WLAN-verkon optimointi kotikäyttöön

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli löytää keinoja langattoman lähiverkon (WLAN) suorituskyvyn parantamiseksi kotikäyttöön ja usean käyttäjän WLAN-verkkoon. Opinnäytetyössä esitettyjen tutkimusten ja testien myötä DNA Oy toteuttaa tarvittaessa muutoksia kuluttajatason WLAN-laitteisiin.

WLAN-verkkoa tarjoava tukiasema tai reititin sisältää paljon suorituskykyyn vaikuttavia asetuksia, joita ovat kanavan leveyden valinta, kanavan valinta, Airtime Fairness, Band Steering, Beamforming, Beacon Interval, DTIM Interval, Fragmentation Treshold, RTS Treshold, WMM, WMM APSD ja WMM No-Acknowledgement.

Usein kotikäytössä yhden WLAN-verkon takana on useita laitteita, jolloin tukiaseman tulee tasata liikennettä kaikille verkon käyttäjille. Airtime Fairness -asetuksella saadaan jaettua tukiaseman WLAN-verkon siirtotietä tasaisesti käyttäjien laitteille. Käyttäjän laiteet tahtovat monesti yhdistää itsensä 2,4 GHz:n verkkoon, mikäli tukiasemassa on käytössä sama SSID 2,4 GHz:n ja 5 GH:n taajuudelle. Band Steering -asetuksella tukiasema ohjaa käyttäjiä ruuhkattomampaan ja nopeampaan 5 GHz:n verkkoon, jolloin kapasiteettia vapautuu 2,4 GHz:n verkosta. WMM-asetus auttaa priorisoimaan esimerkiksi VoIP-liikennettä ja Beamforming voi parantaa WLAN-verkon suorituskykyä kantavuuden keskisuurilla ja pitkillä etäisyyksillä.

WLAN-verkon suorituskyvyn mittaamiseen käytettiin Iperf-työkalua, jolla mitattiin testeissä siirtonopeutta ja tiedonsiirron määrää tukiasemalta käyttäjän laitteelle. WLAN-verkon signaalin voimakkuuden ja laadun mittaamiseen käytettiin tietokoneilla WifiInfoView-työkalua. Mobiililaitteilla tähän käytettiin Network Signal Info-sovellusta. Inssider-työkalua käytettiin Band steering -asetuksen vaikutuksen testaamiseen. Testeissä WLAN-tukiasemina toimivat Asuksen WLAN-reititin, Sagemcomin kaapeli-modeemi ja Intenon Ethernet/DSL-modeemi. Kaikki tukiasemat tukivat 802.11ac-standardia ja kykenivät tarjoamaan käyttäjän laitteelle noin 400 Mbit/s todellisen tiedonsiirron nopeuden. Käyttäjän suurin saavuttama linkkinopeus oli 866,7 Mbit/s, joka saavutettiin kaikilla tukiasemilla.

Asiasanat: WLAN, langaton lähiverkko, 802.11ac-standardi, taajuus, SSID

The aim of the thesis was to find possibilities to improve the performance of the wireless local area network (WLAN) as a home network and for WLAN with multiple users. The thesis was commissioned by DNA Oy. Based on the research and tests conducted in the thesis the company will make changes, if needed, for WLAN devices that are offered for the customers.

A wireless local area network includes many settings that affect the performance. These setting are channel width, channel, Airtime Fairness, Band Steering, Beamforming, Beacon Interval, DTIM Interval, Fragmentation Treshold, RTS Treshold, WMM, WMM APSD and WMM No-Acknowledgement.

Often there are more than one device that use the WLAN so the base station has to share the airtime between all the client devices. Airtime Fairness shares the airtime equally between the client devices. Often the client devices like to connect to the 2.4 GHz network, if the base station has the same SSID for the 2.4 GHz and the 5 GHz bands. Band Steering makes the base station direct the clients to the less crowded and faster 5 GHz band by freeing the capacity from the 2.4 GHz band. WMM helps to prioritize for example VoIP traffic and Beamforming can improve the performance of the WLAN in the middle and long distances of the coverage.

A tool called Iperf was used for measuring the WLAN throughput and amount of the data transferred from the base station to the client. A tool called WifiInfoView was used to measure signal strength and quality. The Network Signal Info application was used for mobiledevices to get information about the signal. A tool called inSSIDer was used when Band Steering was tested. In the tests, the base stations that were used were Asus’s WLAN router, Sagemcom’s cable modem and Inteno’s eth/dsl modem. Every base station supported 802.11ac-standard and managed to offer about 400 Mbps real transfer speed for the client. The fastest achieved linkspeed for the client was 866.7 Mbps with every base station.

Key words: wireless local are network, WLAN, 802.11ac-standard, band