Способы увеличения скорости соединения, пропускной способности и стабильности беспроводной сети Wi-Fi при использовании стандарта IEEE 802.11n

Почему при использовании беспроводных устройств стандарта IEEE 802.11n скорость соединения не соответствует заявленной, а пропускная способность не превышает возможности сети 802.11g?


Всё большую популярность и распространение набирает технология беспроводных сетей Wi-Fi. Многие современные устройства, которые мы используем (смартфон, планшет, ноутбук, роутер, телевизор), умеют работать с беспроводными сетями Wi-Fi. Самым распространенным на данный момент является стандарт IEEE 802.11n.
 
Основными характеристиками беспроводной сети Wi-Fi являются зона покрытия, скорость соединения и качество. В некоторых случаях нужно делать выбор в пользу какого-то параметра, наиболее важного для вас. Решите, что вам нужно в первую очередь: максимальное покрытие, быстрая или стабильная связь.
 
У пользователей периодически возникают вопросы по скорости и стабильности работы устройств по Wi-Fi. Самые распространенные из них:
  • Почему в статусе беспроводного соединения отображается максимальная скорость подключения, а реальная скорость передачи данных значительно ниже?
  • Почему при подключении беспроводного адаптера с поддержкой стандарта 802.11n скорость подключения 54 Мбит/с или ниже?
  • Где обещанная скорость 300 Мбит/с (или 150 Мбит/с) при подключении беспроводных устройств на стандарте 802.11n к интернет-центру серии Keenetic?
  • Как правильно настроить устройства беспроводной сети, чтобы они работали эффективно, стабильно и по возможности на максимальных скоростях, используя все преимущества стандарта IEEE 802.11n?
В данной статье мы ответим на эти вопросы и рассмотрим некоторые наиболее эффективные на наш взгляд способы увеличения скорости соединения, пропускной способности и стабильности беспроводной сети Wi-Fi при использовании стандарта 802.11n. Рассмотрим принципы анализа и понимания скорости соединения беспроводных устройств.
 
1. Максимальная скорость передачи данных и скорость подключения (канальная скорость) — разные понятия.
Начнем с того, что многие пользователи ошибочно ориентируются на скорость подключения в мегабитах в секунду, которое отображается в строке Скорость (Speed) на закладке Общие (General) в окне Состояние (Status) беспроводного соединения в операционной системе Windows.

Неверно думать, что это значение показывает реальную пропускную способность конкретного сетевого соединения. Данная цифра отображается драйвером беспроводного адаптера и показывает, какая скорость подключения на физическом уровне используется в настоящее время в рамках выбранного стандарта, то есть операционная система сообщает лишь о текущей (мгновенной) физической скорости подключения 300 Мбит/c (её называют канальной скоростью), но реальная пропускная способность соединения при передаче данных может быть значительно ниже.
Реальная скорость передачи данных зависит от многих факторов, в частности от настроек точки доступа 802.11n, расстояния между клиентом и точкой доступа, числа одновременно подключенных к ней клиентских беспроводных адаптеров и др. Разница между скоростью подключения, которое показывает Windows, и реальными показателями объясняется прежде всего большим объемом служебных данных, потерями сетевых пакетов в беспроводной среде и затратами на повторную передачу.

Чтобы получить более достоверное значение реальной скорости передачи данных в беспроводной сети, можно использовать один из указанных ниже способов:

  • Запустите в операционной системе Windows копирование большого файла и затем посчитайте скорость, с которой был передан этот файл, используя размер файла и время передачи (ОС Windows 7 при длительном копировании в дополнительных сведениях окна рассчитывает достаточно достоверную скорость).
  • Используйте специальные утилиты, например LAN Speed Test, NetStress или NetMeter для измерения пропускной способности.
  • Администраторам сетей можно порекомендовать программу Iperf (кроссплатформенная консольная клиент-серверная программа) или Jperf (графическая оболочка консольной программы Iperf).

2. Преимущества стандарта 802.11n работают только для адаптеров 802.11n.

Стандарт 802.11n использует различные технологии, включая MIMO, для достижения более высокой пропускной способности, но они эффективны только при работе клиентов, поддерживающих спецификации 802.11n (об этом можно найти информацию в статье «Базовые положения стандарта IEEE 802.11n для сетей Wi-Fi»). Нужно помнить, что использование беспроводной точки доступа стандарта 802.11n не повысит производительность работы уже существующих клиентов стандарта 802.11b/g.
 
3. По возможности не используйте в сети Wi-Fi устройства устаревших стандартов.
В беспроводной сети на базе точки доступа 802.11n можно использовать устройства предыдущих стандартов. Точка доступа 802.11n может одновременно работать и с 802.11n-адаптерами, и со старыми устройствами стандарта 802.11g и даже 802.11b. Стандартом 802.11n предусмотрены механизмы поддержки устаревших стандартов (legacy-механизмы). Скорость работы с клиентами 802.11n снижается (на 50-80%) только тогда, когда более медленные устройства активно передают или принимают данные. Для достижения максимальной производительности (или, по крайней мере, ее проверки) беспроводной сети 802.11n рекомендуется использовать в сети клиенты только этого стандарта.
 
