Wi-Fi e Connessione Wireless: Come aumentare la copertura di una rete mobile

Tempo addietro avevamo cercato di darvi delle dritte su come migliorare il segnale per le reti Wi-Fi.

Quest’oggi vogliamo provare a completare il quadro e creare un articolo che possa esservi utile a 360°. Cercheremo di elencare e trattare, con adeguata accortezza, i come ed i perchè adottare certi criteri per estendere la copertura della rete wireless.

Anche se il classico cavo riesce a garantire delle prestazioni migliori, quando parliamo di connessione ad Internet, non esiste nulla di più comodo della tecnologia senza fili. In ogni casa è uno degli interventi più richiesti. Non si può più prescindere dal wireless: è facile da installare e ancora più pratico da utilizzare. Per non parlare di come diventi più facile pulire e vivere la casa, senza tutti quei fili attorcigliati.

Ad ogni modo grazie all’avvento dello standard IEEE 802.11n le prestazioni delle reti wireless hanno raggiunto livelli più che accettabili per l’uso domestico. Tanto che l’unico collo di bottiglia molto spesso è dovuto al gestore del servizio che chiude ed apre i rubinetti a propria discrezione (soprattutto per problemi di stabilità).

Ma il wireless presenta anche delle zone oscure. In molti temono per gli effetti che le onde radio potrebbero avere sulla salute dell’uomo (effetti trascurabili e meno dannosi di tante altre onde radio), sulla privacy (ne abbiamo parlato proprio ieri in questo articolo: La connessione Wi-Fi è accessibile a tutti? I vicini possono usare la mia linea per accedere ad Internet?) e soprattutto sulla copertura che riescono a garantire.

Se avete cercato di realizzare un impianto wi-fi, senza fili, e non siete soddisfatti, le cose da considerare sono:

• Scelta scadente del router o errata configurazione
• Posizione del Router – ostacoli ed interferenze che le onde elettromagnetiche possono incontrare [Come migliorare il segnale per le reti Wi-Fi ed i problemi più comuni dovuti alla gestione del Wireless]

In particolare adesso passeremo in rassegna alcuni dei problemi più comuni che affliggono le Wlan (Wireless Local Area Network). E poi vi proporremo delle soluzioni per migliorare la copertura della rete wi-fi.

L’esperienza ci insegna che in quasi tutte le case la rete wireless è gestita da una singola stazione base [access point dedicato o (più sovente) un Router con caratteristiche wireless integrate] che alimenta tutti i client di rete: notebook, netbook, computer desktop, telefoni cellulari, etc…

Proprio questo è il problema di fondo. Un unico access point (o Router wireless, in questo articolo non faremo troppa differenza tra i due dispositivi) è molto semplice da gestire ed installare, ma presenta dei limiti perchè ci costringe a fare dei calcoli molto accurati per quello che riguarda la copertura.

1. L’access point deve essere collocato al centro della zona da servire (non sempre questo è possibile)

2. Muri, pavimenti, porte, mobili…ma soprattutto acquari, tubi con acqua e piante costituiscono delle barriere ed ostacoli che complicano il lavoro dell’access point. Le onde radio, infatti, vengono deviate o attenuate e si generano i così detti “cammini multipli” tra sorgente e client.
Le tecnologie più recenti WLAN sono in grado di operare anche in presenza di fenomeni multipath (cammini multipli), ma una casa è un vero e proprio campo di battaglia.
Non basta considerare gli ostacoli fisici, perchè…

3. Le reti wireless sono spesso disturbate da altre interferenze. I dispositivi wi-fi operano solitamente ad una frequenza di trasmissione di 2,4GHz. Questa frequenza è molto trafficata. E in casa sono presenti tanti dispositivi che operano sulla stessa frequenza e possono interferire con l’access point. Questi oggetti di uso comune sono: il microonde, i telefoni cordless, dispositivi Bluetooth (da mouse e tastiera a ripetitori audiovisivi), sistemi antifurto, etc…

Per migliorare la copertura di una rete wireless bisogna prendere in considerazione tutto quello che abbiamo scritto sopra. Occorre studiare ogni singolo caso e trovare le migliori strategie da mettere appuntino per estendere la portata del wi-fi.

