Tuesday, October 28, 2014

Adjacent Channel (ACI) e Co-Channel Interference (CCI)

O nível de conhecimento de uma determinada tecnologia é totalmente relativo e isso permite a todos conviverem com ela de uma forma ou de outra. Da mesma forma que alguém instala um Access Point que acabou de comprar em um hipermercado qualquer, sem o menor conhecimento sobre Wifi, em ambientes corporativos analistas se descabelam para entender o nitty-gritty de uma rede Wifi e ainda assim, convivem muitas vezes com várias reclamações.
  O motivo de uma rede residencial funcionar relativamente bem é que, mesmo tendo em torno de 10 dispositivos em casa, uma rede residencial existe basicamente em função de acesso a internet. Ainda que o vizinho esteja usando o mesmo canal que o seu, tanto o vizinho da esquerda como o da direita,quanto o da frente e o dos fundos, no fim, ainda é possível conseguir um desempenho razoável. Considerando uma internet residencial de 10 Mbps, e considerando um AP com 802.11n com uma velocidade de  75 Mbps teórico(TP-Link de 50 reais ), ainda que na prática consideremos 30 Mbps, estamos com uma velocidade 3 vezes maior do que  o gargalo da rede que é a conexão com o provedor de 10 Mbps.
 Para velocidades de internet maiores, já existe 100 Mbps disponíveis em muitos lugares, talvez até mais, o cenário acima já poderá ficar crítico. Pagar um link de 100 Mbps e usar uma fração dele devido a rede Wifi mal configurada não é legal, mas vai acontecer mais e mais por vários motivos.
  Provedores como a NET, por exemplo, fornecem serviço de Wifi para conexões de internet mais rápidas que 10 Mbps. Porém, o serviço deles de implantação de Wifi é da mesma qualidade do que os demais serviços. Eles simplesmente jogam o roteador em sua casa.
 No meu caso, eu já tinha um AP em funcionamento, eles adicionaram o deles e se quer verificaram qual canal o meu AP estava. Existem um monte de sofware de graça na internet que mostra quais as redes e os respectivos canais.
 Pois bem, considerando o grau de abrangência do provedor e a forma com que as redes são implementadas, imaginem a qualidade das redes Wifi.
 Isso não é um "Reclame Aqui" mas é crítico a forma como é feito.
Em fim, a idéia do artigo é discutir dois fenômenos que acontecem nos cenários acima. Interferencia entre canais adjacentes e co-channels. Não vou traduzir o últimos porque acho que fica bem melhor desta foram.
 Primeiro vamos as definições.


  Acima temos o spectrum de 2.4 Ghz. Ele é dividido em 14 canais de 22 MHz e a utilização dos mesmos depende do país. Aqui no Brasil usamos os canais 1,6 e 11. Esses canais são chamados de Adjacentes pelo IEEE, o que confunde quando estamos falando de interferência. Neste caso, canais adjacentes são, por exemplo, Canais 1 e 2.
 Em resumo, o IEEE considera canais Adjacentes os canais que não se sobrepõem e podem ser usados sem que um interfira no outro.
 Porém, quando estamos falando em interferência de canais adjacentes, estamos falando de canais que se sobrepõem.
 Interferencia de Co-Channel é quando você e seu vizinho estão utilizando o mesmo canal. Por exemplo, a maioria dos fabricantes configuram seus APs na fábrica para o canal 1, desta forma, é muito comum haver mais redes neste canal. Ocorre das pessoas colocarem o seu AP no Canal 2, porque elas não querem dividir o Canal 1 com os demais. Temos toda a problemática sobre a qual gostaria de discutir com o artigo.
 Se essa pessoa mantivesse o seu AP no Canal 1, o prejuízo seria muito menor do que ele colocar no AP no Canal 2. Fazendo isso, ele está provocando interferência em canais adjacentes e prejudicando todas as redes Wireless da vizinhança.
  Se ele mantivesse o AP no Canal um, ele estaria provocando interferência de Co-Channel, o que é manos danoso do que interferência por canais adjacentes.
 Para compreender o porque, precisamos ir um pouco mais a fundo na tecnologia Wifi.
Dispositivos Wireless possuem dois mecanismos para verificar se pode ou não transmitir. Isso pode ocorrer em camada 1 e camada 2.
 Em camada 1, o dispositivo analisa fisicamente o meio e espera perceber alguma alteração que lhe possibilite concluir que algum outro dispositivo esteja enviando informação(Clear Channel Assessment-CCA). Para que CCA compreenda o meio como ocupado, ele precisa conseguir decodificar o preambulo de um quadro sendo transmitido. Se isto ocorrer, CCA é capaz de informar que o meio está ocupado. Ainda existe um mecanismo chamado de Energy Detection - ED.
  Estes métodos são poucos confiáveis e, por isso, um segundo método é utilizado a nível de camada 2  baseado na informação de um campo do quadro chamado NAV (Network Allocation Vector). Neste campo é informado por quanto tempo o dispositivo usará o meio.
 Quando um dispositivo intenciona transmitir, ele ´sniffa´o meio e verifica o campo NAV dos quadros que estão em trânsito para  ajustar o seu mecanismo de acordo com esta informação. Ele então pega um numero aleatório, geralmente 31, soma ao número verificado no NAV e começa a decrementar. Quando chegar em 0, se o meio estive livre, ele aloca o meio para si e transmite sua informação. Se o meio estiver ainda ocupado, ele dobra o valor aleatório, soma com o NAV e começa novamente.
 Isso tudo ocorre em milésimos de segundos e, apesar de aparecer tão trabalhoso, é o que temos para transmissão Wireless.
 Quando dois dispositivos estão em canais adjacentes, o segundo mecanismo de verificação não funciona. Um dispositivo não compreende as informações enviadas pelo outro, tendo que confiar apenas na primeira forma de prevenção, que é muito mais falha que a segunda. Desta forma, haverão muito mais colisões. Colisões ocorre quando dois dispositivos falham em verificar o meio e transmitem ao mesmo tempo, ocasionando a perda completa de todas as informações.
 O resultado é retransmissões constantes e lentidão certa.



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