میزان پوشش دهی ( برد ) اکسس پوینت وای فای را چگونه تشخیص دهیم؟

این روزها تجهیزات و گجت هایی که به نحوی از سرویس های تحت شبکه استفاده می کنند روز به روز افزایش می یابد. شاید کمتر محیطی یافت شود که تحت پوشش شبکه بی سیم وای فای ( Wi-Fi ) نباشد. به عبارت ساده تر شاید اغراق نباشد که بگوییم که اکثر افراد این روزها به نحوی از شبکه های وای-فای استفاده می کنند.

قبلا در آرمانیکا مقاله “خرید اکسس پوینت ( Access Point )” را منتشر کردیم اما هنوز سوالات و پاسخ های زیادی وجود دارد. 

یکی از عمده ترین سوالات افرادی که در حال استفاده از شبکه های وای فای هستند یا قصد خرید یک اکسس پوینت مناسب را دارند این است: 
میزان پوشش دهی ( برد ) اکسس پوینت وای فای را چگونه تشخیص دهیم؟ 

پاسخ به این سوال نیازمند بررسی موارد متعددی ست که پیش از این در  مقاله ای با عنوان “چالش های طراحی شبکه وای فای داخلی” در مورد آنها بحث شده است.
چالش هایی نظیر محیط های پیچیده، موادی که محیط های داخلی توسط آنها ساخته یا تزئین می شوند، تعداد افراد حاضر در یک محیط و … همه و همه در برد یک اکسس پوینت یا به عبارت علمی در میزان پوشش دهی یک اکسس پوینت تاثیر گذار هستند.
اما اگر شما یک کاربر غیر حرفه ای این حوزه از تجهیزات و فن آوری هستید، شاید کمی سخت باشد که تمامی مقالات پیچیده علمی و فنی را بخوانید و خودتان تصمیم بگیرد، لذا در این مقاله سعی داریم تا با ارائه اطلاعاتی به این سوال پاسخ ساده و روشنی بدهیم.

1. میزان پوشش دهی ( برد ) اکسس پوینت وای فای را چگونه تشخیص دهیم؟

صورت مساله را اینگونه مطرح می کنیم و به این صورت مساله پاسخ ساده و روشنی می دهیم: 
من یک کاربر غیر حرفه ای حوزه فن آوری اطلاعات هستم، قصد دارم برای پوشش فای وای خانه ام یک اکسس پوینت تهیه کنم. میزان پوشش دهی (‌ برد ) اکسس پوینت وای فای را چگونه تشخیص دهم؟‌
پاسخ: 
برای دانستن پاسخ این سوال اول باید بدانیم که چه چیزی برد یک اکسس پوینت یا به عبارت علمی تر توان رادیویی یک اکسس پوینت را تعریف می کند. 
فرمول محاسبه توان خروجی یک اکسس پوینت ثابت ها و متغیر های فراوانی دارد اما در اینجا فقط دو مورد را که شاید تعیین آن توسط یک کاربر قابل انجام باشد را مورد بررسی قرار می دهیم.

در زیر حالت ساده شده فرمول ریاضی محاسبه توان رادیویی یک اکسس پوینت را مشاهده می کنید:
توان خروجی رادیویی + بهره آنتن = توان رادیویی اکسس پوینت
همانطور که در این فرمول پیداست توان رادیویی اکسس پوینت شامل جمع توان خروجی رادیو که در داخل اکسس پوینت تعبیه شده و بهره آنتن است. در این نوشته ما هر یک از دو مورد را به طور جداگانه بررسی می کنیم:

1.1 توان رادیویی یک اکسس پوینت 

توان رادیویی یک اکسس یوینت زمانی که اکسس پوینت طراحی می شود، مشخص می گردد. خیلی از اوقات این توان توسط نرم افزار اکسس پوینت ( Access Point ) قابل تغییر است و خیلی از وقت ها هم از طرف تولید کننده ثابت در نظر گرفته می شود.
با توجه به اینکه تشعشعات رادیویی می تواند باعث آلودگی فرکانسی محیطی شود، سازمان های رگولاتوری و استاندارد سازی تجهیزات سعی در محدود سازی این توان خروجی داشته اند. لذا تجهیزاتی که توسط سازمان های معتبر رگولاتوری دارای تاییدیه باشند ملزم به رعایت حداکثر خروجی رادیویی طبق استاندارد هستند.

برای خرید اکسس پوینت در قدم اول بررسی کنید که اکسس پوینت مورد نظرتان دارای تاییدیه معتبر از یکی از سازمان های رگولاتوری شناخته شده نظیر FCC باشد. در صورتیکه اکسس پوینتی که خریداری می کنید دارای تاییدیه یا استاندارد نباشد ممکن است که دارای توانی بیش از حد تعیین شده باشد. این موضوع شاید در نگاه اول خوب باشد و میزان پوشش دهی را افزایش دهد اما در بلند مدت می تواند با ایجاد آلودگی فرکانسی روی سلامتی افرادی که در آن محیط زندگی می کنند تاثیر گذار باشد. این موضوع را در یک مقاله جداگانه با عنوان “مضرات شبکه های بی سیم برای سلامتی انسان” به تفضیل مورد بحث قرار داده ایم.

