熱力圖分析網路訊號 無線訊號量測多管齊下

作者: Cache Her 、 供稿單位: Allion Labs
2023 年 04 月 24 日

現今無線訊號無所不在,舉凡辦公室,餐廳,公共空間,甚至每日穿梭的街道,或是居家環境,都遍布著肉眼看不見的無線訊號,提供網際網路的連結,已然成為現代生活不可欠缺的重要環境元素。

網路使用者多少都體驗過,到了一個全新的環境,卻遇到無線網路訊號不佳或無法連線的案例,例如:跨年現場手機完全失去訊號無法收發話,在公司網路會議時聲音斷斷續續,去餐廳吃飯時包廂角落收不到訊號等等。諸如此類的無線訊號問題,往往造成使用者的產品體驗不佳。

無線訊號場域量測方案分析網路問題

廠商如百佳泰曾經執行過一個測試需求,該企業位於3樓的辦公室區域時常有Wi-Fi無線訊號不佳的問題,導致員工在辦公及開會時諸多不便,包含郵件收發不穩,檔案傳輸出錯,會議室的網路會議連線不穩定等狀況,間接導致了生產力下降及商務損失的風險。團隊依據過去的無線測試經驗,規畫了一套無線訊號量測方案,同時進入該辦公區域進行現場量測,並整理結果後提供網管人員訊號覆蓋狀況以及路由器和環境設置改善的具體建議。團隊針對此案例規畫了以下的測試,來驗證其場域無線訊號的實際情形並嘗試找出改善建議。

ItemA:初步場域檢驗

量測人員先取得場域平面圖、相關尺寸與面積等硬體資訊,並透過網管人員找出現行路由器配置的位置,以及路由器品牌,規格等客觀資訊。並在現場對於辦公空間整體的擺設材質,進行初步的紀錄。就過往經驗而言,要有較佳的使用體驗訊號強度建議要低於-60dBm。

・場域資訊:

  • 整個3樓範圍內只配置兩台路由器。
  • 內部員工使用的頻道為2.4GHz的ch1/ch11,以及5GHz的ch52/ch116。
  • 給內部員工使用的訊號強度並不理想,大概落在-68dBm(圖1)。
圖1 XG1的SSID為員工內部使用,可看出訊號強度落在-68dbBm左右

ItemB:接收訊號強度之熱力圖量測

在熱力圖(Heatmap)的接收訊號強度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)中,量測人員使用Acrylic Wi-Fi Heatmaps配合徒步移動進行訊號RSSI的量測結果如下訊號強度顯示色彩為灰(強)→淺灰(中)→深灰(弱)。

2.4G的訊號強度測試結果可詳見圖2,5G的訊號強度測試結果可詳見圖3。可以從圖2、3的熱力圖觀察出因為桌椅或是機櫃器材,壁面等干擾,以及路由器天線方向及擺放位置的因素而造成白色的無訊號死亡區域(右下餐廳區塊為非量測區域)。

圖2 由左至右為2.4G熱力圖量測
圖3 由左至右為5G熱力圖量測

ItemC:吞吐量量測

吞吐量(Throughput)量測方面,無線吞吐量的量測目的在於能比較直觀反應出無線區網的性能。2.4G最大吞吐量應在150Mbps上下,5G則是約600Mbps(圖4)。

圖4 吞吐量量測

ItemD:延遲量測

延遲量(Latency)量測中,以無線訊號連線經驗來說,延遲小於50ms以下可維持較好的連線品質。可以看出來越綠的地方延遲是越高的。

圖5 延遲量測

ItemE:封包錯誤率量測

封包錯誤率(Packet Error Rate)量測(圖6)中,以無線訊號連線的經驗來說,錯誤率低於1%可維持較佳連線品質。錯誤率越低代表接受的訊號越穩定,重傳次數減少,延遲較低。

圖6 封包錯誤率量測

無線訊號量測案例分析與建議

根據團隊的分析以及與網管人員確認,目前上述場域內路由器的配置都是以會議室訊號的提供與覆蓋為優先主要目的,因此無法覆蓋到所有員工的辦公區域。路由器放置與天線的方向形成了無訊號的死亡區域,且牆壁與室內柱也因阻隔,減少了Wi-Fi訊號。關於路由器配置的地點,團隊建議由現行的AB點改放到C與D點。改放置位置及方式後RSSI訊號強度低於-50dBm,改善後可看出訊號強度落在-47dbBm左右。

此外,也可藉由路由器的放置方式調整來改善訊號覆蓋範圍。例如很多辦公室都會把路由器直接擺放在天花板裡,會有衰減以及金屬干擾的問題導致無線訊號效能降低(圖7)。路由器的位置應要能預防因牆柱產生的訊號隔離。常見的裝潢材質產生的訊號遮蔽值可詳見圖8。

圖7 原本路由器的放置地點為天花板內,且附近有金屬管
圖8 常見的裝潢材質產生的訊號遮蔽值

從本案例中現場實際量測後發現路由器配置的確存在著問題,即便使用的是知名品牌的路由器,也可能因配置不正確導致效能大打折扣。此外,辦公室場域通常存在著大量使用中的電腦與手機,這些設備的無線訊號同時收發作用時,彼此間的干擾也會造成整個無線網路的不穩定。

團隊建議除了路由器的訊號強度量測方案外,也可以從無線干擾的的層面進行環境除錯及改善。此外也建議在擁有很多員工同時使用眾多無線設備連線路由器的辦公環境下,嘗試規畫連線穩定度與大量連線的壓力測試,測試目前供應網路的無線路由器是否能夠負荷辦公需求。

除了訊號測試,上述案例也可以透過連線穩定測試(Connectivity、Re-connectivity)、連線壓力測試(Long-Term Stress、Multi Users Connection)及Roaming測試(Roaming、Fast Roaming),進一步確認該場域的無線網路傳輸狀況。

(本文作者為百佳泰技術管理部經理)

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