Routerul wireless - alegere, optimizare

Routerele wireless fac de multa vreme parte din elementele omniprezente din rețeaua de acasă, de la muncă, de la hotel sau de la vila în care ne cazăm în vacanțe. Însă adesea performanța rețelei wireless nu se ridică la nivelul așteptărilor, generând experiențe neplăcute în timpul unor activități cu trafic de rețea ridicat, precum vizionarea de clipuri pe YouTube, uneori și pentru activități simple, ca navigarea pe web.

Logo-ul WiFi

În această postare voi încerca să nu intru peste măsură în detalieri sau specificații, le veți găsi pe paginile producătorilor sau în magazine. Elementele cheie pe care le voi prezenta sunt caracteristicile care trebuiesc urmărite și care diferențiază un router wireless ieftin de unul scump, plus câteva ponturi pentru a obține maximum de performanță de la acestea.

Frecvențele de operare și standardele implementate pe routere wireless

Ca multe alte dispozitive destinate uzului "liber", routerele wireless operează în benzile de frecvență 2,4 GHz și/sau 5 GHz. Majoritatea routerelor ieftine operează doar în banda de 2,4 GHz în standardele 802.11 b/g/n, iar modelele mai avansate pot opera în 5 GHz în standard 802.11a/n. Dacă locuiți într-o zonă unde nu sunt vecini care să producă interferențe, utilizarea unui router care operează exclusiv în banda de 2,4 GHz nu ar trebui să pună probleme, însă în zonele aglomerate e preferabil să puteți alege dintr-un număr mai mare de canale, inclusiv din banda de 5 GHz.
Concret, un router ieftin construit doar pentru 802.11g/n poate suferi din cauza interferențelor, în timp ce un model care poate opera concurent în banda de 5GHz cu 2,4 GHz are de unde să folosească mai multe canale de frecvență libere. Totuși, trebuie reținut că atât routerul cât și echipamentele conectate trebuie să poată opera în banda de frecvență aleasă şi că unele routere dual-band pot opera doar într-o singură bandă de frecvenţe la un moment dat.
Sunt câteva lucruri de spus şi despre conexiunea prin cablu, porturile LAN sau WAN. O mare parte din routerele ieftine folosesc conexiuni de 100 Mbps, iar modelele performante sunt echipate cu conexiuni gigabit. Totuşi, chiar dacă în teorie este posibil ca pe un port gigabit să se poată face trafic cu 1000 Mbps, traficul care trece dinspre internet către LAN (sau invers) este întotdeauna intermediat de procesor, motiv pentru care rata de forwarding este adesea mai mică decât viteza maximă teoretică a respectivei conexiuni.

Cele mai importante lucruri pe care trebuie să nu le uitați atunci când achiziționați un router wireless

#1 Locul optim de amplasare a routerului

Undele electromagnetice în banda de 2,4 și 5 GHz au caracteristici de propagare care sunt influențate de obstacole vizibile, în special elemente cu umiditate ridicată (exemplu: frunziș de arbori, vegetație densă) sau elemente metalice metalice (exemplu: grile de armatura din pereții apartamentelor). Cu cât frecvența este mai ridicată, nivelul de atenuare în asemenea obstacole crește, fiind posibil ca la o distanță de 50 metri de router să funcționeze impecabil o conexiune fără fir pe 2,4 GHz, dar să funcționeze dezastruos pe banda de 5 GHz.

Pentru a acoperi cât mai eficace o anumită arie de serviciu, routerul trebuie amplasat cât mai central, atât în plan orizontal cât și vertical. Spre exemplu, intr-un apartament pe un singur nivel și cu perimetru dreptunghiular, locul ideal de amplasare este la intersecția diagonalelor acestui perimetru. Spuneam că și înălțimea de amplasare este importantă, în special în clădiri cu etaje multiple. Într-o vilă cu 3 nivele, cea mai bună amplasare pe verticală este la etajul din mijloc, cât mai central în perimetru.
Din experiență personală pot afirma că un router mai vechi, compatibil 802.11g, este capabil de a acoperi excelent o arie cu raza de 3-8 metri și satisfăcător până la 15 metri distanță de router, așadar în apartamentele tipice poate fi amplasat fără mari restricții. Desigur, e o idee nepotrivită închiderea acestuia într-o cutie metalică fără a avea antena/antenele amplasate în afara cutiei.

