DFS – решение с проблемой ограниченности Wi-Fi частот
Многие из нас заметили, что качество wi-fi начало резко ухудшаться. Причиной этому является всеобщее использование множества гаджетов, что работают в не лицензируемом диапазоне частот. Даже выход на рынок новых спецификаций этого стандарта не способно исправить ситуацию. Статистика говорит о 6,4 миллиардах взаимодействующих с wi-fi устройств по всему миру. С таким количеством в 2020 году ожидается соотношение беспроводных устройств к каждому человеку равным 2,8. Причиной виртуальных пробок помимо самого ошеломляющего количества wi-fi устройств еще являются сети, которые сами создают проблемные ситуации.
Усугубляется ситуация и прочими причинами. Первой из них является огромнейшее количество установленных в каждом многоквартирном доме маршрутизаторов. Второй причиной является то, что запросы у пользователей на скорость передачи информации постоянно увеличиваются. Это приводит к необходимости увеличения полосы пропускания. Так сокращается количество каналов с целью увеличить ширину полосы. Третья причина – это «сбрасывание» сотовыми операторами трафика из мобильных сетей в Wi-Fi, так называемый Wi-Fi Offloading (+р). Рано или поздно это приведет к сложным ситуациям. А если и сравнивать, то можно представить, как все люди, пользовавшиеся ежедневно услугами метро в Киеве, сразу пересели на собственные автомобили.
Как видим, Wi-Fi стал жертвой своего же успеха. Но у инженеров есть ряд идей по исправлению сложившейся ситуации.
Ситуация в диапазонах без лицензии
Для того, чтобы использовать технологии Wi-Fi каждым пользователем должны соблюдаться технические требования, которые предъявлены частотными регуляторами. К одному из требований относится ограничение мощности. Сегодня домашние сети Wi-fi используют в основном только диапазоны 2,4 и 5 ГГц. Именно в диапазоне 2,4 ГГц wi-fi может лучше всего работать. В этом диапазоне частот радиосигналы почти без проблем проходят сквозь стены. К тому же при сравнении с 5 ГГц, сигнал в 2,4 ГГц при такой же мощности явно распространяется дальше.
Каждая страна разрешает использовать разное количество каналов. Как пример, в Европе и Украине можно использовать 13 каналов. А более технически продвинутая Япония разрешает задействовать 14 каналов. То есть у них можно использовать 4 неперекрывающихся канала. Только об этом напишем чуть дальше. Таблица ниже демонстрирует, сколько какая страна разрешает использовать каналов.
Страна
Диапазон частот, ГГц
Количество каналов
Европа (исключая Францию и Испанию)
Франция и Испания
Юго-Восточная Азия (в их числе Сингапур, Малайзия, Таиланд)
Каждым каналом в 2,4 ГГц-ой области частот под Wi-fi может быть занята ширина в 22 МГц. По этой причине лишь несколько из всех задействованных каналов могут быть использованы одновременно без накладывания друг на друга. В большинстве это 1, 6 и 11-ый. Но рисунок ниже более показательный.
Из-за этого, если в сети действуют больше 3 роутеров с частотой 2.4 ГГц (а в многоэтажных домах их зачастую куда и больше), то все они создают друг другу заметные помехи. Оборудование с автоматическим подбором каналов постарается распределиться по спектру таким образом, чтобы не перекрывать друг друга. Ниже можно увидеть пример подобного распределения при помощи удобной программы с названием Wi-Fi Analuzer.
В случае самостоятельной настройки работы устройства на доступные каналы есть вероятность сделать еще хуже. К примеру, если выбрать из предоставленного рисунка канал 4 или 9. Все из-за того, что маршрутизатор будет одинаково получать помехи от роутеров на соседних каналах, как бы «с обеих сторон».
В полосе на 5 ГГц сигналы распространяются в более коротком диапазоне. Зато предоставленная полоса диапазона 5.80 – 5.825 ГГц имеет целых 24 канала шириной, что не перекрываются. Так обстоят дела именно в США, а вот в Японии и Европе их на 5 меньше. Всё равно их много и дополнительные каналы Wi-fi связи могли бы решить проблему отсутствия свободных. Только вот половина из них выделена для первичного применения метеорологическими и военными радарами.(+р) По этой причине большинство обычных роутеров эти полосы не используют.
Как видите, в любом диапазоне присутствует определенное количество не пересекающихся каналов. Но так как число беспроводных устройств стремительно увеличивается, то проблемы с wi-fi становятся чуть ли не нормой. В wi-fi сети при коллизии, каждое устройство затихает. Через определенное время оно снова пытается произвести передачу данных. Время затихания называют отсрочкой. Если увеличивается количество коллизий, то увеличивается и время ожидания. Так Wi-Fi делается все медленнее и медленнее, а то и совсем ненадежным.