در نهایت توصیه می کنیم در صورتیکه که اکسس پوینتی که استفاده می کنید قابلیت تنظیم توان خروجی رادیویی را به صورت دستی دارد، توان را در کمترین حد مورد نیاز قرار دهید.

نتیجه: اکسس پوینت های فضای داخلی دارای استاندارد هستند و توان رادیو بر اساس استاندارد محدود می شود. لذا در صورتیکه بخواهید با سلامتیتان بر اساس استاندارد برخورد کنید اختیارات چندانی در خصوص افزایش توان رادیو نخواهید داشت.

در شکل زیر یک نمونه از اکسس پوینت هایی که دارای استاندارد FCC  است را مشاهده می کنید.
 

2.1 بهره آنتن رادیویی 

برای اینکه بتوانیم مناسب ترین آنتن را انتخاب کنیم، نیاز است که ابتدا نحوه کارکرد آنتن را بدانیم. آنتن در یک سیستم رادیویی، یک قطعه پسیو محسوب می شود. کار آنتن در یک سیستم رادیویی جهت دهی به سیگنال ورودی ای است که از طریق ترنسیور رادیویی تولید می شود.
از یک مثال ساده برای توضیح نحوه کارکرد آنتن استفاده می کنیم. نحوه کارکرد آنتن در سیستم رادیویی شبیه کارکرد شیپور است. شیپور نمی تواند از خود صدا تولید کند. تنها می تواند صدایی که تولید می شود را جهت دهی کند. به همین خاطر است که زمانی که فریاد می زنید تا فردی در فاصله دور صدای شما را بشنود، نا خودآگاه دستان خود را به صورت شیپور دور دهان خود حلقه می کنید. در انیمیشن زیر نحوه کارکرد شیپور را ملاحظه می کنید.

نحوه کارکرد آنتن هم به همین صورت است. لذا شما با تغییر آنتن می توانید کاری کنید که سیگنال رادیویی با کیفیت بهتری به سرویس گیرنده ( موبایل، لپ تاپ و … )‌ برسد، اما آنتن به خودی خود نمی تواند تغییر چندان زیادی در برد یا پوشش دهی اکسس پوینت ایجاد کند. به عنوان مثال اگر محل نصب اکسس پوینت ( Access Point ) و سیستم کاربر ثابت باشد، شما می توانید از آنتن هایی استفاده کنید که سیگنال را تنها در یک جهت متمرکز می کند. اما بسیاری از اکسس پوینت ها دارای آنتن داخلی و غیر قابل دسترسی و تعویض هستند. بسیاری دیگر که آنتن خارجی و قابل مشاهده دارند امکان تعویض آنتن را به استفاده کننده نمی دهند. تنها برخی از اکسس پوینت ها هستند که دارای آنتن قابل تعویض یا Detachable هستند.

با توضیحات فوق هنوز هم در خانه اول ایستاده ایم و پاسخ روشنی به صورت مساله نداده ایم. چاره چیست؟
مشکل پوشش دهی و یا برد اکسس پوینت همانطوری که برای شما به عنوان یک مصرف کننده مطرح است برای تولیدکنندگان هم مطرح است. تولیدکنندگان می بایست که بتوانند مشکلات مصرف کنندگان را به نحو صحیح مرتفع کنند، تا بتوانند بخش بزرگتری از بازار را جذب محصولات خود کنند.

