Почему WiFi-роутеры плохо справляются с выбором каналов?

Question

Перегрузка Wi-Fi, особенно в диапазоне 2,4 ГГц, является серьезной проблемой в некоторых областях. Это достаточно широко распространено, что есть много руководств по выбору менее перегруженного канала. Например, https://www.howtogeek.com/197268/how-to-find-the-best-wi-fi-channel-for-your-router-on-any-operating-system/

Учитывая, что большинство маршрутизаторов по умолчанию автоматически выбирают свой канал, а оборудование кажется способным обнаруживать конфликтующие сети, почему они не делают лучшую работу по выбору канала?

Answer 1

Неспособность точек доступа Wi-Fi выбирать каналы 2,4 ГГц хорошо сводится к небольшому числу проблем:

• Большинство выбирает канал только во время загрузки, но канал, который был хорош при последней перезагрузке точки доступа, мог стать плохим выбором через несколько дней, недель или месяцев.
• Большинство не хотят откладывать загрузку, тратя достаточно много времени, чтобы по-настоящему оценить каждый канал, поэтому они используют плохую эвристику, например «просто выбирают канал, где мы видим наименьшее количество точек доступа», что не обязательно коррелирует с тем, какой канал обеспечит наилучшую пропускную способность. и надежность. Что еще хуже, эта упрощенная эвристика может вызвать проблемы, такие как выбор канала, который частично перекрывается с каналами, на которых работают другие точки доступа, что приведет к тому, что точки доступа будут мешать друг другу, не имея возможности взаимодействовать друг с другом, как если бы они находились на одной и той же точке. канал.
• У большинства даже нет аппаратного анализатора спектра, необходимого для истинной оценки радиочастотных помех на каждом канале; у них есть радиоприемники Wi-Fi и они сосредоточены на помехах от других устройств Wi-Fi, и практически не знают о помехах, создаваемых устройствами, не поддерживающими Wi-Fi, такими как Bluetooth, микроволновые печи, беспроводные телефоны, беспроводные сабвуферы, радионяни, беспроводные камеры, и больше.
• Создание точки доступа, имеющей аппаратное обеспечение и алгоритмы для правильного выбора каналов не только при загрузке, но и для дальнейшей переоценки выбора каналов позже и изменения каналов, когда это будет выгодно, является дорогостоящим и чревато потенциальным взаимодействием проблемы. Не все клиенты умеют замечать объявления о переключении каналов от точки доступа, поэтому точка доступа, которая меняет каналы на лету, рискует, если клиенты будут выходить из сети каждый раз, когда это происходит.

Answer 2

Основная проблема здесь заключается в том, что полоса 2,4 ГГц полностью насыщена в любой умеренно населенной области. Кроме того, для использования доступно только 14 каналов в зависимости от страны. Из этих 14 только 3 канала не перекрываются и не мешают друг другу. И это верно только в том случае, если устройство использует только полосу пропускания 20 МГц, а не полосу пропускания 40 МГц, доступную в некоторых точках доступа.

Все правильно настроенные маршрутизаторы Wi-Fi должны использовать только канал 1, 6 или 11 с полосой пропускания 20 МГц. Точка доступа останавливается на сигналах любых соседних точек доступа как минимум на 2 канала выше и на 2 канала ниже от себя. Хуже, если он на полосе пропускания 40 МГц.

Когда точки доступа смогут видеть друг друга на одном и том же канале, они будут взаимодействовать и делиться воздушным пространством. Если две точки доступа используют соседние, но разные каналы, они сталкиваются друг с другом, и каждое столкновение приводит к потере данных.

К сожалению, большинство современных маршрутизаторов Wi-Fi, для простоты, по умолчанию имеют автоматический выбор канала. Однако они не придерживаются правила 1, 6 или 11. Вместо этого они используют собственный алгоритм, который, вероятно, основан на использовании каждого канала. Это вызывает сильные и неизбежные помехи от соседних сетей, практически делая полосу 2,4 ГГц бесполезной в некоторых областях. Кроме того, автоматический выбор каналов обычно происходит только во время перезагрузки или редко вообще. Таким образом, выбор канала может быстро устареть, поскольку близлежащие точки доступа также переходят на другие каналы и соревнуются в поиске «самого чистого» канала. Что еще хуже, выбор канала основан на том, что слышит точка доступа, а не на том, что слышит клиент, что может быть ближе к другому набору точек доступа.

Таким образом, проблема не в механизме выбора, а в том, что полоса 2,4 ГГц просто полностью насыщена. Не только через точки доступа Wi-Fi, но и через беспроводные телефоны, микроволновые печи, Bluetooth, радионяни, беспроводные камеры и любые другие технологии.

Ответ заключается в использовании диапазона 5 ГГц. Доступны десятки каналов по 5 ГГц. Ни одна из них не пересекается с другими, если используется стандартная настройка полосы пропускания 20 МГц. Это означает, что все устройства, использующие полосу 5 ГГц, могут взаимодействовать друг с другом без помех. К сожалению, Wireless-N и особенно Wireless-AC допускают более широкие каналы, которые перекрываются в попытке обеспечить большую пропускную способность. Таким образом, даже в диапазоне 5 ГГц вы должны осознавать помехи в совмещенном канале и выбирать свои настройки разумно, а не использовать автоматический выбор канала.