4. Почему при подключении адаптера 802.11n скорость соединения только 54 Мбит/с или ниже?

4.1. В большинстве устройств стандарта 802.11n будет наблюдаться снижение пропускной способности до 80% при использовании устаревших методов обеспечения безопасности WEP или WPA/TKIP. В стандарте 802.11n установлено, что высокая производительность (свыше 54 Мбит/с) не сможет быть реализована, если используется один из указанных выше методов. Исключение составляют лишь устройства, которые не являются сертифицированными под стандарт 802.11n.
Если вы не хотите получить снижение скорости, используйте только метод безопасности беспроводной сети WPA2 с алгоритмом AES (стандарт безопасности IEEE 802.11i).
Внимание! Использование открытой (незащищенной) сети небезопасно!
4.2. В некоторых случаях, при использовании Wi-Fi-адаптера стандарта 802.11n и беспроводной точки доступа стандарта 802.11n, происходит подключение только на стандарте 802.11g. Это также может происходить по причине того, что в точке доступа по умолчанию в настройках безопасности беспроводной сети предустановлена технология WPA2 с протоколом TKIP. Опять же рекомендация: в настройках WPA2 используйте именно алгоритм AES вместо протокола TKIP, и и тогда подключение к точке доступа будет происходить с использованием стандарта 802.11n.
Другая возможная причина соединения только на стандарте 802.11g заключается в том, что в настройках точки доступа используется режим автоопределения (802.11b/g/n). Если вы хотите установить соединение на стандарте 802.11n, то не используйте режим автоопределения 802.11b/g/n, а вручную установите использование только 802.11n. Но помните, что в этом случае клиенты 802.11b/g не смогут подключиться к беспроводной сети, кроме клиентов с поддержкой 802.11n.

5. Используйте диапазон 5 ГГц.

Некоторые интернет-центры поддерживают двухдиапазонный Wi-Fi — работу точки доступа в двух частотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц. Сейчас практически все сети Wi-Fi работают на частоте 2,4 ГГц. Чем больше устройств работают на одной и той же частоте, тем сильнее они мешают друг другу, что сильно ухудшает качество соединения. Это особенно актуально в многоквартирных домах, где устройства Wi-Fi имеются практически в каждой квартире. Преимуществом частоты 5 ГГц является свободный радиоэфир, так как эта частота пока редко используется, и как результат минимальное количество помех и максимальное качество соединения. Для использования сети 5 ГГц ваш смартфон, планшет, ноутбук или USB-адаптер должен обязательно поддерживать работу на этой частоте.
При использовании диапазона 5 ГГц рекомендуем выбирать каналы 36, 40, 44 и 48, т.к. на них не используется режим сосуществования с радарами (DFS).

6. В некоторых случаях на точке доступа рекомендуется понизить мощность сигнала Wi-Fi до уровня 50 — 75%.

6.1. Использование слишком большой излучаемой мощности сигнала Wi-Fi не всегда означает, что сеть будет работать стабильно и быстро. Большая мощность сигнала может вызывать дополнительные помехи и ошибки в работе сети. Если радиоэфир, в котором работает ваша точка доступа, сильно загружен (при обзоре беспроводных сетей вы видите большое их количество и мощность их сигнала высокая), то может сказываться влияние внутриканальных и межканальных помех. Наличие таких помех влияют на производительность сети, т.к. резко увеличивают уровень шума, что приводит к низкой стабильности связи из-за постоянной перепосылки пакетов. В этом случае рекомендуем понизить мощность передатчика в точке доступа.
Если настройку понижения мощности передатчика вы не нашли в точке доступа, то это можно сделать другими способами: по возможности увеличить расстояние между точкой доступа и адаптером; открутить антенну на точке доступа (если такая возможность предусмотрена в устройстве); использовать антенну с более низким коэффициентом усиления сигнала (например, с коэффициентом усиления 2 дБи вместо 5 дБи).

6.2. Мощность передатчика точки доступа в роутере обычно выше в 2-3 раза, чем на клиентских мобильных устройствах (ноутбук/смартфон/планшет). В зоне покрытия сети могут быть такие места, где клиент будет слышать точку доступа хорошо, а точка доступа клиента — плохо, или вообще не слышать (ситуация, когда сигнал на клиентском устройстве есть, а связи нет). Как вариант, для получения более стабильной связи можно понизить мощность передатчика в точке доступа.

7. Убедитесь, что на точке доступа и на адаптере поддерживается и включен режим WMM.

Для получения скорости свыше 54 Мбит/с должен быть включен режим WMM (Wi-Fi Multimedia). 
В спецификации 802.11n требуется поддержка в устройствах стандарта 802.11e (Качество обслуживания QoS для улучшения работы беспроводной сети) с целью использования режима с высокой пропускной способностью HT (High Throughput), т.е. скорости свыше 54 Мбит/с.

