Dlaczego routery WiFi wykonują tak kiepską pracę przy wyborze kanału?

Przeciążenie Wi-Fi, szczególnie w zakresie 2,4 GHz, jest poważnym problemem w niektórych obszarach. Jest wystarczająco rozpowszechniony, że istnieje wiele przewodników dotyczących wyboru mniej zatłoczonego kanału. Np. Https://www.howtogeek.com/197268/how-to-find-the-best-wi-fi-channel-for-your-router-on-any-operating-system/

Biorąc pod uwagę, że większość routerów domyślnie automatycznie wybiera swój kanał, a sprzęt wydaje się być w stanie wykrywać konfliktowe sieci, dlaczego nie lepiej radzą sobie z wyborem kanału?

Niepowodzenie wyboru przez punkty dostępowe Wi-Fi kanałów 2,4 GHz sprowadza się do niewielkiej garstki problemów:

• Większość wybiera kanał tylko podczas rozruchu, ale kanał, który był dobry podczas ostatniego restartu AP, mógł stać się złym wyborem dni, tygodnie lub miesiące później.
• Większość nie chce opóźniać rozruchu, wydając wystarczająco długo, aby naprawdę ocenić każdy kanał, dlatego używają złej heurystyki, na przykład „po prostu wybierz kanał, w którym widzimy najmniejszą liczbę AP”, co niekoniecznie koreluje z tym, który kanał zapewni najlepszą przepustowość i niezawodność. Co gorsza, ta nadmiernie uproszczona heurystyka może powodować problemy, takie jak wybór kanału, który częściowo pokrywa się z kanałami, na których znajdują się inne punkty dostępowe, co spowoduje, że punkty dostępowe będą kolidować ze sobą bez możliwości współpracy ze sobą tak, jak gdyby to robili dokładnie tak samo. kanał.
• Większość nie ma nawet sprzętu do analizowania widma niezbędnego do prawdziwej oceny zakłóceń RF na każdym kanale; mają radiotelefony Wi-Fi i koncentrują się na zakłóceniach pochodzących od innych urządzeń Wi-Fi i są dość nieświadome zakłóceń powodowanych przez urządzenia inne niż Wi-Fi, takie jak Bluetooth, kuchenki mikrofalowe, telefony bezprzewodowe, subwoofery bezprzewodowe, nianie, kamery bezprzewodowe, i więcej.
• Tworzenie punktu dostępowego, który ma sprzęt i algorytmy do wybierania kanałów dobrze nie tylko podczas rozruchu, ale w celu ponownej oceny wyborów kanałów później i zmiany kanałów, gdy byłoby to korzystne, jest zarówno kosztowne, jak i obarczone potencjalną interakcją problemy. Nie wszyscy klienci świetnie nadają się do honorowania zapowiedzi zmiany kanałów z AP, więc AP, który zmienia kanały w locie, ryzykuje, że klienci wypadną z sieci za każdym razem, gdy to zrobi.

Nadrzędnym problemem jest to, że pasmo 2,4 GHz jest całkowicie nasycone w każdym umiarkowanie zaludnionym obszarze. Ponadto dostępnych jest tylko 14 kanałów, w zależności od kraju. Spośród tych 14 tylko 3 kanały nie nakładają się i nie zakłócają się nawzajem. Jest to prawdą tylko wtedy, gdy urządzenie wykorzystuje tylko 20 MHz pasma, a nie pasmo 40 MHz dostępne w niektórych punktach dostępu.

Wszystkie prawidłowo skonfigurowane routery Wi-Fi powinny używać kanału 1, 6 lub 11 tylko przy przepustowości 20 MHz. Punkt dostępu naciska na sygnały z pobliskich punktów dostępu dla co najmniej 2 kanałów wyżej i 2 kanałów niżej. Gorzej, jeśli jest w paśmie 40 MHz.