Уже сегодня во многих многоквартирных домах перегруженность каналов достигла своего апогея и сделала диапазон 2.4 ГГц совершенно непригодным для передачи информации с высокой скоростью. За рубежом уже многие провайдеры широкополосных услуг не используют 2.4 ГГц для передач видео материалов и голосовых трансляций. Тот же производитель Apple уже рекомендует не использовать в своих смартфонах частоту 2.4 ГГц.
В последнем и самом быстром варианте Wi-Fi IEEE 802.11ac обеспечивается работа лишь в диапазоне 5 ГГц. Большинство же устройств Wi-Fi поддерживают обе полосы. 2.4 ГГц в основном задействован для поддержки устаревших мобильных устройств.
Результаты переезда в диапазон 5 ГГц
Переход с частоты 2.4 в 5 ГГц ненадолго решил проблемы с перегрузками каналов. К тому же от такого решения пострадал радиус действия wi-fi. И многие стали задействовать специальные решения для расширения зоны. В основном в этом помогают усилители и ретрансляторы. Некоторую популярность обрели и mesh-сети. Они позволили получить равномерное wi-fi покрытие.
Ретранслятор помещается в зону действия роутера. Прослушивает все диапазоны, а после передает полученные сигналы с более высокой мощностью, а иногда даже на другом канале. Результатом их работы стало увеличение количества wi-fi сигналов, что перекрываются в одном диапазоне.
Общедоступные “хот-споты” ситуацию еще ухудшили. Ведь они стали еще более распространенными по всему миру. Любой абонент может развернуть свой спот.
Ситуацию дополнительно ухудшили еще и мобильные операторы. Они исчерпали большинство своего доступного спектра. И в планах у них в ближайшие 3 года перенести передачу мобильных данных где-то на 60% именно в нелицензионный спектр, который используется Wi-fi. Такая технология уже создана и носит название LTE-U (LTE-Unlicensed). В ней будут использованы 4G LTE-базовые станции с целью отправки и приема информации при помощи тех же 5 ГГц-ых частот, что и задействованы в Wi-Fi. Многие предполагают, что это еще сильнее ухудшит положение. Уже начали внедряться пробные LTE-U с задачей по изучению влияния на Wi-Fi.
IEEE 802.11ac снижает количество возможных каналов
IEEE 802.11ac нацелено на удовлетворение увеличивающейся потребности пользователей в скорости. Теперь можно передавать даже видео высочайшего качества. Такая спецификация вай-фая позволяет обеспечить гигабитные скорости соединения. Только вот для того, чтобы информация могла перемещаться с такой высокой скоростью, 802.11ac объединяет каналы. Высокопроизводительная конфигурация IEEE 802.11ac Wave 3 вообще объединяет весь спектр в 2 канала с шириной по 160 МГц. Это приводит к тому, что лишь 2 пары оборудования может быть задействовано на самом широком канале в одно и тоже время, не мешая друг другу. В такой ситуации при имеющихся соседях, которые в этих двух каналах смотрят фильмы, Вы только будете создавать помехи втиснув свой трафик в занятые каналы. Как результат этой ситуации – это то, что дополнительные преимущества диапазона 5 ГГц почти обнулились.
Еще в 2013-ом году телекоммуникационное агентство с названием Ofcom из Британии провело исследование и по его прогнозам в 2020 году wi-fi сети в паре с мобильными интернет-сетями станут критически перегруженными. Да и сами разработчики маршрутизаторов работали только над увеличением скорости передачи. И не подумали о том, что при распространении 802.11ac, который способен предложить более широкие но в тоже время меньшие каналы, еще сильнее повлияет на проблему перегруженности этих каналов.
Решить эту проблему может DFS
В начале статьи мы говорили о том, что первые каналы диапазона 5-ГГц не используются производителями Wi-fi роутеров из-за их занятости военными и радарами. Только вот открытие данных частот для потребителей могло бы сильно повлиять и даже на некоторый период решить проблему перегруженности каналов.
Названный спектр был доступен для wi-fi в 2007 году. Регуляторы обратили внимание на то, что радары и другие системы, работающие в этом диапазоне, находятся далеко не везде, да и работают не круглосуточно. Поэтому можно было бы перевести на эти частоты индустрию Wi-Fi связи, а точнее использовать оборудование с технологией Dynamic Frequency Selection. Динамический выбор частоты DFS позволил бы не мешать сигналам радиолокационного характера.
Суть DFS в том, что когда появляется в канале радиолокационный сигнал, то Wi-Fi трафик сразу переносится на другую полосу. Роутер с DFS должен не менее 60 секунд прослушивать весь спектр и только после объявлять канал свободным для применения. Прослушивание и после должно быть продолжено до тех пор, пока идет трафик Wi-Fi. В том случае, если маршрутизатор обнаруживает радиолокационный импульс, то его передатчик должен мгновенно очистить канал на время в пол часа. Ниже мы демонстрируем рисунок, где отображен диапазон для DFS.