In questo quadro di disordine interveniamo noi. Seguono una serie di consigli, possibili strumenti e soluzioni pratiche per migliorare la rete wireless.

Nelle righe che seguono abbiamo accorpato tutti quegli accorgimenti che, oggi come oggi, rappresentano il massimo realizzabile per migliorare la connessione wireless di un appartamento.

Alcune procedure richiedono solo sudore ed impegno. Per altre è necessario mettere mano al portafoglio.
A seconda delle vostre esigenze e delle difficoltà architettoniche che incontrerete, valutate caso per caso la “necessità” di effettuare uno o più acquisti.

1. Trovare la giusta collocazione dell’access point/Router

L’idea di fondo è quella di collocare l’access point nel punto migliore della casa.
Molte volte per aumentare la copertura di una rete wireless è sufficiente spostare il router.
Non è richiesta nessuna manodopera sui dispositivi e non occorre chiamare un tecnico per farlo. Il costo dell’operazione è di zero euro. Forse proprio per la sua “banalità”, spesso questa opzione viene scartata a priori.

Ma qual’è il miglior punto dove installare il Router?

L’ideale sarebbe collocarlo proprio al centro di un appartamento.
Solitamente gli access point/Router hanno la forza adeguata per servire più client molto distanti. Ma meno saranno le pareti che le onde radio dovranno sorpassare e migliore sarà il segnale.

Ad ogni modo quello che vi abbiamo appena detto è solo in teoria l’ideale. Bisogna considerare molti fattori. Tra questi c’è anche la possibilità di posizionare un Router in una stanza più che in un’altra, il gusto estetico, la presenza di una presa elettrica, del doppino telefonico per la linea o della rete cablata, etc…

Inoltre sono da considerare anche la contingenza di eventuali ostacoli che possono riflettere o attenuare il segnale radio e la presenza di dispositivi che possono creare delle interferenze.

Come potete apprendere, non è MAI solo una questione di distanza dall’access point/Router.
Inoltre non sempre il punto migliore è utilizzabile.

Quindi si deve puntare sul “meno peggio”.

E vi diciamo di più. Anche se la teoria è affascinante ed inappuntabile, non c’è nulla di più efficace del testare con mano. Posizionate di volta in volta il router lì dove potete. Poi misurate attraverso un normale netbook o notebook la forza del segnale nelle varie stanze.

Ricordate che gli ostacoli strutturali più ostici per una rete wireless sono le pareti portanti in cemento-armato ed i vani ascensori.

2. Orientare opportunamente le antenne

Dopo aver selezionato il miglior punto a vostra disposizione dove poter collocare il Router/access point, cercate di migliorare il segnale nelle stanze che maggiormente vi interessano attraverso il corretto orientamento delle antenne.

Le antenne sono un fattore fondamentale nella gestione di una rete wi-fi.
Proprio per questo molte case produttrici realizzano i propri dispositivi in modo tale che l’acquirente possa smontare le antenne pre-assemblate e montarne di proprie.
Ma prima di passare al quarto punto (che coinvolge la sostituzione fisica dell’antenna), cerchiamo di orientarla come di dovere.

La tipica antenna utilizzata dagli access point (segmento consumer) è di tipo omnidirezionale. E’ cioè capace di irradiare il segnale uniformemente nella direzione complanare alla stessa antenna.

Se prendiamo come riferimento un’antenna stilo posizionata in maniera perpendicolare al pavimento, verrà coperta adeguatamente la zona lungo il piano orizzontale, mentre mano a mano che ci si allontana da questo piano, la copertura va scemando fino a raggiungere il valore (teorico) di zero sulla verticale del piano.

Forse queste immagini potrebbero aiutarci a chiarire meglio il concetto.

Come conseguenza logica di quanto abbiamo detto, se un Router o un access point dovesse servire un appartamento o una casa, sviluppati su un unico piano, le antenne dovrebbero essere posizionate perfettamente verticali così da coprire tutto l’ambiente.

