Почему WiFi-роутеры плохо справляются с выбором каналов?

90

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?

insysion
источник
13
Решение. Используйте 5 ГГц, а не 2,4.
Тецудзин
28
@ Tetsujin Это немного тупо, не совсем решение.
Ultrasonic54321
4
Проблема в том, что среда может постоянно меняться, и от точки доступа зависит, как часто она проверяет лучший канал. Если это только при загрузке, и устройство не часто перезагружается, тогда могут быть месяцы между установкой лучшего канала. Так что это зависит от устройства.
HelpingHand
6
@ Ultrasonic54321 - это в значительной степени решает все. Если вы живете в городской среде с высокой плотностью населения, просто проверьте, сколько точек доступа на 2,4, а сколько на 5. Здесь соотношение составляет 50: 1. Я единственный человек, «видящий» на 5, остальные 50, которые я вижу отсюда, никогда не меняли его с 2,4.
Тецудзин
7
У каждого своя ситуация. Ваши замечания не ошибаются, но они также не верны.
Ultrasonic54321

Ответы:

133

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, может 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, такую ​​как «просто выберите канал, где мы видим наименьшее количество точек доступа», что не обязательно коррелирует с тем, какой канал обеспечит наилучшую пропускную способность. и надежность. Хуже того, 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 обеспечения 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 они практически не знают о помехах, вызванных не-Wi-Fi устройствами, такими как Bluetooth, микроволновые печи, беспроводные телефоны, беспроводные сабвуферы, радионяни, беспроводные камеры, и более.
  • 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 сообщения 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.
Spiff
источник
33
И разработчики прошивок слишком куриные, чтобы заблокировать выбор на 1/6/11.
Хрилис - на забастовке -
8
Добавьте к этому, что перегрузка канала, где расположен маршрутизатор, может отличаться от перегрузки канала, где находится ваше конечное устройство.
Гэри
13
@ detly 1/6/11 - это единственные каналы, которые вы должны использовать, потому что они вообще не перекрываются. Если, например, вы выбираете 3, потому что на 1 и 6 много людей, вы теперь перегружаете все от 1 до 6. Я думаю.
Мэтт М.
11
@CaptainMan Каждый раз, когда в моем Gameboy сгорали батарейки, когда я находился в машине, я заканчивал тем, что читал этот ярлык снова и снова.
Адональсиум
4
Вам нужно сократить количество дней до следующего отключения питания. Подумайте о том, что происходит, когда все 80 точек доступа загружаются после отключения питания, все видят, что канал 3 полностью свободен, и все затем решают использовать его до следующего отключения питания;)
djsmiley2k - CoW
49

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 полосу пропускания только 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 могут 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 серьезные и неизбежные помехи от соседних сетей, что делает 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, так как близлежащие точки доступа также пересекают 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 точками доступа Wi-Fi, но и беспроводными телефонами, микроволновыми печами, Bluetooth, радионянями, беспроводными камерами и многими другими технологиями.

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 реально ухудшить ситуацию.

Appleoddity
источник
5
Предлагать людям использовать крошечные старые каналы 20 МГц в 5 ГГц - плохой совет, если только вы не предупредите их, что это снизит их производительность 802.11ac до уровня менее четверти того, что может быть.
Spiff
1
Кроме того, то, что AP видит / слышит, отличается от того, что AP клиенты здесь, поэтому он принимает решения по слегка неправильной информации.
Давидго
1
@davidgo Согласен. Выбор канала должен быть запланирован. Автоматический выбор только вызывает проблемы. Тем не менее, полоса 5 ГГц устраняет многое из этого.
Appleoddity
6
@ Spiff Я ценю, что это может снизить производительность. Но минимизация помех в совмещенном канале является одной из самых больших целей в планировании Wi-Fi. В любом городском или умеренно населенном районе это будет означать использование каналов с полосой пропускания 20 МГц. Попытка использовать что-либо еще либо ухудшит ситуацию, либо вообще ничего не сделает. 802.11AC может использовать решения по пропускной способности для каждого кадра, чтобы избежать помех в совмещенном канале, но он становится бесполезным для устройств wireless-N. В конечном итоге вы увидите небольшую разницу в попытках использовать каналы с большей пропускной способностью в плотных областях.
Appleoddity
2
Источники не работают. Кажется очень консервативным использовать интервал 25 МГц, когда реальный канал использует 16,25 с остальной защитной полосой. Реальность иная, где 1,5,9,13 действительно можно использовать. Другие источники в этом параграфе либо старые (Cisco использует 22 МГц), либо недоступны, либо не тестируют 1,5 (или аналогичные) каналы.
user3549596
11

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 сигналов AP, клиенты также вещают.

Например, слушая только обычную записную книжку 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 стороной в диапазоне 5 ГГц.

вай-фай

Руи Ф Рибейро
источник
1
Эта графика крутая - как это сделано?
Крубо
@krubo Это WiFi Explorer в MacOS
Руи Ф. Рибейро,
@krubo Я бы попробовал InSSIDer (должен быть бесплатным)
Ян Иван
InSSIDer в настоящее время тоже платный. Я купил WifiExplorer для графики.
Руи Ф Рибейро
10

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 AP в области вдруг 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 главной 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, поскольку 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.

Klaws
источник
4

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. перекрытие полосы пропускания диаграмма из википедии (ниже) предлагает дразнящие подсказки , почему это может работать, так как круглый профиль пропускной способности 802.11b (DSSS) он выглядит , как он будет заботиться больше всего в середине своего собственного канала , даже если перекрывающие каналы присутствовали , Конечно, этот подход слишком сложен, чтобы маршрутизатор мог делать его самостоятельно. Ваш пробег может варьироваться.

введите описание изображения здесь

krubo
источник
-7

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 пузыри», 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.

Gnarlodious
источник
7
На самом деле, 2,4 ГГц был в основном выбран, потому что он уже был диапазоном ISM и имел достаточно низкую частоту, чтобы сделать радиочастотные чипсеты дешевыми. Что касается воды, то на самом деле это не так: вода имеет много-много резонансных мод, большинство из которых довольно низкие Q. Полосы поглощения не становятся серьезной проблемой, пока вы не достигнете кислородной полосы на частоте около 60 ГГц, что может стоить вам 15 дБ на км увеличенного потери пути. 2,4 ГГц был компромиссом, основанным на размерах магнетрона, гармонических соображениях и некоторых экспериментах по проникновению в продукты питания еще в 1940-х годах. Печь прекрасно работает где-то между 1 и 20 ГГц.
Дэн Миллс
1
Полезно иметь полосы, которые поглощаются. Весь смысл наличия AP низкой мощности в такой полосе состоит в том, что они не собираются мешать другим слишком далеко. К сожалению, в этой группе полно вещей.
Брэд
Позвольте мне быстро проверить резонансную частоту несконденсированного водяного пара ... правильно ...: "Пик составляет от 10 ГГц до 50 ГГц в зависимости от температуры". Я думаю, что резонансная частота при комнатной температуре составляет около 22 ГГц. Этот резонанс не сильно влияет на WiFi, но ... он влияет на сигналы 5 ГГц больше, чем сигналы 2,4 ГГц. Еще хуже для 5,6 ГГц и выше, очевидно. Обратите внимание, что 5 ГГц WiFi имеет (при той же выходной мощности) меньший диапазон, чем 2,4 ГГц WiFi. Тем не менее, ограниченный диапазон 2,4 и 5 ГГц Wi-Fi выгоден ... так как более длинный диапазон будет означать, что вы будете получать больше помех от соседей.
Клос