sono i problemi più comuni? Quali controlli si posso fare in autonomia e come si può migliorare il funzionamento della propria rete?
Per quanto sembri semplice collegare un Access Point e costruire una rete wireless da soli, nel momento in cui la superficie da coprire aumenta, o l'importanza nell'avere una connessione stabile ed affidabile è indispensabile, spesso emergono problemi e disservizi. In questo articolo vogliamo fornirmi alcune informazioni e suggerimenti che potranno aiutarvi nel comprendere il funzionamento delle reti Wi-Fi e quali sono le problematiche più comuni.
Lo scopo è quello di consentirvi di valutare in autonomia se sia necessario od opportuno richiedere una attività professionale di analisi della vostra infrastruttura o se possiate provvedere in autonomia ad eseguire alcune modifiche ed attività per consentirvi di usufruire della tecnologia radio in modo più efficace e senza costi.
Prima di tutto diciamo una cosa ovvia, la tecnologia Wireless è una tecnologia di trasmissione radio. Lo standard che definisce il funzionamento delle reti senza fili è denominato IEEE 801.11, le lettere che seguono definiscono le modalità con cui avviene la trasmissione, ma per essere semplici possiamo dire che definiscono le frequenze radio di funzionamento, le velocità massime di connessione supportate e il modo in cui le onde radio viaggiano.
Tutte le trasmissioni radio utilizzano determinate frequenze con lo scopo di non sovrapporsi fra loro e consentire simultaneamente la trasmissione delle informazioni, se così non fosse non potremmo avere più stazioni radiotelevisive o non potremmo contemporaneamente navigare in internet in WiFi, telefonare col cellulare e guardare la televisione.
Nel caso delle trasmissioni Wireless convenzionali sono state scelte due frequenze di riferimento, quella a 2.4 Ghz e quella a 5.0 GHz. Queste frequenze sono ulteriormente divise in canali trasmissivi, cioè di porzioni della frequenza su cui vengono trasmessi i dati per non farli sovrapporre (situazione che si definisce co-channel interference, ovvero interferenze sul medesimo canale).
Una cosa da tener presente è che in generale le frequenze trasmissive più basse sono in grado di attraversare le distanze e i materiali in modo più efficace rispetto alle trasmissioni ad alta frequenza, ma di contro consentono di trasportare meno informazioni e sono più soggette a disturbi che degradano la qualità delle stesse, chiamate interferenze.
Scegliere i canali trasmissivi
Come detto, le frequenze di base assegnate alle tarsmissioni radio sono frammentate in porzioni, detti canali. Quando si configura un Access Point si può scegliere se lasciare configurare in automatico o configurare manualmente il canale trasmissivo di riferimento. E' importante sapere che quando un apparato radio trasmette, anche se è assegnato su uno specifico canale, in realtà la trasmissione occupa uno spazio radio più ampio. Questa cosa è particolarmente importante nelle trasmissioni WiFi a 2.4 GHz. Quando fu assegnata questa frequenza alle trasmissioni Wireless, furono creati solo 14 canali (di cui solo 12 autorizzati in America e alcuni paesi, 13 in Europa).
Un Access Point che trasmette su uno specifico canale, in realtà occupa anche i due canali precedenti e i due successivi a quello assegnato come canale di riferimento. Questa è la ragione per cui, si dice che nelle frequenze a 2.4 GHz esistono solo 3 canali non-overlapping (cioè che non si sovrappongono).
Uno degli errori che si fa più di frequente è assegnare gli apparati a canali casuali. Probabilmente il vostro router o Access Point integra una funzione che fa vedere la percentuale di utilizzo di un determinato canale, questa funzione è usata per determinare automaticamente il canale meno congestionato da utilizzare. Il problema a cui spesso non si pensa, è che se un canale (ad esempio il canale 6) è utilizzato più del canale limitrofo (ad esempio il cnaale 7), non vuol dire che assegnare il canale limitrofo migliori le funzionalità. In modo semplice diciamo che gli apparati trasmissivi sono in grado di gestire la congestione trasmissiva sul canale in cui operano, ma non riescono a comprendere che sul canale limitrofo sta avvenendo una trasmissione. E' come sentire dei suoni dall'altra parte di una parete molto spessa, in certi casi potreste anche intuire che sia una persona che parla ma spesso capire cosa stia dicendo è molto più difficile.
Quando deciderete il canale su cui far funzionare il vostro AP, preferite sempre i canali standard di riferimento (1, 6, 11), cercando quello meno utilizzato o che ha meno utilizzo sui canali limitrofi.
In genere la frequenza a 5.0GHz, più recente e che consente anche le velocità maggiori non soffre di questo problema. Il numero di canali disponibili è molto maggiore e già nella progettazione è stato fatto in modo che i canali limitrofi non si sovrappongano.
Una ultima considerazione va fatta sullo standard 802.11n quando usato con frequenza a 2.4 GHz. In questo caso, vengono usati due canali non sovrapposti adiacenti ad esempio il canale 1 e 6, per raddoppiare la quantità di dati trasmessi e aumentare la velocità trasmissiva. Si poarla di ampiezza a 40 MHz nella trasmissione. In linea teorica tutto funziona perfettamente, ma nella pratica, usare due canali di riferimento (ovvero ben 8-10 canali totali, considerando anche i limitrofi) richiede che non esistano molte altre trasmissioni provenienti da apparati non di vostra proprietà per circa il 70% della frequenza a 2.4 GHz. Considerando che questa cosa è improbabile, è consigliato ridurre la velocità non usando pienamente lo stndard 802.11n, configurando il proprio apparato con una ampiezza di banda di 20 MHz.