Мобильные устройства, выпущенные в период последних 3-4 лет, в своем абсолютном большинстве снабжены радиопередающими модулями, что могут без проблем выполнять функции в данных полосах частот. И создать ПО для DFS совершенно не проблема. То есть внедрить Dynamic Frequency Selection не является проблемой.
Только вот создание DFS-мастера в роутерах не является основной проблемой. Вся суть в том, что обнаружить радарные импульсы весьма трудно. Они очень быстрые – импульс длиться всего половину микросекунды. К тому же может транслироваться на уж очень низких уровнях мощности в пределах от -62 до -64 дБмВт. Сегодня DFS-мастер доступен в некоторых дорогих роутерах. И такие маршрутизаторы используют только большие компании. DFS-мастер переносят и в более дешевые роутеры для потребителей пока что только в Японии и Европе. Только вот дорогие версии и дешевые не совсем умны в этом плане. При обнаружении радара, такие роутеры переносят Wi-Fi трафик снова на установленный в них по умолчанию канал диапазона 5 ГГц, что не используется DFS.
Недавно был выпущен пользовательский роутер с DFS, который носит название Portal. Маршрутизатор снабжен полнофункциональным радиосканером и центральным процессором, позволяющим обнаруживать радары и управлять каналами вместе с выполнением функций стандартного маршрутизатора.
Производитель Ignition Design Labs заявил, что роутер Portal способен обеспечить на 300% больший доступ к радиоволнам по сравнению с любым другим маршрутизатором. Такое устройство станет идеальным при решении проблем в переполненных и ужасно зашумленных средах, где происходит перегруженность из-за множества роутеров.
Portal оборудован двумя отдельными радиотрактами. Первый обнаруживает радиолокационные сигналы (DFS), а второй осуществляет передачу данных по Wi-Fi. Если обнаруживается радиолокационный импульс, то система сама переходит в открытую для каждого часть спектра без перерыва передачи информации. За счет отдельных радиотрактов, роутер способен автоматически после 30 минут ожидания возвращаться назад и перепроверять тот канал без закрытий текущих передач.
К тому же Portal снабжен отдельным CPU, чтобы работать с DFS. Это минимизирует количество обнаружения ложных сигналов от радаров и сводит к минимуму то время, за которое Wi-Fi трафик покидает канал.
Выводы
До этого времени производители устройств для беспроводных сетей занимались в основном лишь вопросами по увеличению скорости передачи данных. И вот они уже задумываются о доступном спектре и об «автоматическом» выборе каналов. Может быть уже в ближайшем будущем технологическое решение DFS сможет собирать данные не тоько о радарах, а и о различных помехах и затем отправлять такие данные на облачные сервера.(+р) Для этого у специалистов есть название и звучит оно «Сетевая самооптимизация».
Такая система позволит найти наилучшие каналы для Wi-Fi устройств в любых местах. Как вариант ситуация следующего характера – Нам известно о том, что в 9 вечера канал 104 сильно перегружается. Тогда система сама переносит трафик одного пользователя на канал 136, а другого на 153-ий. Такое координирование положительно повлияет на Wi-Fi коммуникации.
Всеобъемлющая интеллектуальная система должна быть разработана до того, как Wi-Fi станет синонимом чего-то ненадежного и непригодного для применения.
Если смотреть на долгосрочные перспективы, то пора производителям начать разрабатывать технологии по переносу трафика на совершенно другие типы сетей связи, что никак не совместимы с нынешними спецификациями вай-фай. Для перераспределения спектра уже сегодня рассматриваются частоты 3.5, 4.9 и 5.9 ГГц. Только диапазоны опять же заняты военными и промышленным спектром. А значит, даже при их одобрении нужно будет использовать технологию DFS.
Выбираем канал для точки доступа Wi-Fi. Исчерпывающее руководство
2,4 ГГц — это плохо. 5 ГГц — это хорошо. 6 ГГц — это ещё лучше, но послезавтра. Все это знают, кого я тут учу, в самом деле. Всё это хорошо, только делать-то что, когда ты такой, как умный, открываешь какой-нибудь Wi-Fi Explorer, а там сатанизм и этажерки, как на скриншоте?
Шаг первый — поплакать. Шаг второй — нырнуть под кат. Вопрос простой, а ответ — нет.
Для начала — разминочный тест. Ситуация номер раз: занят один канал в 2.4 ГГц, нужно поставить свою точку доступа. На какой канал?
