Herausforderungen mit RF-Störungen: Schritte 1, 2, 3 | NETSCOUT

Herausforderungen mit RF-Störungen: Schritte 1, 2, 3

 

Einleitung
Stellen Sie sich einen Hörsaal vor, der vierhundert Studenten aufnehmen kann. Dann stellen Sie sich vor, dass der Hörsaal für einen Durchsatz von aggregierten 5 Gbit/s getestet wurde. Selbst bei durchschnittlich 2,5 Geräten pro Student sollte dies mehr als genug sein. Notizzettel-Mathematik besagt, dass das mindestens 5 Mbit/s pro Gerät ist.

Nun stellen Sie sich vor, dass die Studenten im Hörsaal sind und das Wi-Fi lahm ist. „Es ist zu langsam“, sagen sie. Ein Blick auf den Controller zeigt einen kombinierten Wert von unter 100 Mbit/s für alle APs in diesem Hörsaal an. Wie ist das möglich? Wie können sich 5 Gbit/s so schnell in 100 Mbit/s verwandeln?

Die Antwort ist Störung. Störung ist die allgemeine Ursache, des viel zu häufig auftretenden Problems, dass getestete Wireless-Netzwerke nicht die erwartete Leistung zeigen.

Der erste Schritt besteht in der Erkenntnis, dass Interferenzen Wi-Fi-Probleme verursachen kann. Dieser erste Schritt ist jedoch nur der einfache Teil. Die Dinge werden jedoch komplizierter, je spezifischer man wird. Schwierige Fragen müssen beantwortet werden: Was verursacht die Störungen? Können Interferenzen vermieden werden? Wird durch das lösen eines Interferenz-Problems ein Problem anderswo verursacht? Dieses Papier möchte bei der Beantwortung dieser Fragen helfen.

  • INHALT
  • Einleitung
  • SCHRITT 1: Nicht-Wi-Fi-Störer identifizieren
  • SCHRITT 2: Nicht-Wi-Fi-Störer orten
  • SCHRITT 3: Wi-Fi-Störer identifizieren

SCHRITT 1: Nicht-Wi-Fi-Störer identifizieren

Es empfiehlt sich, eine Analyse mit nicht-Wi-Fi-Störern zu beginnen, weil nicht-Wi-Fi-Störer gutes Wi-Fi unmöglich machen können. Wenn zum Beispiel ein Krankenhaus ein DECT-Telefonsystem hat (DECT ist eine separate nicht-Wi-Fi-Technologie), kann es Wi-Fi auf dem gesamten 2,4 GHz-Frequenzband unterbinden. (Moderne Versionen von DECT verwenden andere Frequenzen als 2,4 GHz, aber das Problem könnte bei älteren DECT-Systemen weiterhin existieren.) Und zwar deshalb, weil DECT-Telefone nicht teilen. Wenn ein DECT-Telefon Wireless verwenden muss, verwendet es Wireless. Und viele andere Wireless-Technologien – von Bluetooth- bis zu Zigbee-Geräten – funktionieren auf die gleiche Weise: Keine Freigabe.

 
 

Wi-Fi-Störer sind fast immer weniger schädlich als nicht-Wi-Fi-Störer, denn sie sind gemeinsame Benutzer. Wi-Fi-Geräte verwenden 802.11-Konflikt, der Geräte dazu bringt, zu hören und den Kanal vor der Übertragung zu überprüfen. Das Überprüfen und Zuhören bedeutet, dass Wi-Fi-Geräte in der Regel erträglich Kanäle gemeinsam benutzen. In fast allen Fällen können nicht-Wi-Fi-Geräte Kanäle nicht so gut gemeinsam benutzen, weil sie Konflikt nicht verwenden.

Was ist also mit nicht-Wi-Fi-Störern zu tun? Der beste Ansatz ist, sie zu identifizieren, zu lokalisieren, zu versuchen, ihre Auswirkungen zu bestimmen und dann entsprechend anzupassen.

Erstens: Identifizieren der Störquelle. Der Schlüssel ist, die Erfahrung des Endbenutzers zu emulieren, da Wi-Fi-Geräte in der Regel interne Radios aufweisen. Wenn ein Spektrumanalysator eine ähnliche Antenne hat wie ein Wi-Fi-Gerät, dann werden die im Spektrumanalysator gesehenen Störungen höchstwahrscheinlich auch vom Wi-Fi-Gerät des Endbenutzers gesehen. Spektrumanalysatoren mit externen Antennen können Störungen erkennen, die Endnutzer nicht beeinflussen. Untersuchung von Störungen ohne Beeinträchtigung bedeutet Verschwendung wertvoller Problembehandlungszeit.