Поддержка режима WMM требуется для устройств, которые будут сертифицированы для использования стандарта 802.11n. Рекомендуем включать по умолчанию режим WMM во всех сертифицированных Wi-Fi-устройствах (точки доступа, беспроводные маршрутизаторы, адаптеры).
Обращаем ваше внимание, что режим WMM должен быть включен как на точке доступа, так и на беспроводном адаптере.

Режим WMM в настройках различных адаптеров может называться по разному: WMM, Мультимедийная среда, WMM Capable и т.п.
 
8. Отключите использование канала 40 МГц.

Стандартом 802.11n предусмотрена возможность использования широкополосных каналов — 40 МГц для повышения пропускной способности.

Каналы 40 МГц в большей степени подвержены помехам и могут мешать работе других устройств, что вызовет проблемы с производительностью и надежностью, особенно при наличии других сетей Wi-Fi и других устройств, работающих в диапазоне 2,4 ГГц. Каналы 40 МГц могут также создавать помехи для других устройств, использующих этот диапазон (устройства Bluetooth, беспроводные телефоны, соседние сети Wi-Fi).
В реальности при изменении ширины канала с 20 МГц на 40 МГц (или использовании режима автоматического выбора ширины канала "Auto 20/40" в некоторых устройствах) можно получить даже снижение, а не увеличение пропускной способности. Снижение пропускной способности и нестабильность соединения может происходить несмотря на цифры канальной скорости подключения, которая в 2 раза выше при использовании ширины канала 40 МГц. При снижении уровня сигнала, использование канала шириной 40 МГц становится гораздо менее эффективным и не обеспечивает повышение пропускной способности. При использовании канала шириной 40 МГц и слабом уровне сигнала пропускная способность может снижаться до 80% и не привести к желаемому увеличению пропускной способности.
Иногда лучше использовать стабильную канальную скорость 135 Мбит/c, чем нестабильные 270 Мбит/с.

Реальные преимущества использования канала шириной 40 МГц (в частности увеличение пропускной способности от 10 до 20 Мбит/с), как правило, можно получить только в условиях сильного сигнала и малого числа излучателей в частотном диапазоне. Использование ширины канала 40 МГц оправданно в частотном диапазоне 5 ГГц.

Если же вы решили использовать канал шириной 40 МГц и при этом заметили снижение скорости (не канальной скорости подключения, которая отображается в веб-конфигураторе в меню Системный монитор, а скорости загрузки веб-страниц или приёма/передачи файлов), рекомендуем использовать канал шириной 20 МГц. Так вы сможете увеличить пропускную способность соединения.
Кроме того, с некоторыми устройствами соединение удается установить именно при использовании канала шириной 20 МГц (при использовании канала шириной 40 МГц соединение не устанавливается).
 
9. Используйте актуальный драйвер беспроводного адаптера.

Низкая скорость соединения может быть также следствием плохой совместимости драйверов различных производителей оборудования Wi-Fi. Нередки случаи, когда установив другую версию драйвера беспроводного адаптера от его производителя или от производителя используемого в нем чипсета, можно получить существенное увеличение скорости.

10. Для устройств Apple.

10.1. Увеличить скорость работы беспроводной сети Wi-Fi Keenetic с некоторыми устройствами компании Apple может помочь смена страны на United States. Это можно сделать через веб-конфигуратор в меню Сеть Wi-Fi на вкладке Точка доступа 5 ГГц или Точка доступа 2.4 ГГц в поле Страна.

10.2. В некоторых устройствах мощность передатчика снижена на крайних каналах (1 и 11/13 для 2.4 ГГц) примерно в 2 раза, чем на средних. Для увеличения зоны покрытия попробуйте использовать канал 6.

11. Низкая скорость соединения Wi-Fi может наблюдаться после выхода компьютера или мобильного устройства из режима сна (спящего режима, sleep mode). В этом случае попробуйте выключить устройство (завершить работу системы) и заново его включить.
В некоторых мобильных устройствах активирован режим энергосбережения, который может так же оказывать влияние на работу беспроводного адаптера клиента Wi-Fi. Выключите данный режим для проверки подключения.
 

Итак, мы рассмотрели только некоторые способы увеличения скорости соединения, пропускной способности и стабильности беспроводной сети Wi-Fi. Но не нужно забывать, что на работу беспроводных сетей Wi-Fi оказывают влияние и другие факторы (например, расположение устройств и расстояние между ними, количества помех на пути беспроводного сигнала, наличие большого числа устройств Wi-Fi, работающих в радиусе действия вашего устройства и использующих тот же частотный диапазон, и др.).
Ниже представлены ссылки на другие наши статьи нашей Базы знаний, с которыми рекомендуем вам ознакомиться.
 
Полезные ссылки:

 

KB-2223

Была ли эта статья полезной?
Пользователи, считающие этот материал полезным: 34 из 35
Еще есть вопросы? Отправить запрос

Комментарии

0 комментариев

Войдите в службу, чтобы оставить комментарий.