- На любой, кроме того же самого;
- Плюс-минус пять каналов от занятого, то есть, шестой и дальше;
- Лучше, конечно, на шестой или одиннадцатый;
- На тот же самый канал.
- На любой канал, кроме первого или девятого, очевидно же;
- Желательно на тринадцатый, чтобы как можно дальше от этих двух;
- На первый, пятый, девятый или двенадцатый;
- На первый или девятый.
- На любой канал, кроме первого, шестого и одиннадцатого;
- На первый, шестой или одиннадцатый — наверное, лучше на первый, потому что мощность пониже;
- На первый, шестой или одиннадцатый — может, есть ещё какая-то характеристика, на которую надо посмотреть?
- Третий-четвёртый или восьмой-девятый, что-то из этого, потому что там пустые места есть.
- На каналах с девятого и дальше мощность ниже всех остальных, так что надо ставить туда;
- Меньше всего точек доступа на 13 канале, так что на него;
- Всё настолько плохо, что уже без разницы. На любой наугад.
Если вы быстро и без запинки ответили на этот стартовый тест, то поздравляю: либо вы узнаете много нового из этой статьи, либо не узнаете ничего. Правильные ответы —
Вот такие:
Ситуация 1 — любой из ответов лучше варианта 1, но вариант 3 приличнее и вежливее всего;
Ситуация 2 — вариант 4;
Ситуация 3 — варианты 2 или 3, причём вариант 3 лучше;
Ситуация 4 — вариант 3, он же “против всех”.
Для того, чтобы понять принцип, по которым более правильно так, а не по-другому, нам нужно обсудить на пальцах, как сети Wi-Fi дружат друг с другом — если бы это сосуществование было серьезной проблемой, Wi-Fi не торчал бы в каждой кофеварке. Как мы уже выяснили в предыдущей моей заметке, основная цель протокола 802.11 — не обеспечение максимально возможной пропускной способности на один мегагерц занятого эфира, а бескомпромиссная совместимость и работоспособность протокола даже в самых плохих условиях (типа заглавной картинки, да). Придуман протокол грамотно, реализован, кхм, по-разному, но в целом тоже не глупо, и всё-таки рано или поздно всякий запас прочности познаёт свой предел.
Итак, представим, что в мире остались всего два устройства, которые умеют работать с Wi-Fi, и это точка доступа и клиент. Первое правило вайфай — никому не расска “Пока говорит один — остальные молчат”. И не просто молчат, а внимательно слушают.
Собираясь передать данные, первое, что делает любое устройство Wi-Fi — внимательно слушает, не передаёт ли кто свои данные. Получится очень неловко, если мы начнём говорить одновременно с кем-то ещё, не так ли? В отличие от 802.3, он же Ethernet (слишком обобщённо, но пусть будет), в котором момент одновременного разговора определяют, когда он произошёл (помните лампочку Collision на старых хабах? Я тоже нет, но речь о ней), в 802.11 стараются такого момента избежать и не допустить. Главная причина в том, что разница между передаваемым и принимаемым сигналом в вайфае может достигать МИЛЛИАРДА раз (я не шучу!), и то, что передаёт передатчик, может наглухо забить и сжечь приёмник, если он попробует слушать одновременно с передачей. Весь этот этикет взаимного “После Вас — нет, после Вас!” среди устройств 802.11 называется сложной аббревиатурой CSMA/CA, которая делится на три части:
CS — Carrier Sense, определение несущей;
MA — Multiple Access, множественный доступ;
CA — Collision Avoidance, избежание коллизий.
У меня шевелится паучье чутьё на тему того, что вы всю эту лирику уже не раз читали, но потерпите чуть-чуть, сейчас мы доберёмся до мясца нашей задачи о расстановке козы, волка и капусты. В рамках этой заметки нас интересуют первые две буквы, а именно CS. Что это вообще такое?
Так вот, определение несущей — это, по сути, и есть механизм определения, говорит ли сейчас кто-то ещё или нет. Всё сводится к тому, что практически постоянно проверяется наличие двух возможных причин занятости эфира — Wi-Fi-устройства и все остальные устройства (да, вот так вот ксенофобовато, “наши и все остальные” — двадцать с лишним лет протоколу, а актуальности, как видите, не теряет!). Перед тем, как только подумать о передаче данных, устройству нужно провести оценку занятости эфира (натурально, так и называется — Clear Channel Assesment, или CCA). “Наши” и “не наши”, по мнению каждого устройства, не равны по значимости, и есть два пороговых значения — это SD (Signal Detect), которое означает, что мы услышали что-то на языке 802.11, и ED (Energy Detect), которое означает любую мощность на входе приёмника (любой другой язык).
