Perché il Wi-Fi va bene vicino all’Access Point e male nelle altre stanze?

Perché il Wi-Fi va bene vicino all’Access Point e peggiora nelle altre stanze

Un Access Point trasmette energia radio che si propaga nello spazio circostante.
All’aumentare della distanza, il livello del segnale ricevuto diminuisce.
Quando tra AP e client vengono introdotti muri, porte, mobili o altri elementi,
alla perdita dovuta alla distanza si aggiunge l’attenuazione causata dai materiali.

È quindi normale che un notebook posizionato a pochi metri dall’Access Point
possa lavorare con un margine RF elevato, mentre lo stesso dispositivo,
due stanze più avanti, riceva un segnale sensibilmente inferiore.

Cisco, nella propria

Wireless RF Reference Guide
,
evidenzia come distanza e attraversamento degli oggetti
riducano la potenza del segnale attraverso l’attenuazione.

Muri, vetro, cemento e metallo: ogni materiale modifica la propagazione RF

I materiali non sono trasparenti alle radiofrequenze nello stesso modo.
Cartongesso, legno, vetro, muratura, cemento, pannelli tecnici
e strutture metalliche introducono livelli di attenuazione differenti.

Anche due pareti apparentemente identiche possono comportarsi diversamente
se una contiene rete metallica, materiali isolanti, tubazioni
o altri elementi non visibili dall’esterno.

Il metallo è particolarmente importante perché può schermare e riflettere
una parte significativa dell’energia radio. Armadi, scaffalature,
ascensori, porte tagliafuoco, canalizzazioni e strutture impiantistiche
possono quindi creare zone d’ombra RF o percorsi di propagazione molto complessi.

È uno dei motivi per cui una rete progettata osservando soltanto
la planimetria architettonica può comportarsi diversamente
una volta installata nell’ambiente reale.

2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz: la banda cambia il modo in cui il segnale attraversa l’ambiente

Le tre principali bande utilizzate dal Wi-Fi moderno
non hanno esattamente lo stesso comportamento dal punto di vista della propagazione.

In generale la banda 2,4 GHz tende a raggiungere distanze maggiori
e a tollerare meglio alcuni ostacoli rispetto alle frequenze superiori.
Le bande 5 GHz e 6 GHz offrono invece più spettro
e maggiori possibilità di capacità, ma devono essere progettate
considerando con attenzione la perdita introdotta dall’ambiente.

Questo non significa che 5 o 6 GHz siano bande “peggiori”.
In una rete moderna sono fondamentali proprio per capacità,
riutilizzo dello spettro e disponibilità di canali.
Significa semplicemente che non si può pretendere che una singola cella
copra indistintamente molti locali mantenendo ovunque gli stessi livelli RF.

Anche Aruba, nella propria

guida di progettazione campus
,
raccomanda di considerare le differenze di propagazione
tra frequenze più basse e più alte nella definizione della copertura.

RSSI: misurare quanto segnale arriva realmente nella stanza

L’RSSI rappresenta il livello del segnale ricevuto dal dispositivo.
È uno dei parametri più immediati per comprendere come cambia la copertura
spostandosi nell’ambiente.

Quando si attraversano pareti o ci si allontana dall’AP,
l’RSSI tende a diminuire. Ma non esiste una soglia universale valida per tutte le reti:
il livello richiesto dipende dall’applicazione, dal tipo di client,
dai data rate necessari e dagli obiettivi di progetto.

Una rete utilizzata per semplice navigazione può tollerare condizioni
che non sarebbero accettabili per VoWiFi, terminali operativi
o applicazioni real-time.

SNR: perché avere segnale non significa avere una buona connessione

L’RSSI non deve essere interpretato da solo.
Un altro parametro fondamentale è il SNR,
Signal-to-Noise Ratio, cioè il margine tra segnale utile
e rumore presente nell’ambiente.

Due stanze possono ricevere livelli di segnale simili
ma offrire prestazioni differenti se il noise floor cambia.

Quando il margine SNR diminuisce, il client può utilizzare
modulazioni meno efficienti, aumentare le ritrasmissioni
e consumare più airtime per trasferire la stessa quantità di dati.

Riflessioni e multipath: il segnale non arriva sempre per il percorso più diretto

In un ambiente interno le onde radio non viaggiano soltanto in linea retta.
Possono essere riflesse da pareti, vetri, soffitti, pavimenti,
arredi e superfici metalliche.

Il client può quindi ricevere più copie dello stesso segnale
attraverso percorsi differenti. Questo fenomeno prende il nome di
multipath.

