WiFi: Interferencias y reflejos - Buenas prácticas - Capítulo 8

El autor de este post es Pol Padrisa (@polpadrisa).

En este artículo vamos a centrarnos en las interferencias Wifi y con ello los elementos ambientales que debemos tener en cuenta en el momento en el que hagamos un estudio para determinar la ubicación de nuestros AP.

Muchos sysadmins basan la ubicación de sus AP sólo en términos de distancia y obvian elementos estructurales constructivos que pueden afectar al rendimiento de nuestra red.

Elementos arquitectónicos a tener en cuenta al diseñar la red WiFi:

Como ya explicamos en otros artículos los microondas de cocina tienen una frecuencia de trabajo situada en la misma banda 2.4Ghz (con ligeras variaciones).

Esto significa que la frecuencia utilizada por las redes Wi-Fi de esta banda está en la el rango de la resonancia de las moléculas de agua y, tal como ocurre con las generadas por el imán del microondas, será absorbida por todo objeto que contenga este elemento.

Es por este motivo que en entornos donde las ondas tengan que atravesar zonas húmedas, niebla, lluvia, arboles, cartón… es a priori más recomendable utilizar la banda de 5Ghz que la de 2.4GHz.
Una característica general que afecta a todas las transmisiones inalámbricas, es la reflexión de las ondas.

Por ejemplo, para las ondas cualquier elemento metálico ejerce como un espejo lo cual tendrá un doble efecto: encerrará la transmisión y originará un reflejo.

El bloqueo y reflexión de la señal deberá ser tenido muy en cuenta, es un efecto fácil de detectar y evaluar, aunque en muchas ocasiones no tan fácil de solventar.

Es necesario tener en cuenta que la identificación de elementos metálicos no es siempre tan simple como suele pensarse.

Objetos como los cristales tintados (cuyo tinte se suele realizar con plomo, y no es necesario que el cristal sea totalmente oscuro, si no que una ligera coloración no siempre apreciable sin una observación detenida puede ser suficiente para bloquear una gran parte de la señal), muros prefabricados con aislante interior o placas metálicas ocultas, ladrillos confeccionados con barro con un alto contenido metálico, etc. pueden afectar notablemente la propagación de la señal o incluso bloquearla totalmente.

Tabla de materiales ordenados por su atenuación:

WiFi: Interferencias y reflejos - Buenas prácticas - Capítulo 8

Evitar los reflejos e interferencias:

Los puntos de acceso omnidireccionales son los más utilizados, tienen una cierta polarización en alguno de los sentidos pero con la intención de que la cobertura sea homogénea en todas direcciones.

Esta emisión en todos los sentidos provoca que el diseño de antenas se realice para que irradien casi igual en cualquier dirección. La señal, por tanto, se propagara en dirección al cliente pero igualmente en el resto de direcciones.

Si en esas otras direcciones se encuentra con un material que no sea absorbente, es decir que refleje la señal, puede resultar que al cliente le llegue una nueva señal producto de esa reflexión y no solo la señal original. A esta fenómeno se le llama reflejo.

El problema de los reflejos (o resonancias) es que el recorrido no será igual. Si dos ondas se desplazan a la misma velocidad pero la longitud del recorrido es distinta llegarán con un cierto retraso con respecto a la señal directa.

El cliente recibirá una señal que será la suma de las diversas señales (tanto directas como reflejadas) con una onda con una forma potencialmente muy diferente a la original. Cuando una onda emitida llega al destino modificada se llama interferencia. Se ve por tanto que las señales reflejadas se comportan como interferencias influyendo negativamente en el funcionamiento de la red inalámbrica.

El problema del multipath

La recepción de un cliente de la suma de las señales directas y reflejadas se denomina con el término inglés “multipath” y es un problema común a toda comunicación por radiofrecuencia pero que afecta especialmente en el caso de redes Wi-Fi ya que habitualmente son redes que se despliegan en interiores / urbanos donde existen gran cantidad de obstáculos tanto arquitectónico como objetos que pueden provocar estas reflexiones.

La solución para evitar el multipath, la acción más inmediata es buscar una nueva ubicación para el punto de acceso.

La ubicación física del AP es la que determinara los distintos reflejos y caminos que puede tomar la señal.

Por desgracia no hay un método teórico para elegir la ubicación del punto de acceso puesto que el cálculo de los diferentes caminos es inviable en la práctica y deberá hacerse de forma empírica mediante el proceso de prueba y error.

Antenas M.I.M.O. para paliar los efectos del multipath:

En el mercado existen ciertas antenas que vienen etiquetadas como M.I.M.O. suelen ser algo más caras que las estándar pero la diferencia de precio suele salir a cuenta.

La norma 802.11n contempla como parte de la norma la inclusión de sistemas M.I.M.O. (Multiple Input Multiple Output) que disponen de varias antenas (no siempre visibles externamente) que permiten emitir y recibir desde diversos puntos, direcciones,.. lo cual, permite al sistema ser más robusto ante interferencias, rebotes de señal y alcanzar mayores distancias y velocidades.

Como nos cuenta la Wikipedia: “MIMO aprovecha fenómenos físicos como la propagación multicamino para incrementar la tasa de transmisión y reducir la tasa de error. En breves palabras MIMO aumenta la eficiencia espectral de un sistema de comunicación inalámbrica por medio de la utilización del dominio espacial.

Durante los últimos años la tecnología MIMO ha sido aclamada en las comunicaciones inalámbricas ya que aumenta significativamente la tasa de transferencia de información utilizando diferentes canales en la transmisión de datos o la multiplexación espacial por tener las antenas físicamente separadas.

AP’s fuera del rack!

He visto infinitas veces puntos de acceso montados dentro de un armario de cableado o rack con paredes totalmente metálicas.

Como norma general no se debe montar nunca un AP dentro del rack ya que lo que estaremos instalando nuestro AP en un entorno lleno de reflejos y atenuaciones.

Seguramente el rack es el peor sitio posible donde instalar un AP.