Decidere quanti Access Point mettere e come posizionarli
Uno degli errori più comuni che viene fatto è aumentare il numero di Access Point con lo scopo di aumentare la copertura del segnale. Se questa operazione non viene fatta con adeguata consapevolezza porta all'effetto opposto, cioè a peggiorare la copertura e le prestazioni della rete.
La prima cosa da tener presente è che per consentire una copertura operativa adeguata, gli Access Point dovrebbero sovrapporre i propri segnali per non più del 25% con le trasmissioni di AP limitrofi. In questo modo il passaggio tra una cella radio e l'altra avviene in modo corretto quando un segnale è troppo debole e l'altro abbastanza forte. Se due trasmettitori radio si sovrappongono eccessivamente i client che si connettono vengono disturbati e non riescono a decidere a quale Access Point sia meglio collegarsi.
Se si posizionasse un Access Point in un un luogo senza pareti o arredamenti il segnale coprirebbe decine di metri, si potrebbe quasi coprire un campo da calcio con un solo apparato. Nella realtà, anche in ambienti senza interferenze, l'area che un AP è in grado di coprire in modo adeguato è molto più contenuta.
Per fare un primo posizionamento in autonomia si può tenere presente che se si usa la frequanza a 2.4 GHz un singolo AP può coprire un'area di circa 20 metri di raggio, usando le trasmissioni a 5 GHz il raggio si riduce a circa 10 metri.
Altro aspetto determinante nel posizionamento è causato dai materiali che le onde radio devono attraversare. Come detto la frequenza a 2.4 GHz ha capacità di attraversamento dei materiali maggiore della frequenza a 5.0 GHz, ma determinati materiali (ad esempio il cemento armato, alcune tipologie di vetri, i materiali insonorizzanti, ecc) compromettono la trasmissione. Per questa ragione è opportuno posizionare un AP in modo che la trasmissione non sia bloccata o deteriorata da questi materiali.
Per finire, vogliamo portare la vostra attenzione su un'altra caratteristica, che riguarda le antenne radio: la polarizzazione.
qualsiasi apparato radio usa delle antenne, integrate o esterne che siano, la maggior parte delle antenne trasmissive è polarizzata. Ovvero è costruita per prevedere la sua installazione in verticale oppure in orizzontale. Prendendo ad esempio l'antenna più diffusa, quella omnidirezionale, nella realtà la trasmissione radio che viene creata rassomiglia più alla forma di una ciambella.
Se l'antenna è fatta per posizionamento verticale così che forma dell'onda raggiunga maggiore distanza, montandola orizzontalmente di modifica la forma e la propagazione. In sostanza si crea la differneza tra la ciambella posta in orizzontale o in verticale. Capitano situazioni paradossali, in cui l'errato posizionamento comporta che il segnale radio non riesca a coprire più di qualche metro, ma arrivi perfettamente al piano superiore o inferiore nello stesso edificio.
Se il vostro apparato specifica la polarizzazione cercate di rispettarla, altrimenti, nel dubbio, vi suggeriamo di posizionare gli AP in orizzontale.
Le interferenze in radio frequenza
Siamo pervasi da onde elettromagnetiche, qualsiasi cosa utilizzi la corrente elettrica sia essa a basso o ad alto voltaggio, crea delle onde. E' impossibile quindi evitarne la loro presenza così come è essenziale che se ne tenga conto ogni qual volta utilizziamo la tecnologia WiFi. Ci sono innumerevoli apparati, appartenenti alla vita di tutti i giorni, che introducono trasmissioni radio che possono sovrapporsi alla trasmissione delle nostre reti.
Due degli elementi che più frequentemente sono causa di problemi sono i forni a microonde e i sensori antifurto.
Nel caso dei microonde di uso domestico, il loro funzionamento porta ad una quasi distruzione nella frequenza a 2.4GHz, quindi se in ambienti aziendali è fortemente raccomandato che se ne eviti l'utilizzo, in ambienti domestici, i danni alle trasmissioni sono contenuti a pochi secondi ed occasionalmente cosa che potrebbe rendere tollerabile la loro presenza.
I sensori antifurto, nello specifico quelli definiti a tripla tecnologia, sono un caso più complesso. Questi sensori sono spesso operativi anche se l'impianto non è allarmato. Molti prodotti di vecchia generazione e quelli più economici anche se recenti, utilizzano le frequenza a 2.4 oppure a 5 GHz la loro trasmissione in caso di oggetti in movimento è continua, e satura totalmente la porzione di spettro su cui operano. E' sempre raccomandato accertarsi che i sensori in uso o che vengono acquistati, siano a norma e utilizzino frequenze non wifi. Il costo è praticamente il medesimo di prodotti che creerebbero molti problemi alla vostra rete.
Sfortunatamente le interferenze provengono spesso da sorgenti esterne o da apparati che hanno malfunzionamenti e che emettono erroneamente il segnale. Per rilevare le interferenze è necessario utilizzare degli analizzatori di spettro, attività che normalmente si esegue durante un Survey professionale.
Quello che però possimo suggerire è di utilizzare quanto più possibile la frequenza a 5.0 GHz che è di più recente introduzione e che avendo più canali disponibili è meno a rischio di interferenze rispetto a quella a 2.4 GHz.
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