Le tecnologie Wi-Fi moderne sfruttano il multipath attraverso meccanismi come MIMO,
ma l’ambiente continua a influenzare profondamente la distribuzione RF.

La posizione dell’Access Point può fare la differenza tra due stanze

Un Access Point installato in un punto poco favorevole
può obbligare il segnale ad attraversare più ostacoli del necessario.

Installazioni dentro mobili, sopra controsoffitti,
vicino a masse metalliche o in angoli dell’edificio
possono modificare la geometria della cella.

Il posizionamento deve considerare non soltanto
dove è disponibile una presa di rete,
ma dove si trovano gli utenti, quali aree devono essere servite
e quali materiali separano AP e client.

Per questo il
posizionamento degli Access Point
deve essere definito come parte della progettazione RF
e non come semplice dettaglio installativo.

Aumentare la potenza dell’Access Point non risolve automaticamente il Wi-Fi debole

Quando il segnale è insufficiente in una stanza,
aumentare la potenza trasmissiva dell’Access Point
sembra una soluzione immediata.

Ma una connessione Wi-Fi è bidirezionale.
L’AP deve essere ricevuto dal client,
ma anche il client deve riuscire a trasmettere verso l’AP.

Un Access Point molto potente può essere percepito a grande distanza,
mentre smartphone, tablet o dispositivi IoT
possono non avere la stessa capacità trasmissiva.

Inoltre aumentare la potenza può allargare eccessivamente le celle,
incrementare la sovrapposizione e peggiorare il riutilizzo dei canali.

Repeater e sistemi mesh: non sono una soluzione universale

Quando una stanza riceve male, la risposta più comune
è aggiungere un repeater o un nodo mesh.

In alcuni ambienti domestici questa soluzione può essere appropriata,
soprattutto quando non è possibile realizzare un collegamento cablato.

Tuttavia estendere la copertura non significa automaticamente aumentare la capacità.
Se il collegamento di backhaul utilizza lo stesso mezzo radio dei client,
una parte dell’airtime deve essere utilizzata anche
per trasportare il traffico tra i nodi.

Se il nodo viene collocato in una zona in cui il segnale originario è già scarso,
può semplicemente ripetere una connessione di qualità insufficiente.

Quando serve davvero aggiungere un altro Access Point

Ci sono situazioni nelle quali un singolo AP non può fornire
il livello di servizio richiesto in tutte le stanze,
indipendentemente dalla potenza.

Questo accade quando l’ambiente introduce attenuazioni elevate,
quando le distanze sono significative oppure quando il numero di client
richiede più capacità di quella disponibile in una sola cella.

In questi casi aggiungere un Access Point può essere la soluzione corretta,
ma il nuovo AP deve essere inserito all’interno di un piano RF coerente.

Posizione, canale, potenza, channel width e overlap con le celle vicine
devono essere valutati insieme. Aggiungere AP senza progettazione
può trasformare un problema di copertura in un problema di contesa.

Wi-Fi Survey: capire cosa succede realmente tra una stanza e l’altra

Quando il comportamento della rete non è spiegabile
osservando soltanto l’icona Wi-Fi del dispositivo,
il Wi-Fi Survey professionale
permette di misurare ciò che avviene realmente nell’ambiente.

Un Survey consente di correlare RSSI, SNR,
copertura primaria e secondaria, channel utilization,
interferenze e distribuzione delle celle.

Questo permette di distinguere una reale carenza di copertura
da problemi di rumore, capacità, interferenza,
canali o comportamento del client.

Nei casi in cui la rete risulti lenta o instabile
anche in presenza di livelli RF apparentemente adeguati,
l’analisi può essere estesa attraverso attività di
troubleshooting Wi-Fi.

Wi-Fi debole nelle stanze: il problema non si risolve guardando soltanto le tacche

Quando il Wi-Fi funziona bene vicino all’Access Point
e peggiora nelle altre stanze, non esiste necessariamente un guasto.

Distanza, materiali, banda utilizzata, posizione dell’AP,
RSSI, SNR, riflessioni e geometria dell’ambiente
determinano il comportamento reale della cella.

Per questo la soluzione corretta non è automaticamente
aumentare la potenza, aggiungere un repeater
o acquistare un Access Point con caratteristiche superiori.

Prima bisogna capire dove e perché il margine RF viene perso.
Solo dopo questa misura è possibile decidere
se intervenire sulla posizione dell’AP,
sulla configurazione o sulla struttura dell’intera rete wireless.