А теперь внимание: к “нашим” вайфай-устройства в СТО раз более внимательны, чем к “всем остальным”. То есть, эфир считается занятым, если мы услышали какой-то 802.11-фрейм на уровне всего на 4 дБ лучше уровня шума — мы ооооочень вежливы к другим устройствам Wi-Fi! А все остальные (всякие там Bluetooth, к примеру) помешают что-то передать только тогда, когда уровень сигнала от них будет выше шума на 24 дБ!
Спасибо замечательному David Coleman за эту красивую картинку.
Много это или мало? Давайте приведём самые хрестоматийные числа в качестве примера. Итак, для того, чтобы устройства стандарта 802.11n развили максимальные скорости (при ширине канала в 20 МГц и одном приёмопередатчике это 72,2 Мб/с), им нужен сигнал уровнем примерно -64 дБм при соотношении “сигнал/шум” не меньше 25 дБ (если кому интересно, откуда я взял эти числа — то вот отсюда, пользуйтесь, если до сих пор не заглядывали в статью skhomm «Все полезные материалы по Wi-Fi в одном месте»). То есть, передачу данных остановит ЛЮБОЙ кадр на этом же канале с уровнем приёма выше -85 дБм! В каком-нибудь многоквартирном доме это добрые плюс-минус два этажа (я терпеть не могу оценивать мощность длиной, но в этом случае готов согрешить ради наглядности), а в чистом поле — полкилометра расстояния!
А вот если наше готовое к передаче устройство услышит какой-то сигнал, но не сможет его расшифровать, то оно будет его игнорировать вплоть до -65 дБм, то есть, до тех пор, пока уровень этой сторонней помехи почти не сравняется с уровнем сигнала от той самой идеальной точки доступа, на которую оно и хотело передать данные. Вот это да!
“Но позвольте” — совершенно правильно возразит кто-нибудь моими же собственными пальцами, — “мы же все знаем, что блютус мешает вайфаю, как ему мешают микроволновки, камеры там всякие!”. Совершенно верно. При уровне “нечитаемой” помехи в, скажем, -70 дБм (ну, то есть, она ещё не считается достаточно сильной для того, чтобы остановить всю передачу и заставить считать среду занятой) она становится тем самым шумом, от которого мы соотношение “сигнал/шум” и отсчитываем. Мы слышим нашу точку доступа на уровне -65 дБм, мы слышим любой нечитаемый сигнал на уровне -70 дБм, таким образом, наше соотношение “сигнал-шум” вдруг упало до 5 дБ, а при таких параметрах канальную скорость в 72,2 Мб/с уже не развить, а максимум, что можно развить — это несчастные 27 Мб/с. Все в радиусе действия этой помехи резко уронили свои канальные скорости, в итоге за секунду трафика через точку доступа можно прокачать существенно меньше — вот и начались “тормоза в вайфае”, ай-ай-ай, всё плохо, колёсико крутится, ютьюб не грузится. Так-то!
“Какое же отношение” — последует новый логичный вопрос от внимательного идеализированного мной читателя, — “какой-то там блютус имеет к нашему вопросу? Ведь на картинках в тесте нет никакого блютуса, там только вайфай!”. А вот какое: любое 802.11-устройство может декодировать фрейм только тогда, когда он передан ПОЛНОСТЬЮ на канале, который она слушает! Посмотрите на эти две сети:
Точка доступа, работающая на первом канале, в упор не понимает, что говорит вторая точка доступа, потому что слышит только 75% того, что она передаёт (как и точка на втором канале, которая слышит только 75% того, что говорит первая). Именно поэтому она не понимает, что это “наши” — она не считает, что должна уступить среду для передачи! Отсюда соотношение “сигнал/шум” катится вниз, канальная скорость (а с ней и итоговая пропускная способность) катятся вниз, и, заметьте, совсем даже не пропорционально перекрытию каналов, а обратно пропорционально разнице в мощности — чем лучше клиент, который хочет передать данные первой точке, слышит вторую, тем сильнее упадёт его канальная скорость.
Но и это, к сожалению, ещё не все причины разрушительного действия перекрывающихся каналов. Теперь мы обратимся к следующим двум буквам, а именно MA, или Multiple Access. Мы не будем углубляться в детали доступа к среде в протоколах 802.11 — я отмечу только одну особенность, которая важна в контексте обсуждаемого вопроса. Итак, после каждого фрейма, неважно, служебный он или содержит данные, любое Wi-Fi устройство должно выждать некоторое время, прежде чем снова пытаться получить доступ к среде. Более того, неважно, само ли оно отправило этот фрейм или только услышало его — придётся подождать определённое время, называемое InterFrame Space (IFS), и только потом затевать игру “Кто первый застолбит среду”. Этих самых IFS существует несколько, и вот что интересно: если наше устройство после передачи фрейма не услышало подтверждения, что адресат его получил, то оно будет ждать дольше, чем если бы получило. В разы дольше.
