RSSI, SNR e Noise Floor: come valutare davvero la qualità del segnale Wi-Fi

RSSI: cosa misura davvero

RSSI significa Received Signal Strength Indicator
e rappresenta la potenza del segnale ricevuto
dal dispositivo.

Nelle reti Wi-Fi viene comunemente rappresentato in dBm.
Più il valore è vicino allo zero,
maggiore è la potenza del segnale ricevuto.

Questo punto genera spesso confusione,
perché entrambi i valori sono negativi.
In realtà -50 è numericamente maggiore di -70
ed esprime una potenza ricevuta superiore.

È importante anche ricordare che l’RSSI
non è necessariamente riportato allo stesso modo
da tutti i chipset e da tutti i dispositivi.
Le implementazioni possono differire
e per questo i valori devono sempre essere
interpretati nel contesto della misura.

Cosa significa dBm

Il dBm è una misura logaritmica della potenza,
riferita a un milliwatt.

La scala logaritmica permette di rappresentare
in modo pratico valori di potenza estremamente piccoli,
tipici delle comunicazioni radio.

Nel Wi-Fi vengono normalmente osservati valori negativi,
perché la potenza ricevuta dal client
è molto inferiore a 1 mW.

SNR: Signal-to-Noise Ratio

L’SNR rappresenta la relazione
tra il segnale utile e il rumore di fondo.

In termini pratici,
indica quanto il segnale ricevuto
riesca a distinguersi dal rumore presente
nell’ambiente radio.

In ambiente Wi-Fi l’SNR viene normalmente espresso in dB.

Questo significa che il segnale utile
si trova 25 dB sopra il rumore di fondo.

In generale, a parità di altre condizioni,
un SNR più elevato permette al ricevitore
di distinguere meglio il segnale
e supportare modulazioni più efficienti.

Noise Floor: il rumore di fondo dell’ambiente RF

Il Noise Floor rappresenta
il livello complessivo del rumore radio
presente nell’ambiente.

Il rumore può derivare da numerose sorgenti:

• altre trasmissioni radio;
• dispositivi elettronici;
• apparati Bluetooth;
• sorgenti non Wi-Fi;
• attività RF nello stesso spettro;
• collisioni o segnali non decodificabili.

Un Noise Floor elevato riduce il margine
disponibile tra segnale utile e rumore
e quindi peggiora l’SNR.

La relazione tra RSSI, SNR e Noise Floor

I tre parametri devono essere interpretati insieme.

Consideriamo due scenari.

Il livello del segnale è identico,
ma nel secondo caso
il rumore è molto più elevato.

Di conseguenza,
il ricevitore dispone di un margine inferiore
per distinguere correttamente il segnale.

Soglie RSSI: valori utili, ma non universali

Nel settore vengono spesso utilizzati
valori indicativi per classificare
la qualità del segnale.

Queste soglie non devono essere considerate
valori assoluti validi per ogni infrastruttura.

Il requisito corretto dipende da:

• applicazione;
• tipo di client;
• sensibilità del ricevitore;
• larghezza di canale;
• modulazione richiesta;
• mobilità;
• densità;
• ambiente RF.

RSSI, SNR, MCS e velocità reale

Una connessione Wi-Fi
non utilizza sempre la stessa modulazione.

Il sistema adatta continuamente
il livello di modulazione e codifica
alle condizioni radio disponibili.

Gli indici MCS
rappresentano combinazioni
di modulazione, coding rate
e altri parametri PHY.

Quando le condizioni sono buone,
il client può utilizzare modulazioni
più efficienti e quindi data rate più elevati.

Quando SNR e qualità RF peggiorano,
il sistema tende a utilizzare
schemi più robusti ma meno efficienti.

Sensibilità del ricevitore

Ogni radio ha una determinata
sensibilità di ricezione.

La sensibilità rappresenta,
semplificando,
la potenza minima necessaria
affinché il ricevitore riesca
a decodificare correttamente
un determinato tipo di trasmissione.

Le modulazioni più veloci
richiedono generalmente condizioni radio migliori
rispetto alle modulazioni più robuste.

Per questo un client può restare associato alla rete
pur riducendo progressivamente
il data rate utilizzato.