#2 Evitarea interferențelor

Spectrul de frecvențe "liber" de 2,4 GHz este cel mai folosit și implicit cel mai aglomerat spectru de frecvențe utilizabile în comunicațiile fără fir. Cu excepția SUA și Japoniei, se folosesc canalele de frecvență 1-13, conform acestei diagrame (sursa: Wikipedia):

Canalele de frecvență folosite în WiFi 802.11b, banda de 2,4 GHz. Datorita utilizării unei lățimi de 20 MHz in loc de 22, aparatele 802.11g pot folosi fără interferențe 4 canale distincte: 1,5,9 și 13.

După cum se poate vedea, există 14 canale de frecvență, a căror lățime poate ajune la 22 MHz. Standardele 802.11b și 802.11g folosesc un singur canal la un moment dat, însă 802.11n permite utilizarea unui număr mai mare de canale, care la rândul lor pot atinge o lățime de 40 MHz. În condiții ideale, se pot folosi pe standard 802.11b/g până la 3 canale de frecvență concomitent în același loc, canalele 1, 6 și 11, sau deplasat cu unul-două canale: 2,7,12 sau 3,8,13. Un router 802.11n cu lățimea canalului setată la 40 MHz va ocupa integral spectrul de frecvență. Imaginea de mai jos, preluată tot de la Wikipedia, arată mai clar acest lucru.

Utilizarea ideală a spectrului radio. imaginea 1 - maxim 3 canale 802.11b nesuprapuse, imaginea 2 - maxim 4 canale 802.11g/n de 20 MHz (canalul 14 nu se foloseste in Europa), imaginea 3 - maxim 2 canale de 40 MHz în standard 802.11n

În locaţiile în care se află mai multe canale de frecvenţă ocupate, vor apărea interferenţe, care au ca efect scăderea ratei de transfer, mărirea latenței, care duc în final la deteriorarea calității transmisiei. Pentru a reduce cât mai mult probabilitatea de a avea interferenţe cu alte echipamente trebuie ca routerul să fie setat să folosească un canal de frecvenţă liber, aflat la o distanţă optimă de celelalte routere din zonă. În acest scop se pot folosi utilitare precum Xirrus WiFi inspector (Windows) sau WiFi Analyzer (Android), mai jos vedeți o captură de ecran a aplicației WiFi Analyzer:

După cum se poate vedea în imaginea de mai sus, în apropiere se află două puncte de acces cu semnal foarte puternic (Near 1, -40 dBm) și mediu (Near 3, -56 dBm), dar și unul cu semnal slab. Nivelul de semnal pentru routerul/punctul de acces cu identificator "belkin.214" este atât de slab încât cu greu ar putea fi considerat utilizabil. Un alt router adus în aceeași zonă ar trebui setat pe canal 5 sau 13 (sau 14 în Japonia), pentru a avea interferențe minime.

#3 Folosirea de tehnologii cât mai apropiate ca specificații

Routerele mai noi, cu modulație OFDM (802.11n), permit obținerea unei arii de acoperire mai mare, în special dacă routerul și placa wireless de pe laptop folosesc tehnologie cu fluxuri spațiale multiple MIMO. Folosind echipamente MIMO, nivelul semnalului este excelent chiar și la 10 metri distanță de router, cu toate obstacolele tipice dintr-un apartament. Echipamentele mai vechi, compatibile 802.11b, folosesc pentru transmisie modulația DSSS, în timp ce pentru 802.11n se foloseste OFDM. Din acest motiv, setarea unui router în mod hibrid 802.11n+g inseamnă de routerul va folosi două tipuri de modulație pentru comunicația cu toate echipamentele, comutând permanent între schemele de modulație. Dacă încă folosiți adaptoare WiFi vechi (802.11b) împreună cu altele noi (802.11n), e vremea să luați în considerare eliminarea sau înlocuirea celor vechi, deoarece performanța maximă a celor noi nu poate fi atinsă atunci când routerul funcționează în mod hibrid.