Вернёмся к картинке из позапрошлого абзаца. Точка доступа с первого канала принимает фрейм. В это время точка доступа со второго канала тоже принимает фрейм. Оба этих фрейма повреждаются, и обе сети вынуждены простаивать бОльшее время, ещё сильнее теряя в пропускной способности (потому что, как мы помним, время = деньги, а для вайфая время = пропускная способность). Полная засада.
Итак, из всего этого следует простое правило: если не можете избежать пересечения каналов — ставьте точки доступа на один канал! Да, обе сети потеряют в пропускной способности, но, во всяком случае, они рассчитаны на такую работу.
Я напомню ситуацию 4.
Скрытый текст
В эфире не осталось ни одного канала, на котором не работает две и больше пересекающихся и мешающих друг другу сети, все мешают друг другу, все испытывают проблемы, поэтому ни мощность, ни выбор канала, ни волшебные алгоритмы, ни BSS Coloring, ни крёстная фея в такой ситуации уже не помогут. Можно ставить свою точку доступа куда угодно.
Понятное дело, что в таком беспроводном адке уже ничего не исправить, но что нужно делать, чтобы не оказаться в такой ситуации? В первую очередь, запомнить раз и навсегда, что есть всего три не мешающих друг другу канала в диапазоне 2,4 ГГц — первый, шестой и одиннадцатый. Конечно, можно заметить, что третий, восьмой и тринадцатый тоже друг другу не мешают, но, во-первых, тринадцатый можно не везде (в США всего 11 каналов), а во-вторых, если вы отклонитесь от мантры “1-6-11”, а кто-то другой не отклонится, то весь эффект сойдёт на нет — все каналы снова пересекутся и испортят друг другу жизнь. Это как обжимать витую пару — в принципе, если с двух сторон последовательность одинаковая, то может и заработать, только вот разбираться кому-то потом в распиновке каждой розетки будет ох как несладко. Ещё раз: первый. Шестой. Одиннадцатый.
Хорошо, вот ситуация под номером 3.
Скрытый текст
Ну хорошо, вот они, первый, шестой или одиннадцатый. Какой из них выбрать? Да, в принципе, любой из этих трёх подходит, но если выбирать до конца оптимально — то нам гораздо важнее, как часто передаются данные на каждом из этих каналов; то есть, идеальный ответ — смотреть на ещё один параметр, а именно утилизацию эфира. Это просто: если к точке доступа на первом канале подключено 100 клиентов, а к точкам на 6 и 11 — ни одного, то гораздо выгоднее встать на 6 или 11. В англоязычной терминологии есть два слова — airtime и utilization, и они означают, строго говоря, не одно и то же, но можно ориентироваться как на одно, так и на другое, показометры эти взаимозависимые.
Теперь — ситуация 2.
Скрытый текст
Мы уже поняли, что пересекать каналы нельзя, поэтому варианты с 13 и любым каналом отпадают. Почему же нельзя поставить точку доступа на пятый канал?
Причина — в истории. Нет, серьёзно. Каналы шире 20 МГц появились только в стандарте 802.11n, когда впервые предложили слепить воедино два соседних канала и говорить по ним в два раза — эээээээ… толще? В два раза продуктивнее! Но с точки зрения совместимости вся служебная информация, то есть, все фреймы, которые должны быть понятными для остальных сетей, идёт только в основных 20 МГц занятой полосы. Я напомню вот эту классную картинку с анатомией передачи данных по Wi-Fi, она всегда к месту:
Обратите внимание: только синяя часть на диаграмме использует все 40 МГц эфира! Все “шестерёнки” протокола крутятся в основных двадцати мегагерцах! Это, кстати, верно и для 80 МГц, доступных в 802.11ac: всё служебное летит в первой двадцатке, а оставшиеся 60 простаивают бОльшую часть времени. Ладно, почти всё, рано или поздно к вопросу широких каналов мы вернёмся — оооо, я обещаю, мы их ещё обсудим!
И в итоге получается, что пятый канал, хоть и попадает целиком внутрь одной сети, всё равно видеть её не будет — со всеми описанными вытекающими (кхм, какая двусмысленная фраза). Для нормальной работы нам остаются лишь первый и девятый каналы. Как определить номер основного канала? Очень просто — он будет написан в свойствах сети, когда вы посмотрите на неё с помощью любого приложения-сканера сетей:
Номер primary-канала и есть тот номер, который важен для нас.
Ну, и первая ситуация теперь вообще не вызывает вопросов, правда?
Скрытый текст
Тезисно сформулируем всё, что мы смогли обсудить в таком сложном ответе на такой простой вопрос:
- Можно работать на одном канале, но никогда не нужно каналы пересекать;
- Нам нужны первые 20 МГц канала, остальное по-прежнему нельзя пересекать;
- (стройный хор): Первый! Шестой! Одиннадцатый!