 

SCHRITT 2: Nicht-Wi-Fi-Störer orten

Wenn ein nicht-Wi-Fi-Störer einmal identifiziert worden ist, muss er aufgefunden werden. Sobald das Gerät aufgefunden ist, kann es nach den Richtlinien der jeweiligen Lokalität behandelt werden. Im Idealfall kann ein störendes Gerät deaktiviert werden, aber das ist nicht immer möglich.



SCHRITT 3: Wi-Fi-Störer identifizieren

Wenn Wi-Fi-Störquellen einmal behandelt sind, sollten dann die Wi-Fi Geräte in der Nähe analysiert werden.

Nun wissen Sie ja, wonach Sie suchen. Verschwendete Kanalzeit ist der größte Mörder von Wi-Fi-Leistung, weil Kanalzeit die Ressource ist, die begrenzt ist. Die Anzahl der Datenpakete auf einem Funkkanal kann sich erhöhen: Wenn weniger Paketfehler vorhanden sind, dann kann es mehr Datenpakete geben. Die Datenmenge (Bytes) auf einem Kanal kann sich erhöhen: Wenn Datengeschwindigkeiten besser werden, dann kann jedes Gerät auf mehr Daten zugreifen. Aber eine Sekunde ist eine Sekunde. Wenn eine Sekunde ganz oder teilweise verloren geht, kann sie nicht wiederhergestellt werden.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Zeit verloren gehen kann. Kollisionen führen zum Zeitverlust im Kanal, da die Daten, die eine Kollision erleiden, erneut gesendet werden müssen. Das bedeutet, dass die ursprüngliche Übertragung der Daten eine Zeitverschwendung war. Niedrige Datengeschwindigkeiten verschwenden auch Zeit. Datengeschwindigkeiten werden gemessen, indem die Daten durch die Zeit dividiert werden. Wenn die Datengeschwindigkeit niedriger ist, dann bedeutet das lediglich, dass es länger dauert, die gleiche Menge an Daten zu senden. Nicht-Datenverkehr kann auch eine Verschwendung von Zeit sein, wenn er nicht notwendig ist.

Erstens: Kollisionen. Eine Kollision ist eine fehlgeschlagene Wi-Fi-Datenübertragung. Der 802.11-Standard (der Standard, auf dem Wi-Fi beruht) gibt an, wenn Daten gesendet werden und keine Bestätigung empfangen wird (woraus hervorgeht, dass eine Kollision erfolgt ist), dann muss das Gerät oder der AP, das oder der die Daten gesendet hat, die gesendeten Daten als Wiederholungsversuch markieren. Dies bedeutet, dass der Anteil der Wiederholungsversuch-Daten gleich dem Prozentsatz von Datenübertragungen ist, die Kollisionen erleiden.

Um Kollisionsstatistiken nutzen zu können, muss man wissen, was als hoher Prozentsatz an Wiederholungsversuchen gilt. Ein guter Anfang ist bei 8 % für normales Wi-Fi und 20 % für kompliziertes Wi-Fi (hohe Benutzerdichte, viel Mobilität oder erhebliche Mengen an nicht-Wi-Fi-Störungen). Sobald die Wiederholungsversuchanteile über diese Zahlen steigen, ist es in der Regel angebracht, sich etwas Zeit zu nehmen und zu untersuchen, warum so viele Neuübertragungen auftreten.

Die zweite große Zeitverschwendung besteht in niedrigen Datengeschwindigkeiten. Datengeschwindigkeiten sind in den gleichen allgemeinen Bereichen erkennbar, in denen Wiederholungsversuchanteile zu sehen sind. Der einzige Unterschied ist, dass die „Geschwindigkeits“-Struktur erweitert werden muss, um zu sehen, welche Datengeschwindigkeiten verwendet werden, nachdem auf ein AP- oder Station-Gerät auf dem Infrastruktur-Bildschirm geklickt wird.