Kiedy punkty dostępu będą się widzieć na tym samym kanale, będą współpracować i dzielić przestrzeń powietrzną. Jeśli dwa punkty dostępowe korzystają z pobliskich, ale różnych kanałów, wówczas stąpają po sobie, a każda kolizja powoduje utratę danych.

Niestety, większość nowoczesnych routerów Wi-Fi, dla uproszczenia, domyślnie wybiera automatyczny wybór kanałów. Nie przestrzegają jednak zasady 1, 6 lub 11. Zamiast tego używają zastrzeżonego algorytmu, który prawdopodobnie opiera się na wykorzystaniu każdego kanału. Powoduje to poważne i nieuniknione zakłócenia pobliskich sieci, praktycznie uniemożliwiając korzystanie z pasma 2,4 GHz w niektórych obszarach. Ponadto automatyczne wybieranie kanałów zwykle odbywa się tylko podczas ponownego uruchamiania lub rzadko. Tak więc wybór kanału może szybko stać się nieaktualny, ponieważ pobliskie punkty dostępu również przeskakują kanały i rywalizują o znalezienie „najczystszego” kanału. Co gorsza, wybór kanału jest oparty na tym, co słyszy AP, a nie na tym, co słyszy klient, co może być bliżej innego zestawu AP.

Problemem nie jest więc mechanizm selekcji, ale fakt, że pasmo 2,4 GHz jest całkowicie nasycone. Nie tylko przez punkty dostępu Wi-Fi, ale także przez telefony bezprzewodowe, kuchenki mikrofalowe, Bluetooth, elektroniczne nianie, kamery bezprzewodowe i wiele innych technologii.

Odpowiedzią jest użycie pasma 5 GHz. Dostępne są dziesiątki kanałów 5 GHz. Żaden z nich nie nakłada się na inne, jeśli stosowane jest standardowe ustawienie przepustowości 20 MHz. Oznacza to, że wszystkie urządzenia wykorzystujące pasmo 5 GHz mogą ze sobą współpracować bez zakłócania. Niestety, Wireless-N, a zwłaszcza Wireless-AC, pozwalają na szersze kanały, które nakładają się na siebie w celu zapewnienia większej przepustowości. Nawet w paśmie 5 GHz powinieneś być świadomy zakłóceń międzykanałowych i mądrze wybierać ustawienia, zamiast korzystać z automatycznego wyboru kanałów.

W gęsto zaludnionym obszarze korzystanie z szerokich kanałów przyniesie niewiele, jeśli w ogóle, korzyści i może nawet pogorszyć sytuację.

Po prostu dodanie wizualnej reprezentacji na temat przeciążenia 2,4 GHz w stosunku do pasma 5 GHz do już doskonałych odpowiedzi.

Mieszkam w europejskiej stolicy o silnej penetracji rynku Internetu i Wi-Fi.

Ponadto większość lokalnych dostawców usług internetowych domyślnie dodaje dodatkowy mobilny identyfikator SSID / sieć do swojego routera / modemu / CPE i tak często jest to co najmniej 1 SSIDx2 na dom / sąsiad. Należy pamiętać, że oprócz punktów AP nadających sygnały, klienci również nadają.

Na przykład, słuchając tylko normalnego notebooka bez żadnego wzmocnienia w stałym punkcie w mojej sypialni, bez chodzenia po domu, widzę co najmniej 136 identyfikatorów SSID (około 70-90 AP). To nie byłby długi odcinek, który doprowadziłby mnie do podejrzeń, że mogę być w pobliżu. 200 urządzeń (AP + klienci) nadających sygnały w paśmie 2,4 GHz.

Porównaj grafikę po lewej stronie, 2,4 Ghz, z prawą stroną, w paśmie 5GHz.