Il discorso si complica per delle proprietà con vani disposti su piani diversi.
Si potrebbe orientare l’antenna orizzontalmente. In modo che sia parallela al pavimento. Ma si rischierebbe di ridurre la copertura su un unico piano.
In questi casi la soluzione migliore è quella di ricorrere a degli access point multipli. Approfondiremo questo discorso al punto 5.

Per il resto, sperimentate. Vale lo stesso discorso fatto al punto uno. Le incognite ed i disturbi delle frequenze son tanti che non sempre ciò che è giusto in linea teorica, poi risulta la scelta migliore all’atto pratico.

Un altro piccolo consiglio lo vogliamo dare per chi avesse acquistato un Router o altro dispositivo con antenne integrate. Tali prodotti sono realizzati per ottimizzare la copertura complanare. Per un posizionamento oculato è sempre necessario consultare il manuale d’installazione del dispositivo e seguirne le indicazioni. Infatti un modello di Router, progettato perchè venga adoperato orizzontalmente, può risultare poco incline a funzionare come Dio comanda se lo si aggancia ad una parete.

3. Aggiornare il Firmware ed i Drivers del Router o Access Point

Chiunque (e lo ripetiamo: CHIUNQUE) voglia realizzare un impianto wireless in casa propria o nella sua piccola-media azienda (le grandi non verranno certamente a chiederci consigli) DEVE SEMPRE tenere aggiornati i dispositivi di rete a livello software. E’ troppo importante eseguire degli aggiornamenti periodici per tenere al sicuro la propria rete.

Inoltre il firmware del Router o dell’access point garantisce un funzionamento ottimale del dispositivo.

Molti apparecchi per la Wlan domestica implementano una funzione di aggiornamento software automatica. Ma noi vi consigliamo di verificare manualmente se il firmware ed i driver del vostro access point (o Router) si siano aggiornati dopo 3, 6 o 12 mesi.

All’interno della schermata che riporta le informazioni sullo stato dell’unità o nella sezione di manutenzione dovreste trovare il codice del firmware.
Prendetene nota ed eseguite una ricerca Internet sul modello di Router o access point che state utilizzando. E’ preferibile trarre le informazioni solo dal sito ufficiale della casa produttrice del dispositivo wi-fi.

Non fatevi prendere dalla foga del momento e siate molto accorti. Dovete scaricare solo eventuali aggiornamenti che siano stati sviluppati appositamente per il mercato italiano. Infatti la legislazione sulle emissioni wireless varia da paese a paese.
In più, nel caso di prodotti con modem integrato (in Italia, ADSL) utilizzate la versione “Annex A” – valida per le connessioni digitali su linea Pstn.

Se non fossero presenti degli aggiornamenti, poco male. Continuate ad usare il vostro access point.

La procedura di aggiornamento in sé è molto semplice. Però ci sentiamo di raccomandarvi una sola accortezza prima di procedere: annotatevi tutte le impostazioni del dispositivo che state per aggiornare. Infatti potrebbe capitare che durante la procedura di update, alcuni dati potrebbero andare persi ed essere resettati.

Nota: Oltre all’aggiornamento del Router o access point è importante eseguire gli update di eventuali adattatori wi-fi, Pcmcia esterni e delle interfacce wireless integrate nei notebook e netbook.
Purtroppo capita fin troppo spesso che gli aggiornamenti rilasciati dalla casa madre siano disponibili, ma non siano rilevati correttamente in automatico.
Anche per questi prodotti vale lo stesso discorso: aggiornarne i firmware e driver rende più sicura la connessione wi-fi della rete domestica.

4. Sostituire le Antenne

Se dopo i passaggi 1, 2 e 3 il miglioramento della rete wireless fosse poco palpabile, allora si potrebbe pensare che la copertura garantita dalle antenne pre-installate sul Router o access point non sia adeguata per le vostre esigenze.
Si potrebbe provare a sostituirle con altre antenne a maggior guadagno.

Esistono in commercio dei terminali radio che, a pari potenza di emissione, riescono a garantire una migliore copertura in determinate direzioni.

