Espectro RF WiFi, interferencias, como detectarlas, caso práctico: microondas

 

Detectar interferencias wifi nos ayuda a mejorar la velocidad de la wifi

detectar interferencias wifi y aprender porque se producen y como evitarlas es importante para mejorar y solucionar problemas de velocidad de la red wifi

El estándar Wifi contempla dos rangos de frecuencia, el más usado es el espectro RF comprendido en 2.4GHz se ve afectado por múltiples fuentes de ruido e interferencias inalámbricas,

Una de ellas muy importante son los hornos microondas, que suelen estar presentes en la mayoría de los hogares y también en oficinas y fábricas, por lo general en las áreas designadas como cocina-office.

Interferencias en wifi (802.11) más comunes.

Fuentes de ruido e interferencias mas comunes:

• Hornos microondas.
• Cámaras wifi de videovigilancia.
• Teléfonos y Micrófonos inalámbricos.
• Vigilabebés inalámbricos.

¿ Porqué ocurre esto ?

Un horno microondas, al igual que las tecnologías inalámbricas como la wifi, hacen uso de ondas electromagnéticas para llevar a cabo su tarea.

En este caso el horno microondas emite ondas electromagnéticas en el rango de frecuencia de las microondas, que van desde los 0,3 UHF (ultra-high frequency – frecuencia ultra alta) hasta los 300 GHZ, EHF (extremely-high frequency – frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz.

Esto lo hace excitando las partículas de agua, cambiando su orientación millones de veces por segundo, de modo que se produce una fricción entre las moléculas calentando los alimentos.Dado que prácticamente todos los alimentos tiene un gran porcentaje de agua, es una forma rápida y cómoda de calentar y cocinar los alimentos.

El rango de frecuencia de las microondas electromagnéticas es muy amplio, el problema se encuentra en que la frecuencia de estas ondas para el caso de un horno microondas es de aproximadamente 2.45GHz operando de entre 500 a 1100 vatios de potencia.

Coexistencia en el rango del espectro radioeléctrico

Al emplear el mismo espectro radioeléctrico, las emisiones wifi han de compartir el medio con las ondas emitidas por el magnetrón del microondas, y dado que los paquetes wifi si tienen que ser consistentes en la recepción, al verse alterados por elementos externos provoca que estos se degraden y deje de ser posible su recepción adecuada por parte del receptor ya que el rango de la interferencia o ruido en la recepción no permite que se puedan reconstruir de forma adecuada.

Dentro del espectro radio eléctrico, para realizar la transmisión de datos de forma inalámbrica y, más concretamente en 2.4, las transmisiones pueden abarcar desde los 2.4 a 2.5GHz aproximadamente

Esta franja dentro del espectro radioeléctrico también se ve afectada por las legislaciones de cada país permitiendo un rango mayor o menor.

Cómo funciona un horno microondas.

Un horno microondas, nuevo de fábrica tiene que estar correctamente apantallado y cumplir con las normativas de emisiones radioeléctricas del país o zona donde se comercializa así como las normativas de los órganos reguladores.

Estos organos como la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC), el Comité Internacional sobre Seguridad Electromagnética (ICES) del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y el Comité Europeo de Estandarización Electrotécnica (CENELEC)

Retos tecnológicos que plantea.

Una vez cerrada su puerta y en funcionamiento, las emisiones electromagnéticas usadas para calentar la comida no deben escaparse fuera.

Estas actuan el interior del horno que es como una jaula de Faraday y propicie el rebote de estos, de modo que con una cantidad mínima se pueda calentar la comida de una forma más eficiente.

Nunca te has preguntado porque la comida cuando la sacas del microondas esta mas fría en el interior que por fuera y que hay veces que si pones algo pequeño, este no se llega a calentar .

Esto ocurre por porque el emisor de las ondas, el magnetrón, los emite siempre con los mismo ángulos de incidencia, de modo que siempre rebotan en los mismos sitios.

Cómo soluciona los retos.

Para evitar eso se incluye una hélice que hace rebotar las ondas de modo que salgan en todos los ángulos posibles así como un plato rotatorio que aumenta la superficie de incidencia.

Al llegar un rayo, este pierde potencia, por eso la parte exterior, donde llegan más ondas, está más caliente y la interior no, porque no han llegado los suficientes.

Aunque esta explicación está muy alejada de cómo detectar interferencias wifi, si es interesante saber el funcionamiento para entender cómo se emiten las ondas electromagnéticas, por qué se hacen rebotar y cómo lo hacen, para entender qué ocurre cuando un microondas no está lo suficientemente bien apantallado o tiene algún problema que permite escapar gran parte de su potencia al exterior.

Cómo es el espectro radioeléctrico en 2.4GHz.

Como se puede ver en la imagen, tenemos un espectro de 2.4 normal, con un par de redes wifi dando servicio, con sus típicos patrones de emisión de los envíos en los que se aprecia el channel hopping que realizan para publicar su red a través de paquetes de balizamiento (management beacon) algún pico más intenso de transmisión de datos, pero nada fuera de lo esperado.

Los microondas no son perfectos y cierta cantidad de energía, es decir ondas, se escapan, son emitidos en la banda de frecuencia de Wifi en 2.45GHz, produciendo interferencias en las emisiones que usen este rango para transmitir información, que abarcan desde el canal 8 en adelante.

Cómo son las y como detectar interferéncias wifi producidas por un microondas.

En esta nueva imagen del espectro, podemos identificar un patrón nuevo con una intensidad y ancho superior a lo que sería un punto de acceso anunciándose, se trata de la interferencia originada por un horno microondas.

Por lo general, un punto de acceso que esté trabajando en los canales superiores al 8, tendrá serios problemas para mantener el servicio con valores aceptables, pudiendo tener cortes mientras el horno esté funcionando.

Razones mas comunes

En hogares y redes de uso doméstico puede ocasionar cortes intermitentes, en entornos SOHO (Small Office / Home Office) es un problema.

Al tratarse de profesionales que trabajan desde casa o pequeñas oficinas donde es normal tener una zona para la máquina de café y microondas y que no suele haber mucho espacio.

En estos casos probable que el punto de acceso este cercando a esta zona y ocasiones degradaciones del servicio y/o cortes puntuales.

En grandes empresas, o lugares como centros comerciales u hoteles, donde existen gran cantidad de cocinas y es normal tener desplegada una red inalámbrica para los clientes, huéspedes o empleados, puede llegar a ser un gran problema y quebradero de cabeza a la hora de identificar cual es el origen de los problemas de conectividad y rendimiento por eso es importante detectar interferencias wifi para descartar este tipo de problemas o para ponerles solución.

Si se desea realizar un site survey completo se recomienda hacer también mediciones del espectro radioeléctrico.

Estas mediciones serán las que nos dirán donde hay emisiones en el rango Wifi, ya sean de dispositivo wifi o como en este caso, de dispositivos generadores de interferencias.

Y de este modo poder filtrar aquellas zonas donde si existen puntos wifi inventariados y centrarse en aquello donde la emisión no se corresponde con la realidad de la infraestructura

 

Conclusiones de porque detectar interferencias wifi es importante

Como hemos visto es tanto o más importante tener en cuenta las emisiones no wifi en el espectro radioeléctrico y detectar interferencias wifi para encontrar los problema de una red.

No centrarse unicamente en los parámetros de configuración del punto de acceso o si el nivel de cobertura es el más adecuado.

Una parametrización correcta, una configuración adecuada de canales y una cobertura perfecta, se irá al traste cuando una fuente emisora de ruido entre en acción y no pueda ser detectada por las vías convencionales de un site survey pasivo o activo.

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