Jak wspomniano Spiff, wybór kanału jest zwykle dokonywany tylko podczas rozruchu, ponieważ okresowa ponowna ocena wykorzystania alternatywnych kanałów wymaga dodatkowego lub lepszego sprzętu. Nie ma również akceptowanego standardu, w jaki sposób AP powinien współpracować przy wyborze swojego kanału. Co by się stało, gdyby wszystkie punkty dostępowe w obszarze nagle zauważyły, że kanał 6 jest mniej wykorzystywany niż kanały 1 i 11? Dobrze. Kilka sekund później kanał 6 stał się bezużyteczny i każdy AP przeskakuje z powrotem na kanały 1 i 11 ... pozostawiając kanał 6 otwarty jako główny cel następnej inwazji AP.

W paśmie 5 GHz dynamiczny wybór częstotliwości (DFS) może być wymagany w przypadku niektórych kanałów (kanały 52–64 i 100–140 w Niemczech i USA). Nie ma to jednak na celu poprawy współpracy AP , ale zapobieganie wpływowi AP na radary pogodowe. AP za pomocą DFS musi stale monitorować kanał dla radaru pogodowego, a jeśli wykryje coś, co mogłoby być radar meteorologiczny, musi opuścić ten kanał natychmiast (zazwyczaj przejście na kanałach od 36 do 48, a te nie są wykorzystywane do pogody radar i nie wymagają DFS ... innymi słowy, AP nie wybiera najlepszego alternatywnego kanału, ale po prostu kanał, który gwarantuje bezpieczeństwo przed radarem pogodowym).

Możliwe, że niektórzy producenci AP mają algorytmy, które mogą zoptymalizować przypisanie kanału, gdy obszar jest objęty przez pewną liczbę (i tylko) AP. „Nieuczciwy punkt dostępu” (który nie bierze udziału w tym procesie optymalizacji) może znacznie zakłócić sieć. Niektóre firmy okresowo polują na nieuczciwe AP w swoich lokalach.

W obszarze o dużym przeciążeniu, gdzie są dziesiątki AP na kanałach 1, 6 i 11 2,4 GHz, czasami uzyskuję bardziej niezawodne połączenie, wymuszając 802.11b (tryb najwolniejszy), szczególnie na rzadziej używanych kanałach, takich jak 4 i 8. schemat pokrywają pasmo z wikipedii (poniżej) sugeruje kuszących wskazówek dlaczego to może działać, ponieważ profil okrągły przepustowość 802.11b (DSSS) sprawia, że wyglądają jak to obchodzi najbardziej w środku własnego kanału nawet jeśli zachodzą na kanały były obecne . Oczywiście takie podejście jest zbyt ryzykowne, aby router sam mógł to zrobić. Twój przebieg może się różnić.

Prawdziwym powodem jest to, że 2,4 gHZ to zespół śmieciowy i nigdy nie powinien był być używany do niczego. Powodem jest to, że jest to zespół śmieciowy, ponieważ ma taką samą częstotliwość jak cząsteczka wody, rezonuje. Dlatego astronomowie radiowi intensywnie korzystają z pasma w poszukiwaniu egzoplanet i mgławic. Korporacja nie chciała zespołu, ponieważ wiedzieli, że to bezużyteczne. Dzięki korporacyjnej nieumiejętności FCC domyślnie domena publiczna stała się 2,4 ghz. Coś w rodzaju wysypiska miasta, które jest zepsute jak park miejski, ale bez ulepszeń.

Problem cząsteczki wody nie może być zaniżony. Wszystko, co mokre, będzie przeszkadzać, w tym ludzie, psy, rośliny domowe, kuchenki mikrofalowe, akwaria, śnieg i plastikowe fajki wodne. Współzawodniczące nadajniki powodują „bąbelki interferencyjne”, które wędrują w ciągu kilku minut. Nie ma rozwiązania tej wędrówki, jej części rezonansu 2,4 z cząsteczką wody. Im bardziej konkurencyjne nadajniki w twojej okolicy, tym gorsza wędrówka.

Przykro mi to mówić, ale jedynym rozwiązaniem jest zwiększenie spektrum do 5.6.