Molto spesso questo genere di antenne direzionali vengono utilizzate anche per limitare il campo in certe zone, così da aumentare la sicurezza della rete.

Ma prima di tutto bisogna considerare se il Router o l’access point di cui si dispone sia dotato di antenne rimovibili e di agganci che rispettino gli standard Sma o Tnc.
E’ importante non comprare la prima antenna a maggior guadagno che vi viene proposta. Un bravo commerciante vi porrà sempre la domanda: “La vuole omnidirezionale o direttiva?”

Le prime si comportano come le antenne pre-installate nel dispositivo wireless. La copertura che offrono è equivalente in tutte le direzioni complanari all’antenna.
Le antenne direttive, invece, diffondono le onde radio lungo delle direzioni preferenziali così da creare anche dei ponti quando si devono coprire delle lunghe distanze.

Come si identifica l’efficienza di una antenna?

Bisogna comprare sempre con coscienza di ciò che si sta facendo. Pagare il giusto prezzo è una delle cose che la mia famiglia (di origini italiane) mi ha sempre inculcato.

L’efficienza per le antenne omnidirezionali si misura sulla base dei dBi indicati sulla confezione.

Dbi sta per → decibel isotropic (dB guadagno in decibel rispetto ad un’antenna isotropica, unita’ adimensionale che qualifica l’antenna stessa rispetto al radiatore isotropico radio.

Nota: isotropia = proprietà di indipendenza dalla direzione, da parte di una grandezza definita nello spazio.

Le antenne pre-installate offrono tipicamente dai 2 ai 5 dBi. Per ottenere un guadagno bisogna puntare a modelli che esercitino tra i 6 ed i 10 dBi.

Per orientarvi meglio sul mercato vi diciamo che, in maniera approssimativa, un miglioramento di 6 dBi equivarrebbe ad un raddoppio del raggio di copertura (sempre su piano complanare).
All’aumentare dei dBI, però, diminuisce l’efficienza verticale di trasmissione. Proprio come da immagine:

Per quanto riguarda le antenne direzionali, invece, il loro uso è tipico nei ponti radio. Molto di rado si utilizzano in impianti domestici. Alcuni esempi di antenne direttive sono le Yagi, Backfire o le classiche paraboliche.
Qualora aveste intenzione di utilizzarle, sappiate che il loro posizionamento deve essere preciso.
Altrimenti è possibile acquistare delle “antenne a pannello” che garantiscono una buona copertura in un settore angolare senza richiedere puntamenti troppo precisi.

5. Ripetitore

Una delle soluzioni più semplici per aumentare la portata di una rete wireless è quella di acquistare un ripetitore. Si tratta di uno strumento che riceve il segnale radio generato dal Router o dall’access point, lo rigenera e lo trasmette nella zona che deve ricoprire.

Il bello di queste apparecchiature è che non necessitano di una configurazione professionale. Infatti non devono generare un segnale nuovo, ma solamente ripeterlo.
Necessitano solamente dell’alimentazione. Per il resto non occorre neppure collegarli alla rete Ethernet con il cavo.

Ad ogni modo i ripetitori (chiamati anche “range extender”) presentano alcune problematiche. Il loro limite principale è che, dovendo fungere sia da reparto ricevente che emittente, la banda a disposizione viene complessivamente dimezzata.

Facciamo un esempio: se un sistema è di 54Mbps teorici, questi scendono a circa 27 Mbps.
Un tale effetto non è particolarmente percepibile quando la connessione ad Internet di cui si gode NON E’ molto frizzante. Fate conto che il minimo che dovrebbero offrire i provider italiano è di 2 Mbps.

Ricapitolando, se si utilizzano dei ripetitori sicuramente verrà migliorata la copertura della rete wireless, ma si avrà una perdita di prestazioni e velocità.

La spesa per un ripetitore può variare tra i 50 e 70 euro. E’ sempre consigliabile acquistare componentistica che sia di una stessa casa produttrice. Questo dovrebbe ridurre in linea teorica il problema di compatibilità e migliorare le affinità, ma non sempre questa regola può definirsi universale.
Se poi non volete acquistare un ripetitore, potreste vagliare l’idea di prendere un access point tradizionale. La spesa è all’incirca la stessa.

