A velocidade Wi-Fi real fica aquém da esperada. Porquê?

By 4 September, 2019Notícias Tempo de leitura: 7 minutos

Uma das tecnologias mais esperadas em 2019 é o novo standard Wi-Fi, também conhecido por Wi-Fi 6, 802.11ax. Tal deve-se à capacidade inerente para transferência de dados a velocidades bastante superiores às atualmente praticadas, levando a uma maior taxa de débito da rede. Estes dois fatores combinados tornam-se mais relevantes em cenários de alta densidade de redes/clientes.

*Valores dependentes da quantidade de streams espaciais e canais utilizados

Adaptado de Wi-Fi Certified 6TM Highlights, Wi-Fi Alliance

 

Atualmente é importante ter em conta a velocidade da ligação à internet, uma verdade incontornável tanto para o cliente corporativo como para o doméstico. Nota-se uma crescente preocupação por parte das operadoras em aumentar as velocidades contratadas pelos seus clientes e um maior desejo por parte destes em terem a velocidade mais rápida disponível. Por exemplo, ainda há 15 anos atrás os serviços ADSL eram os mais procurados, com velocidades máximas de 24Mbps enquanto hoje em dia as operadoras já disponibilizam serviços de 1Gbps. E os estudos apontam para necessidade de serviços mais rápidos nos próximos 5 anos, com o crescimento da domótica e na qualidade dos serviços de IPTV, onde se prevê a introdução do 8K. Aliado a estes fatores há ainda a considerar o explosivo crescimento do vídeo streaming através de plataformas como o Twitch, onde se pretende cada vez maior velocidade e maior qualidade nos vídeos, influenciando grandemente a necessidade de aumento da largura de banda.

No entanto, apesar de toda a publicidade em torno dos serviços as velocidades obtidas nem sempre são tão rápidas quanto esperado. A verdade é que as velocidades Wi-Fi ainda confundem muitas pessoas, em especial os utilizadores mais leigos e uma das questões mais colocadas é “Porque não tenha velocidade Wi-Fi tão rápida quanto a prometida?”

A resposta a esta questão não é, contudo, linear.

 

O que são a taxa de dados e a taxa de débito?

Uma forma de medir as capacidades de uma rede wireless comummente adotada pela indústria baseia-se na taxa de dados e nada taxa de débito que, embora similares, não são exatamente iguais.

A Wi-Fi Alliance, ou WFA, é uma organização que promove e certifica soluções tecnológicas Wi-Fi. Segundo a WFA, a taxa de dados é a taxa máxima wireless associada às comunicações entre o router e um cliente numa ligação sem fios. Desta forma pode-se dizer que se trata da velocidade máxima de ligação na rede local wireless (WLAN). No entanto a ligação na WLAN representa apenas a comunicação dentro da rede privada, ou seja, entre os clientes que estão ligados ao router (nomeadamente PCs, impressoras, computadores, smartphones/tablets, servidores multimédia e dispositivos IoT). As velocidades desta rede interna não representam as velocidades de acesso à internet, em que há comunicação entre os aparelhos da LAN para a rede pública (WAN). As comunicações dentro da WLAN acabam por ser influenciadas por vários fatores, tais como o modo wireless, a distância entre o emissor Wi-Fi (router, extensores de rede ou pontos de acesso) e os clientes ou obstáculos entre equipamentos, entre outros. Na verdade, pode-se dizer que geralmente as velocidades reais acabam por ser inferiores a 75% da taxa de dados.

Assim pode-se dizer que a taxa de dados é uma medida importante para estimar a capacidade de transmissão máxima de uma ligação wireless e inferir sobre a configuração da rede.

Já a taxa de débito é um parâmetro mais técnico, muitas vezes utilizado por profissionais. Segundo a WFA, a taxa de débito é a capacidade de transmissão disponível para aplicativos após a sobrecarga necessária para abordar as necessidades dos protocolos da camada superior. Por definição, a taxa de débito é um subconjunto de taxas de dados de um dispositivo.

A título de exemplo, talvez ajude a compreender o conceito se imaginarmos que a transmissão de dados wireless trata-se da entrega de um pacote, encomenda, com materiais frágeis. Lâmpadas inteligentes, por exemplo. A encomenda em si terá de conter as lâmpadas, o pacote, proteção para evitar danos, a informação do remetente e do destinatário, o selo, etc…

A transmissão de dados funciona um pouco desta forma. Há sempre um encapsulamento da mensagem com dados extra para garantir a segurança e estabilidade da transmissão de dados. Considerando o exemplo acima, o pacote/encomenda é compreendido como a taxa de dados enquanto que as lâmpadas são a taxa de débito.

 

Mas… Que fatores afetam, realmente, a velocidade do Wi-Fi?