Die Feststellung, ob niedrige Datengeschwindigkeiten ein behebbares Problem sind, erfordert Zeit und sorgfältige Analyse. Geräte und APs – vor allem 802.11n/ac-Geräte und APs – verwenden routinemäßig Datengeschwindigkeiten weit unter ihren angegebenen maximalen Geschwindigkeiten, selbst wenn Störungen nicht signifikant sind. Das heißt, ein Büroangestellter mit einem 802.11ac Smartphone (Höchstgeschwindigkeit mit einem 40 MHz breiten Kanal: 200 Mbit/s) verbunden mit einem 802.11ac AP kann routinemäßig Datenraten unter 150 Mbit/s verwenden, auch wenn die RF-Umgebung großartig ist. 802.11ac (und in geringerem Maße, 802.11n) enthält viele Technologien, die während der typischen Nutzung in Unternehmen nur selten zur Verfügung stehen, auch in Gebieten wo Störungen minimal sind. Aus diesem Grund ist die Analyse von Datengeschwindigkeiten zur Feststellung von Störungen eine Aufgabe, die in der Regel einige Erfahrung erfordert.

Drittens (und letztens) kann nicht-Datenverkehr die Ursache sein, dass ein Wi-Fi-Kanal Zeit verliert. Es gibt viele verschiedene Arten von nicht-Datenverkehr, aber die meisten von ihnen sind obligatorisch für den 802.11-Betrieb und können somit nicht ausgeschlossen werden. APs und Stationen müssen eine Reihe von Arten von nicht-Datenverkehr austauschen, um angeschlossen zu bleiben, Kollisionen und allerlei andere Notwendigkeiten erkennen, damit ein drahtloses Netzwerk funktionieren kann.


 
 

Allerdings gibt es zwei Arten von nicht-Datenverkehr, die manchmal verringert werden können: Beacons und Sonden. Beacons werden von APs verwendet, um Stationen wissen zu lassen, dass ein Wi-Fi-Netzwerk verfügbar ist. Das Problem ist, dass jedes Wi-Fi-Netzwerk einen eigenen Satz von Beacons erfordert. Wenn zwei SSID (ein Gast und eine interne) vorhanden sind, dann belegen Beacons normalerweise zwischen 2 % und 5 % der verfügbaren Zeit auf einem Kanal. Aber wenn die Anzahl der SSID auf acht erweitert wird (z.B. durch Verwendung eindeutiger SSID für verschiedene Anbieter oder verschiedene Gruppen von internen Benutzern), dann belegen Beacons in der Regel zwischen 8 % und 20 % der Kanalzeit. Das ist ein großer Unterschied. Und das Problem wird vergrößert, wenn mehr als ein AP den gleichen Kanal abdeckt. Wenn ein bestimmtes Unternehmens-Tablet drei APs auf Kanal 11 sehen kann und alle drei APs acht SSID verwenden, bedeutet das 24 Sätze von Beacons auf dem Kanal. Das bedeutet auch 24 % bis 60 % Ihrer Kanalzeit, die nicht für Datenübertragung verwendet wird.

Sonden sind die andere Art der nicht-Datenframes, die Kanalzeit verschwenden können. Es ist wichtig, festzustellen, ob sie ein Problem verursachen. Sollte ein Sondenproblem vorliegen, sorgen Sie dafür, dass die jeweilige Station über eine stabile WLAN-Verbindung verfügt. Moderne Wi-Fi-Geräte (Smartphones, Tablets, Notebooks usw.), sondieren sehr wenig, wenn ihre Wi-Fi-Verbindung über stabilen Zugang zum Internet verfügt.

Der Umgang mit Wi-Fi-Störern hat einige Ähnlichkeit mit dem Umgang mit nicht-Wi-Fi-Störern, aber es gibt auch große Unterschiede. Es ist immer am Besten, wenn man mit dem Identifizieren und Orten des Störers beginnt. Nachdem ein Wi-Fi-Störer identifiziert und geortet wurde, kann das Problem oft durch Anpassen der Wi-Fi-Infrastruktur minimiert oder eliminiert werden. Deaktivieren von AP-Radios, Hinzufügen von neuen APs an verschiedenen Stellen, manuelles Konfigurieren von AP-Kanalnummern und Einstellung der AP-Sendeleistung auf ein Niveau ähnlich dem der Client-Geräte sind alles Aktivitäten, die eine Infrastruktur von APs und Controllern verbessern können. Im Gegensatz dazu müssen nicht-Wi-Fi-Störer oft deaktiviert oder vermieden werden, um das Wi-Fi zum Arbeiten zu bringen.

Die Befolgung dieser Schritte schafft eine ausgezeichnete Möglichkeit, zu verhindern, dass Wi-Fi-Störungen zu einem dauerhaften Problem werden. Während diese Schritte etwas gewöhnungsbedürftig sein können, sind sie sicher besser als blindes Tasten und Versuchen, und es kann den Unterschied bedeuten, ob Störungsprobleme erfolgreich erkannt und behoben werden können.

 
 
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