Non tutti gli access point, ad ogni modo, possono svolgere la funzione di ripetitore del segnale. Attenti a ciò che comprate. Chiedete attentamente al vostro rivenditore di fiducia, anche perché alle volte questa caratteristica viene poco messa in chiaro nella scheda tecnica del prodotto.

Una volta che avrete scelto se acquistare un ripetitore classico o un access point, non vi resta che installarlo.
La procedura è molto semplice e, come avevamo detto sopra, non richiede particolari conoscenze di programmazione ed esperienze di configurazione.
Occorre scegliere il punto ideale nel quale ricreare il segnale. A metà strada tra Router primario e client sarebbe perfetto. Però molti utenti tendono a piazzarlo lì dove il segnale tende a scemare, per ravvivarlo e coprire una maggiore zona.

Il nostro consiglio è quello di non eccedere con le distanze. Per una piacevole qualità della connessione, il segnale ricevuto dal ripetitore deve essere di buona qualità. A metà strada (o per lo meno fino a quando il segnale è buono da ricevere) sarebbe l’ideale. In questo caso si che fungerebbe da ponte!

6. Preferire le Connessioni a 5 GHz

La scelta migliore, per ridurre di molto i problemi ed i limiti di copertura dovuti ad interferenze, è quella di scegliere un access point o Router wireless DUAL BAND → ossia capace di lavorare alle frequenze e di 2,4 Ghz che 5 Ghz.

I prodotti che utilizzano le frequenze di 5 Ghz sono in numero inferiore rispetto a quelli che adoperano le 2,4. Ciò è dovuto al fatto che in passato i 5 Ghz erano stati a lungo soggetti a licenza d’uso.
Se adoperate i 5 Ghz per le comunicazioni di rete wireless, troverete sicuramente uno spazio radio molto più libero e spoglio di “ingombri”.

Naturalmente, per poter comunicare a 5 Ghz, non solo è necessario poter trasmettere a tale frequenza, ma è importante anche poter ricevere. Ecco quindi che pure i client, e nel caso specifico dei computer ci riferiamo alla scheda di rete, devono essere progettati e configurati per ricevere il segnale a tale lunghezza d’onda.

Molte case realizzatrici di Router sono già in grado di vendervi molti tipi di adattatori utili a ricevere il segnale ad una frequenza diversa.

Se dovete fare una spesa, fatela bene. Non acquistate della robetta. Concentratevi su marchi che godano di un certo lustro (molto importante in caso di assistenza) e preferite sempre dei prodotti “dual radio” nel caso degli access point o Router.
Vi sottolineo ancora una volta questo punto: se volete comprare un access point o Router, prendetelo dual radio.

In commercio sono presenti soprattutto prodotti con un solo modulo radio. Questo sarebbe un grosso limite perchè potrete trasmettere o solo sulla frequenza 2,4 Ghz o su quella da 5.
Ciò vuol dire che, se aprite il flusso a 5 Ghz, tutti gli altri dispositivi come console per videogiochi, telefoni, etc (che solitamente captano le onde a 2,4 GHz), resteranno estromessi dalla rete.

I dual radio presentano due moduli radio e sono in grado di gestire due reti Wlan in maniera indipendente.
In più, grazie agli access point dual radio, è possibile segmentare il traffico wireless in base alle applicazioni. Detto in altre parole è possibile stabilire una gerarchia in modo da riservare la banda a 5 Ghz per i servizi più delicati come lo streaming audio e video.
Anche i criteri di sicurezza possono essere diversi tra le due bande.

Un router wireless dual radio di ottima fattura costa tra i 150 e 200 euro.

Inoltre sicuramente vi tornerà utile sapere che sul mercato esistono delle soluzioni che analizzano lo spettro di frequenza e vi consentono (come accade per le radio) di sintonizzarvi alla frequenza meno trafficata, ergo migliore per creare una rete wireless.