A rede wireless tem, como uma das suais principais características, uma maior instabilidade do que uma rede cablada. Isto deve-se ao facto de ser uma rede mais suscetível a interferências exteriores, levando a que a taxa de dados e de débito possam variar consoante os diferentes ambientes de utilização, não podendo ser garantidas as velocidades máximas. Para justificar esta discrepância podem-se enumerar os seguintes fatores:

  • Meio Ambiente e Distância
    A atenuação de sinal decresce com a distância. Trata-se de um fator incontornável, explicado pela propagação de ondas e visível, por exemplo, quando atiramos uma pedra a um lago: as ondas concêntricas vão diminuindo de intensidade (atenuação) conforme se afastam do ponto de origem, até que deixam de ser visíveis a partir de certa distância. Da mesma forma, se embaterem num obstáculo, são anuladas.
    Em redes wireless pode-se verificar que nas duas bandas utilizadas, 2.4GHz e 5GHz, devido às características diferentes das ondas de propagação em cada frequência, o sinal de 5GHz tem maior dificuldade em penetrar objetos sólidos e a performance acaba por se deteriorar mais rapidamente com o aumento da distância. De notar que materiais diferentes têm taxas de penetração diferentes, sendo que objetos metálicos têm um maior impacto na propagação de sinal.
    Para contornar o fator distâncias/obstáculos deverá colocar o router numa localização mais central ou mais perto do ponto onde é mais habitual utilizar os dispositivos cliente em vez de num dos cantos da casa.
  • Clientes
    1. O número de dispositivos conectados. A constante captura e partilha de rede por diferentes dispositivos é algo intrínseco às redes wireless. A quantidade de equipamentos ligados a um mesmo router leva à quebra de performance, seja porque o router tem de gerir vários clientes em simultâneo o que pode levar a um decréscimo na velocidade de processamento de cada pedido, seja porque a largura de banda total é partilhada por todos os dispositivos partilhados.
      Para contornar deverá verificar qual a quantidade de clientes recomendados para o seu router, não adicionar demasiados dispositivos à rede wireless e, se for um router dual ou tri-band distribuir os clientes pelas bandas de forma conveniente.
    2. Limitação por parte dos clientes legacy (apenas permitem utilização em velocidades mais baixas). Muito embora o Wi-Fi 6 preveja a resolução deste problema, a verdade é que esta tecnologia está a ser implementada em routers e pontos de acesso, mas ainda são poucos os dispositivos cliente compatíveis, esperando-se que a massificação da tecnologia ainda demore. De uma forma simples, o router lida com um cliente de cada vez, colocando os restantes clientes em espera e acedendo aos seus pedidos à rede por ordem. Desta forma diminui-se o domínio de colisão, prevenindo interferência de sinal e perda de dados. Como consequência, se existirem clientes na rede com tecnologias mais antigas, que sejam mais lentos e com fraca performance, as comunicações entre estes clientes e o router tornam-se mais lentas, aumentando o tempo de espera dos restantes.
      Para contornar deverá evitar utilizar muitos clientes que apenas suportem normas standard mais antigas. Se disponível, ative a funcionalidade Airtime Fairness no seu router, gerindo o tempo de comunicação com cada cliente de uma forma mais eficaz. No caso de equipamentos dual ou tri-band conecte os equipamentos legacy à rede 2.4GHz e os restantes à rede 5GHz ou ative a funcionalidade Band Steering no router (se disponível) para que a alocação de clientes a cada banda seja gerida dinamicamente pelo próprio router.
  • Outras Interferências
    Os recursos wireless são limitados e partilhados entre vários clientes. Na verdade, apenas as frequências 2.4GHz e 5GHz são abertas à utilização wireless, acabando por ser utilizadas por equipamentos Bluetooth, IoT, telemóveis, etc…
    Na verdade, as interferências originadas por redes wireless a funcionar na mesma frequência, micro-ondas em funcionamento nas imediações do router, dispositivos Bluetooth, USB 3.0, entre outros são frequentes, implicando uma grande degradação do sinal devido à sobreposição de ondas.
    Para contornar deverá configurar o router de forma a emitir sinal Wi-Fi em canais e frequências menos lotadas. Existem apps gratuitas para smartphone que permitem uma prévia verificação dos canais sobrelotados e disponíveis em cada banda, permitindo a escolha mais acertada aquando da configuração do aparelho.
  • Outras Limitações
  1. A largura de banda disponibilizada pela operadora (ISP – Internet Service Provider). As ligações à internet terão como velocidade máxima a velocidade contratada à operadora. A título de exemplo, mesmo que esteja tudo devidamente configurado, se tiver contratado à operadora um serviço de 24Mbps (ADSL), não será possível navegação a velocidades superiores.
  2. Fonte de alimentação inadequada. Este fator leva a que o router tenha uma performance fraca por falta de energia para que os seus componentes eletrónicos funcionem corretamente.

 

É necessário que o router tenha uma taxa de dados elevada?

Depende. Na verdade, ao longo de décadas de esforços – com especial enfoque nos avanços tecnológicos dos últimos anos – a maioria dos utilizadores pode suprimir as suas necessidades sem gastar muito dinheiro num router de alto desempenho.Mas geralmente a aquisição de um router que permita uma maior taxa de dados é uma boa opção para os entusiastas de novas tecnologias e para quem tem necessidades mais exigentes no que toca a transmissão de dados wireless. Por exemplo, se possuir um smartphone que suporte Wi-Fi 6, necessitará de um router que partilhe esta tecnologia (Wi-Fi 6) para que possa aproveitar ao máximo a velocidade de transmissão. A par de uma maior taxa de dados, verificar-se-á uma maior robustez na rede wireless. Considerando condições iguais num mesmo ambiente, verifica-se que uma taxa de dados superior proporciona uma melhor performance wireless.

 

@Ricardo Pacheco

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