همانطور که در توضیحات بالا متوجه شدید تولیدکنندگان در صورتیکه بخواهند تاییدیه سازمان های رگولاتوری را برای یک اکسس پوینت دریافت کنند، نمی توانند توان رادیویی یک اکسس پوینت را افزایش دهند. همچنین به دلایل مختلف نمی توانند از آنتن هایی با بهره بالا ( آنتن همه جهته در فرکانس 2.4 گیگاهرتز با بهره 12dBi حدود 1 متر طول دارد ) استفاده کنند. لذا برای حل موضوع برد و آنتن دهی اکسس پوینت های داخلی باید چاره دیگری اندیشید.
راه حل این مشکل استفاده از فن آوری های نرم افزاری-سخت افزاری در کنار هم است. شاید شما نام فن آوری MIMO را شنیده باشید. فن آوری مایمو به فن آوری ای گفته می شود که باعث می شود در یک اکسس پوینت سیگنال رادیویی از طریق آنتن های مختلف ارسال و دریافت شود. مایمو یک فناوری انتشار امواج ( آنتن ) برای سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم است، بدین صورت که در هر دو طرف فرستنده و گیرنده از چند آنتن استفاده می‌شود. سیگنال های ارسالی در انتهای مدار مخابراتی با هم ترکیب می‌شوند تا خطا به حداقل رسیده، سرعت انتقال اطلاعات به بیشینه، افزایش پیدا کند. این فن آوری می تواند سبب شود که آنتن دهی و برد اکسس پوینت بدون افزایش توان رادیویی یا اندازه آنتن تقویت شود. همچنین مایمو ( MIMO ) می تواند پهنای باند ارتباط رادیویی را افزایش دهد و در عین حال آنتن دهی در نقاط کور را نیز بهبود بخشد.
MIMO یکی از فن آوری هایی ست که سبب بهبود پوشش دهی و برد اکسس پوینت و در عین حال پهنای باند قابل ارايه در آن می شود. یکی دیگر از فن آوری هایی که در این زمینه می تواند بسیار موثر باشد، فن آوری Beam Forming است. بیم فورمینگ در واقع یک روش انتقال سیگنال رادیویی می باشد. اکسس پوینتی که دارای این تکنولوژی باشد انرژی سیگنال رادیویی ( Radio Frequency ) را به سمت کاربران فعال در شبکه وای فای، متمرکز و هدایت می کند. این کار علاوه بر افزایش پهنای باند هر کاربر، منجر به افزایش محدوده پوشش Access Point  و گسترش بیشتر شبکه می گردد. این فن آوری به نسبت فن آوری MIMO پیشرفته تر و اکسس پوینت هایی که به این فن آوری مجهز هستند گرانترند.

2. ملاحظاتی که هنگام نصب اکسس پوینت می بایست در نظر داشته باشید

برخی از ملاحظات هنگام نصب اکسس پوینت می تواند به پوشش دهی بهتر اکسس پوینت کمک کند. لذا با در نظر داشتن این ملاحظات می توانید مطمئن باشید که از توان رادیویی اکسس پوینت بهینه استفاده می کنید.

1.2 محل نصب مناسب

محل نصب اکسس پوینت ( Access Point ) اهمیت بسیاری دارد. به عنوان مثال اگر قصد دارید که توسط یک اکسس پوینت فضای در حدود 100 متر مربع را پوشش دهید بهتر است که محلی که برای نصب اکسس پوینت انتخاب می کنید جایی نزدیک به مرکز این فضای 100 متر مربعی باشد. 
سعی کنید اکسس پوینت را داخل کمد، داکت یا سقف کاذب نصب نکنید. فضاهای شبیه کمد یا سقف کذب موجب هدر رفتن سیگنال رادیویی می شوند.

2.2 تنظیمات نرم افزاری دستگاه

در صورتی که نیاز به پهنای باند بالا ندارید بهتر است که پهنای باند دستگاه را روی میزان مورد نیاز محدود کنید. در این صورت با کاهش پهنای باند می توانید کیفیت ارتباط بهتری داشته باشید. به عنوان مثال اکسس پوینتی که خریداری کرده اید دارای استاندارد IEEE-802.11n است. این دستگاه می تواند پهنای باندی معادل 300 مگابیت در ثانیه فراهم کند. اما نیاز شما تنها برای اتصال تجهیزات و استفاده از اینترنت است و اتصال شما به اینترنت حدود 512 کیلو بیت در ثانیه ظرفیت دارد. لذا دلیلی ندارد که اکسس پوینت با پهنای باند 300 مگابیت در ثانیه کار کند. با این اوصاف بهتر است که با استفاده از منوی مدیریتی تحت  وب ( Web base management ) پهنای باند اکسس پوینت را در حدود 5 یا 6 مگابیت در ثانیه محدود کنید با این کار می توانید کیفیت ارتباط بهتری داشته باشید. 

3.2 محدود کردن استفاده کنندگان از ارتباط بی سیم وای فای

افزایش تعداد اتصالات به یک اکسس پوینت ( Access Point )  ارزان قیمت خانگی ممکن است کارایی اکسس پوینت را کاهش دهد. لذا سعی کنید تنها تعداد دستگاه هایی که نیاز است که به اکسس پوینت متصل شوند را به آن متصل کنید. 
برای این کار در ابتدا برای اکسس پوینت یک SSID نظیر ( Khaneyeman ) تعریف کنید و در ادامه با استفاده از فن آوری های امنیتی نظیر WEP یا WPA که در تمامی اکسس پوینت های Wi-Fi وجود دارد، اتصال به آن را محدود کنید. حتی می توانید با اتصال به منوی مدیریتی تحت وب اکسس پوینت، Wi-Fi MAC Address تجهیزات مورد استفاده نظیر موبایل و تبلت را در آن اضافه کنید و تنها به این تجهیزات خاص دسترسی اتصال به اکسس پوینت را بدهید.