Presupunând că folosiți doar echipamente cu modulatie OFDM, adică 802.11g și 802.11n, acestea din urmă nu vor putea folosi decât un singur flux spațial pe un canal de maxim 20 MHz la un moment dat, ceea ce afectează negativ performanțele maxime.
Această problemă se rezolvă prin setarea routerului să folosească doar standardul 802.11n (sau 802.11g, după caz) la un moment dat.

Securizarea conexiunii wireless

#1 - Activarea transmisiei securizate WPA2

La ora actuală, WPA2 este standardul de securitate cel mai sigur care poate fi folosit în rețelele WiFi de casă. Neactivarea securității permite unor utilizatori malițioși să intercepteze traficul de rețea, inclusiv unele parole și conturi folosite de obicei de dvs.

#2 - Izolarea stațiilor WiFi

Dacă intenționați să permiteți accesul unor oaspeți la internet prin intermediul routerului dvs, e o idee bună să ii permiteți accesul _doar_ la internet, nu și la alte resurse locale, precum servere media, imprimante sau alte PC-uri. Majoritatea routerelor WiFi au disponibilă o setare de securitate prin care fiecare client WiFi este izolat de ceilalți. Această opțiune se numește de obicei WLAN Partition sau AP isolation. Odată activată această opțiune, fiecare client WiFi din respectivul identificator de rețea la care este conectat va avea acces doar către internet, nu și către alți clienți WiFi locali.

Pe unele routere există posibilitatea de a crea mai multe identificatoare de rețea, inclusiv rețea dedicată oaspeților. Dacă routerul dvs. are această opțiune, trebuie folosită pentru oaspeți care astfel au mai puține șanse de a răsfoi nestingheriți prin fișierele dvs.

#3 - Activarea filtrării pe baza adresei MAC

Deși nu este una dintre cele mai eficace metode de securizare, activarea filtrării pe bază de adresă MAC a aparatelor din rețeaua WiFi nu este în totalitate inutilă, deoarece există șanse ca existența unor aparate cu adresă MAC clonată (care să nu vă aparțină) să fie demascată de jurnalul de evenimente sistem de pe dispozitivul a cărui adresă a fost "împrumutată".

Alegerea unui router wireless potrivit nevoilor tale

 

Oferta actuală de routere wireless permite alegere dintr-o gamă extrem de largă de prețuri și specificații. Însă nu de fiecare dată aveți posibilitatea de a folosi maximul disponibil în anumite modele, însă trebuie cu siguranță să știți care este nivelul minim al cerințelor dvs și dacă modelul pe care îl aveți în vedere vă poate satisface toate necesitățile.

Dual-band sau nu?

Deși la prima vedere, aglomerarea spațiului WiFi din banda de 2,4 GHz pare din ce în ce mai problematică, folosirea unui router dual-band, în scopul de a utiliza numărul mai mare de canale disponibile din spectrul de 5 GHz, nu rezolvă de fiecare dată problemele cu desăvârșire, din mai multe motive:

• chiar dacă routerul este dual-band, unele modele nu funcționează în ambele benzi de frecvență concurent. Spre exemplificare, Linksys E2000 suferă de această problemă, în timp ce TP-Link TL-WDR3500 poate opera în ambele game de frecvență în același timp.
• raza de acțiune în banda de 5 GHz este mai mică decât pe 2,4 GHz, fiind dificilă conectarea unor aparate îndepărtate, pe banda de 5 GHz
• unele aparate care ar trebui conectate la rețea nu sunt capabile de a opera dual-band. În această categorie intră majoritatea smartphone-urilor sau smart TV-urilor cu modul WiFi integrat (exemplu: aceste smart-tv-uri Philips). 