В густонаселенном районе использование широких каналов мало что даст, если вообще что-то приносит, и может на самом деле ухудшить ситуацию.

Answer 3

Просто добавьте визуальное представление о перегрузке 2,4 ГГц по сравнению с полосой 5 ГГц к и без того отличным ответам.

Я живу в европейской столице с сильным проникновением на рынок Интернета и Wi-Fi.

Кроме того, большинство локальных интернет-провайдеров также добавляют дополнительный роуминг SSID/ сеть по умолчанию в своих маршрутизаторах / модемах / CPE, и, как правило, это как минимум 1 SSIDx2 на дом / соседа. Имейте в виду, что помимо точек вещания AP, клиенты также вещают.

Например, слушая только обычную тетрадь без какого-либо усиления в фиксированной точке в моей спальне, не гуляя по дому, я вижу по крайней мере 136 идентификаторов SSID (около 70-90 точек доступа). Это не будет длинным отрезком, который заставит меня заподозрить, что у меня может быть около меня. 200 устройств (AP + клиенты) вещают сигналы в диапазоне 2,4 ГГц.

Сравните графику в левой части, 2,4 ГГц, с правой, в диапазоне 5 ГГц.

Answer 4

Как упоминал Спифф, выбор канала обычно выполняется только во время загрузки, поскольку периодическая переоценка использования альтернативных каналов требует дополнительного или более качественного оборудования. Также не существует общепринятого стандарта того, как точки доступа должны взаимодействовать при выборе своего канала. Что произойдет, если все точки доступа в зоне внезапно увидят, что канал 6 используется меньше, чем каналы 1 и 11? Правильно. Через несколько секунд канал 6 стал непригодным для использования, и каждая точка доступа возвращается к каналам 1 и 11 ... оставляя канал 6 открытым в качестве основной цели для следующего вторжения точки доступа.

В диапазоне 5 ГГц для некоторых каналов может потребоваться динамический выбор частоты (DFS) (каналы 52-64 и 100-140 в Германии и США). Это, однако, не предназначено для улучшения взаимодействия точек доступа, а для предотвращения влияния точек доступа на метеорологические радары. Точка доступа, использующая DFS, должна постоянно контролировать канал на наличие метеорологического радара и, если обнаруживает что-то, что может быть метеорологическим, должна немедленно покинуть этот канал (обычно переключаясь на каналы с 36 до 48, так как они не используются для погоды радар и не требуют DFS ... другими словами, точка доступа не выбирает лучший альтернативный канал, а просто канал, который гарантированно безопасен от погодного радара).

Возможно, что некоторые производители AP имеют алгоритмы, которые могут оптимизировать назначение канала, когда область покрыта количеством их (и только их) AP. "Мошенническая точка доступа" (которая не участвует в этом процессе оптимизации) может существенно нарушить работу сети. Некоторые компании периодически проводят охоту на AP Rogue в своих помещениях.

Answer 5

В области с высокой перегрузкой, где есть десятки точек доступа на каналах 2,4 ГГц 1, 6 и 11, я иногда получаю более надежное соединение, форсируя 802.11b (самый медленный режим), особенно на менее используемых каналах, таких как 4 и 8. Диаграмма перекрытия полосы пропускания из википедии (ниже) предлагает заманчивые подсказки, почему это может работать, поскольку профиль круглой полосы пропускания 802.11b (DSSS) заставляет его выглядеть так, как будто бы он больше всего заботится о середине своего собственного канала, даже если присутствуют перекрывающиеся каналы , Конечно, этот подход слишком сложен для роутера, чтобы делать его самостоятельно. Ваш пробег может отличаться.

Answer 6

Настоящая причина в том, что 2,4 ГГц - это мусорная группа, и она никогда не должна была использоваться ни для чего. И причина в том, что это мусорная полоса в том, что она на той же частоте, что и молекула воды, она резонирует. Вот почему радиоастрономы активно используют эту полосу в поисках экзопланет и туманности. Корпоративный не хотел группу, потому что они знали, что это бесполезно. Так что благодаря корпоративной устойчивости FCC, 2.4ghZ стал общественным достоянием по умолчанию. Вроде как городская свалка, как городской парк, но без улучшений.

Проблема молекулы воды не может быть преуменьшена. Помешает все, что намокнет, включая людей, собак, комнатные растения, микроволновые печи, аквариумы, снег и пластиковые водопроводные трубы. Конкурирующие передатчики вызывают «интерференционные пузырьки», которые бродят в течение минут. Нет никакого решения для этого блуждания, его часть резонанса 2,4 с молекулой воды. Чем больше конкурирующих передатчиков в вашем районе, тем хуже становится блуждающий.

Извините, но это единственное решение - поднять спектр до 5.6.