MetaGeek, ad esempio, offre un kit di analisi Wi-spy a 99 dollari. Nel pacchetto sono presenti un pen drive ed un programma in grado di rilevare il traffico dello spettro. Il bello è che nel computo verranno calcolati anche altri sistemi radio. Se non volete spendere queste cifre, potete sempre procedere a tentoni o usare dei programmi gratuiti, ma limitati. Un esempio è l’inSSIDer.

Vogliamo anche ricordarvi che in Italia gli apparati 802.11b/g possono sfruttare ben 13 canali compresi tra 2,412 Mhz ed i 2,472. La distanza tra un canale e l’altro è di 5 Mhz.
I canali sono ampi 22MHz e quelli più vicini tendono a sovrapporsi in alcuni settori.
Quelli che non si “toccano” sono solo 3. E solitamente vengono utilizzati questi canali: 1, 6 e 11.

Lo standard 802.11n opera per vie leggermente diverse. Può esercitare con canali da 40MHz che si ottengono dalla sovrapposizione di due canali tradizionali da 22MHz.
In questo modo si possono utilizzare delle coppie di canali che permettono un margine di gestione più ampio.

Solitamente gli elettrodomestici presenti in casa occupano la porzione medio alta delle frequenze a 2,4GHz. Il canale 1 è quello che, per esperienza, restituisce meno interferenze.

1. Strutture Metalliche		Armadi o pannelli in metallo o maglie metalliche sono in grado di bloccare totalmente le onde radio. Per questo motivo le abbiamo messe al primo posto della nostra classifica tra le cose da tenere in considerazione allorquando si vuole migliorare la copertura della rete wireless. State attenti a dove posizionate le librerie o sculture in metallo (sempre che ne abbiate, naturalmente).
2. Parete		Quando si installa un access point, la posizione consigliata è al centro della casa. Questo per evitare di dover servire da una punta all’altra un determinato dispositivo. Il cemento armato delle pareti portanti, in particolare, è una barriera veramente ostica da superare all’interno di un appartamento o condominio. Più è spessa la parete e più verrà smorzata la copertura.
3. Forni a microonde e Telefoni cordless		All’interno di un appartamento, oltre alle pareti, bisogna considerare come ostacoli anche i dispositivi capaci di produrre delle onde che esercitano alla frequenza di 2,4 o 5 Ghz. Tra questi sicuramente annoveriamo il Forno a microonde che opera nell’intorno dei 2,4 Ghz ed i telefoni senza fili che possono lavorare a 2,4 o 5 Ghz. In questo modo occupano lo stesso spettro della rete wlan di casa compromettendo il segnale wi-fi (oltre ad essere disturbate loro stesse).
4. Sistemi antifurto		I sistemi di sicurezza spesso utilizzano dei sensori che comunicano senza fili con la centralina. Neanche a specificarlo, lo fanno attraverso delle onde radio che si vanno a sovrapporre ed interferire con quelle prodotte dall’access point. Cocktail esplosivo visto che ne escono indeboliti sia il sistema antifurto che la copertura e la qualità della connessione senza fili. In questo caso consigliamo vivamente di comprare dei dispositivi che lavorino su frequenze nettamente diverse.
5. Ripetitori video, Home theater e Bluetooth		Molta attenzione richiede anche la scelta e la sistemazione di altri dispositivi wireless come potrebbero essere i ripetitori video a distanza o le casse wireless di un impianto stereo Home theater o i sistemi che sfruttano la tecnologia Bluetooth. Quest’ultimi anche se a tecnologia diversa da quella wireless, operano sempre alla banda di 2,4 Ghz.
6. Mouse e Tastiere		Tra i dispositivi wireless abbiamo deciso di dedicare anche delle attenzioni a periferiche “banali” come mouse e tastiera il cui raggio d’azione è piuttosto limitato, ma la cui vicinanza con il computer li rende particolarmente insidiosi per il corretto funzionamento della connessione wireless.
7. Controller Gioco		I joypad per console sono potenziali fonti di interferenza. Molto spesso non vengono considerati perchè li si usa per un breve tratto della giornata. Ma sia che usino protocolli standard come il bluetooth o delle tecnologie proprietarie, sono da considerare tra i fattori che possono deteriorare la buona copertura di una rete wireless.