Datorită ariei de acoperire mai reduse, utilizarea exclusivă a spectrului de 5 GHz poate pune probleme. Din acest motiv, recomand utilizarea unui router dual-band cu posibilitatea de a opera concurent în ambele spectre. Cât mai multe dintre aparatele fixe (smart-TV, media player, PC) ar trebui să se afle în apropierea routerului și echipate pe cât posibil cu adaptoare care pot folosi și spectrul de 5 GHz.

Cu sau fără stocare USB ?

Necesitatea prezenței unui mediu de stocare direct conectat pe router e absolut discutabilă. Pentru a putea avea o capacitate suficientă, probabil că ar trebui folosit un hard disk. Amplasarea unui hard disk chiar lângă un router e complicată, deoarece necesită ori prezența unui suport special pe perete, ori folosirea routerului într-un amplasament sub-optim, la înălțime mică. În afară de asta, unele routere oferă acces doar prin protocol FTP (exemplu aici), altele permit utilizarea de protocoale multiple, inclusiv protocolul standard pentru retele Microsoft, fiind mai simplu de folosit (exemplu).

Gigabit sau 100 Mbps ?

În cazul în care conexiunea la internet nu are viteză mai mare de 100 Mbps și nu aveți echipamente conectate pe fir, atunci nu are sens să utilizați un router cu porturi gigabit. În asemenea situații, un router dual-band precum Linksys E2500 se poate dovedi potrivit.
Dacă aveți conexiune de internet mai rapidă de 100 Mbps și/sau un server de stocare local conectat prin rețea (NAS), atunci este obligatoriu să excludeți modelele limitate la 100 Mbps și să vă orientați către unul dintre modele echipate cu porturi gigabit.

150 Mbps, 300 Mbps, 450 Mbps, 600 Mbps?

Rata de transfer maximă wireless depinde de ambele capete ale transmisiei. 150 Mbps se pot obține doar cu lățimea de canal setată la 40 MHz, cu un singur flux spațial, însă de obicei se folosește lățimea prestabilită, de 20 MHz, care în practică se traduce printr-o viteză maximă a conexiunii de doar 72Mbps.
Routerele WiFi cu 2 fluxuri spațiale pot ajunge la viteza de 300 Mbps doar dacă folosesc lățimea canalului de frecvență de 40 MHz, cu aparate care la rândul lor pot folosi ambele fluxuri spațiale.
Ca sumarizare: pe 2,4 GHz este posibilă utilizarea unui număr de maxim două canale de 40 MHz pentru obținerea ratei de transfer maxime de 300 Mbps. Pe spectrul de 5 GHz se pot folosi 3 canale de 40 MHz în același timp, pentru o rată de transfer de 450 Mbps.
Cifrele de peste 300 Mbps specificate pe routere semnifică uneori viteza maximă de transfer pe o singură bandă (de obicei cea mai rapidă), alteori reprezintă _suma_ ratelor de transfer _posibile_ pe ambele spectre de frecvență.
Nu vă așteptați ca un router care are pe etichetă "600 Mbps" să poată oferi unui singur client o asemenea lățime de bandă, însă e posibil să se atingă asemenea sume când vorbim despre un router dual-band cu multipli clienți, configurați să folosească distinct ambele spectre de frecvență. Exemplul anterior cu 600 MBps se regăsește cel mai des în practică sub forma "300 Mbps (2,4 GHz) + 300 Mbps(5 GHz)", care poate produce cei 600 MBps cu minim 1 client pe 2,4 GHz și un client pe 5 GHz în timp ce operează concurent.
Un aspect foarte important este de spus despre dispozitivele care pot opera la maxim 150 Mbps. Acestea sunt cele mai limitate ca performanță și arie de acoperire din standardul 802.11n, neputând beneficia pe deplin de imbunătățirea ariei de acoperire fata de aparatele anterioare, conforme 802.11g. Aveți mereu în vedere aparate care pot obține 300 mbps, dacă este importantă posibilitatea de a opera cu o arie mult mai mare.


În cazul în care aveți întrebări suplimentare, sau păreri despre anumite routere wireless, vă rog să folosiți formularul de comentarii de mai jos.