Каналы wifi 5ghz 80 в России: как правильно настроить и использовать
Беспроводные сети уже давно стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Wi-Fi — одна из самых популярных технологий беспроводной связи. Но многие из нас, владельцы роутеров, сталкиваются с проблемой нестабильного интернета и медленной скорости передачи данных.
Основной причиной подобных проблем является перегруженность радиоканалов, особенно на частоте 2,4 ГГц. Избежать этого поможет использование частоты 5 ГГц. Каналы на этой частоте более широкие и могут обеспечить более высокую скорость передачи данных. Но чтобы правильно настроить и использовать каналы Wi-Fi 5 ГГц, необходимо знать несколько важных моментов.
В России разрешено использование двух диапазонов частот — частота 2,4 ГГц и частота 5 ГГц. Последняя, в свою очередь, разделена на два поддиапазона: 5 ГГц и 5 ГГц 80МГц. Режим 5 ГГц 80МГц обеспечивает более высокую пропускную способность, однако для его использования необходимы подходящие устройства.
Итак, каналы Wi-Fi 5 ГГц 80МГц — отличное решение для тех, кто нуждается в стабильной и быстрой передаче данных. Но при использовании этого режима стоит учитывать несколько особенностей и рекомендаций: проверьте совместимость вашего роутера и устройств с этим режимом, избегайте перегруженности каналов и правильно настройте роутер.
Каналы wifi 5ghz 80 в России
В России доступна широкая полоса частот 5 ГГц для использования в wifi сетях. Среди них наиболее популярны и широко применяемы каналы с шириной 80 МГц.
Каналы с шириной 80 МГц предоставляют значительно большую пропускную способность по сравнению с каналами меньшей ширины. Они особенно полезны в условиях высокой загруженности сети, когда требуется передача большого объема данных.
В России доступно несколько каналов с шириной 80 МГц, а именно: 36, 40, 44, 48, 149, 153, 157 и 161. Они отличаются частотой центрального канала и влияют на скорость и качество передачи данных.
При настройке и использовании каналов wifi 5 ГГц с шириной 80 МГц в России необходимо учитывать не только доступные каналы, но и находящиеся в радиусе действия других wifi сети. Использование правильного канала поможет избежать интерференции и обеспечить стабильное подключение и высокую скорость передачи данных.
Выбор канала для wifi 5ghz 80
При выборе канала для wifi 5GHz 80 стоит учитывать ряд факторов:
- Перекрывающиеся сети. Проверьте, какие беспроводные сети работают рядом с вами. Избегайте пересечения каналов с соседними сетями, чтобы избежать помех и уменьшения скорости.
- Помехи от других электронных устройств. Устройства, работающие на близких каналах (например, микроволновка), могут вызвать помехи в работе вашей сети. Выбирайте канал, который минимизирует воздействие окружающей среды.
- Сигнал от роутера. Уровень сигнала от вашего роутера также может влиять на выбор канала. Если сигнал низкий, то лучше выбрать канал с меньшей загруженностью для улучшения скорости соединения.
Для выбора оптимального канала вы можете воспользоваться специальными программами и приложениями, которые помогут определить загруженность каналов и просканировать сети в вашей округе. Также можно вручную перебирать доступные каналы, тестируя скорость и стабильность соединения.
Не забывайте, что выбор канала — это индивидуальный процесс. Определённый канал, который подойдёт в одной обстановке, может оказаться плохим в другой. Поэтому экспериментируйте и выбирайте тот канал, который будет наилучшим для вашей Wi-Fi сети.
Настройка канала wifi 5ghz 80
При настройке канала wifi 5ghz 80 в России необходимо учесть несколько важных моментов. Во-первых, следует убедиться, что ваш роутер поддерживает данную частоту и ширину канала. В противном случае, настройка канала 5ghz 80 не будет возможна.
Далее необходимо зайти в настройки роутера, для чего воспользуйтесь адресом 192.168.1.1 или 192.168.0.1. Введите логин и пароль, предоставленные вашим интернет-провайдером или указанные в инструкции к роутеру.
Найдите раздел настройки беспроводной сети (Wireless) и выберите опцию настройки канала. В зависимости от модели роутера могут быть некоторые отличия в интерфейсе, но основные настройки должны быть примерно одинаковы.