Retry e packet loss

Quando una trasmissione Wi-Fi
non viene ricevuta correttamente,
può essere necessario ritrasmetterla.

Un numero elevato di retry
consuma airtime,
riduce l’efficienza della rete
e può degradare sensibilmente
l’esperienza dell’utente.

Le cause possono essere differenti:

• SNR insufficiente;
• interferenze;
• collisioni;
• client problematici;
• canale troppo occupato;
• copertura marginale.

Per questo,
durante il

troubleshooting Wi-Fi
,
RSSI e SNR devono essere correlati
anche a retry, data rate e utilizzo del canale.

Rumore, interferenze e contesa non sono la stessa cosa

Nel linguaggio comune
questi termini vengono spesso utilizzati
come sinonimi,
ma tecnicamente descrivono fenomeni differenti.

Rumore

È l’energia RF di fondo
che contribuisce ad aumentare
il Noise Floor.

Interferenza

È una trasmissione RF indesiderata
che può compromettere
la ricezione del segnale utile.

Contesa

Nel Wi-Fi,
più dispositivi che utilizzano
lo stesso canale
devono condividere l’airtime.

In un ambiente affollato
il problema può quindi essere
un canale eccessivamente utilizzato,
anche senza un Noise Floor particolarmente elevato.

RSSI nelle bande 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz

Lo stesso valore RSSI
non racconta necessariamente
la stessa storia nelle diverse bande.

Le caratteristiche di propagazione,
larghezza dei canali,
disponibilità dello spettro,
densità delle celle e caratteristiche dei client
cambiano tra 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz.

2,4 GHz

Offre generalmente una propagazione più estesa,
ma dispone di meno spettro utile
ed è spesso più soggetta
a congestione e interferenze.

5 GHz

Offre maggiore disponibilità di canali
e viene ampiamente utilizzata
nelle infrastrutture enterprise.

6 GHz

Introduce nuovo spettro disponibile
per le generazioni Wi-Fi compatibili,
ma richiede una progettazione
coerente con le caratteristiche di propagazione
e con la popolazione di client.

Come usare RSSI, SNR e Noise Floor nel troubleshooting

Il valore del singolo parametro
non deve mai essere interpretato isolatamente.

Un

Wi-Fi Survey professionale

permette di visualizzare
questi parametri sulla planimetria
e correlare le misure
al comportamento reale della rete.

Gli errori più comuni nell’interpretazione del segnale

Considerare -70 dBm una soglia universale

Le soglie devono derivare
dai requisiti dell’applicazione
e dalle caratteristiche dei client.

Guardare soltanto l’RSSI

Un segnale forte non garantisce
un buon SNR
né un canale disponibile.

Confondere segnale con velocità

Il livello RF è soltanto uno
dei fattori che determinano
la capacità effettiva della connessione.

Ignorare il comportamento del client

Dispositivi diversi
possono adottare algoritmi,
antenne, chipset
e strategie di roaming differenti.

Basarsi esclusivamente su uno speed test

Uno speed test non permette
di distinguere automaticamente
un problema RF
da un problema WAN,
LAN o applicativo.

Il ruolo del Wi-Fi Survey

Un Survey permette di analizzare
RSSI, SNR e altri parametri
nel loro contesto fisico.

Invece di osservare un singolo numero,
è possibile verificare
come i valori cambiano
all’interno dell’edificio,
dove si trovano le zone marginali
e come le celle degli Access Point
interagiscono tra loro.

Questo consente di distinguere
problemi di copertura
da problemi di capacità,
interferenza o configurazione.

Conclusioni

RSSI, SNR e Noise Floor
sono tre indicatori fondamentali
dell’ambiente wireless,
ma acquistano valore
soltanto quando vengono interpretati insieme.

L’RSSI descrive la potenza del segnale ricevuto.
Il Noise Floor rappresenta
il livello del rumore di fondo.
L’SNR indica il margine
esistente tra i due.

Nessuno di questi parametri,
considerato da solo,
è sufficiente per determinare
la qualità complessiva di una WLAN.

Una corretta analisi deve includere
anche capacità, airtime,
retry, data rate,
comportamento dei client
e requisiti applicativi.

Domande frequenti