Выберите канал wifi 5ghz 80 из списка доступных каналов. Чтобы узнать, какие каналы доступны в вашем регионе, вы можете обратиться к специальным таблицам или воспользоваться приложениями для сканирования беспроводных сетей.
| Канал | Частота, МГц | Ширина канала, МГц |
|---|---|---|
| 36 | 5180 | 80 |
| 40 | 5200 | 80 |
| 44 | 5220 | 80 |
| 48 | 5240 | 80 |
| 52 | 5260 | 80 |
После выбора канала сохраните настройки и перезагрузите роутер. Теперь ваша беспроводная сеть будет работать на частоте 5ghz с шириной канала 80 МГц, что позволит достичь более высокой скорости передачи данных и улучшить качество сигнала.
Оптимизация канала wifi 5ghz 80
1. Выберите наилучший канал
Перед настройкой канала wifi 5ghz 80 проведите анализ доступных каналов, чтобы выбрать наиболее свободный и малозагруженный. Для этого можно воспользоваться специальными приложениями или инструментами, предлагаемыми вашим роутером.
2. Избегайте перекрытий
При выборе канала убедитесь, что он не перекрывается с другими каналами, особенно теми, которые используются в вашем районе. Перекрытие каналов может привести к снижению скорости и неполадкам в работе сети.
3. Подключайте устройства на более высоких частотах
Для наиболее эффективной работы сети рекомендуется подключать устройства, поддерживающие 5ghz 80, на эту частоту. Устройства, которые работают на 2.4ghz, не только могут замедлить работу сети, но и создавать перегрузку на этой частоте.
4. Разделите сеть на два канала
Если у вас есть возможность, разделите сеть на отдельные каналы для 2.4ghz и 5ghz 80. Это позволит более точно настроить пропускную способность каждого канала и избежать взаимного влияния.
5. Проверяйте качество сигнала
Регулярно проверяйте качество сигнала и скорость интернет-соединения в разных зонах вашей квартиры или дома. При необходимости можно переместить роутер или установить репитеры, чтобы улучшить покрытие и качество сигнала.
Следуя указанным рекомендациям, вы сможете настроить и использовать канал wifi 5ghz 80 с максимальной эффективностью, обеспечивая стабильное и быстрое интернет-соединение для всех устройств в вашей домашней сети.
Проблемы с каналом wifi 5ghz 80
Канал wifi 5ghz 80 предлагает более высокую скорость передачи данных и меньшую подверженность помехам в сравнении с более старыми версиями wifi. Однако некоторые пользователи могут столкнуться со следующими проблемами:
- Ограниченная покрытие сигнала: частота 5ghz имеет более короткий радиус действия по сравнению с 2.4ghz. Таким образом, в некоторых случаях сигнал может быть слабым или не достигать отдаленных углов помещения.
- Проницаемость стен: сигнал 5ghz хуже проникает через стены и другие препятствия, чем 2.4ghz. Это может привести к плохому качеству сигнала в некоторых частях дома или офиса.
- Совместимость со старыми устройствами: некоторые старые устройства могут не поддерживать частоту 5ghz или иметь ограниченную поддержку для более широких каналов, что может привести к проблемам с подключением и скоростью.
- Перегруженность канала: существует ограниченное количество доступных каналов wifi 5ghz, и если множество близлежащих устройств используют один и тот же канал, возможны проблемы с интерференцией и снижением скорости.
В случае возникновения указанных проблем, можно попробовать следующие решения:
- Расположить маршрутизатор ближе к центру помещения и/или там, где требуется сильный сигнал.
- Оптимизировать расположение антенн маршрутизатора для более широкого охвата сигнала.
- Разместить дополнительные точки доступа или усилители сигнала для увеличения покрытия.
- Избегать использования толстых стен и других преград, которые могут ослабить сигнал.
- Обновить устройство до более новой версии, которая поддерживает 5ghz.
- Назначить более редкий или менее загруженный канал wifi 5ghz, чтобы уменьшить интерференцию.
При возникновении серьезных проблем с каналом wifi 5ghz 80 рекомендуется обратиться к специалистам, чтобы получить более точные рекомендации и помощь в решении проблемы.
Преимущества wifi 5ghz 80 перед 2.4ghz
- Большая пропускная способность: Wifi 5 ГГц имеет меньше помех и более широкий канал, что позволяет достичь высокой скорости передачи данных. Это особенно полезно при потоковой передаче видео высокого разрешения и онлайн-играх.
- Меньше помех от других устройств: Так как диапазон 5 ГГц менее распространен, чем 2.4 ГГц, он обычно менее загружен другими устройствами, такими как микроволновые печи и беспроводные телефоны. Это снижает вероятность возникновения помех и улучшает качество сигнала.
- Большая покрытие внутренних пространств: 5 ГГц имеет лучшую проникающую способность через стены и преграды, что делает его предпочтительным вариантом для использования внутри помещений.
- Меньшая задержка: Благодаря более высокой частоте, wifi 5 ГГц обеспечивает меньшую задержку при передаче данных, что особенно важно для онлайн-игр и видеовстреч.
- Более безопасная соединение: 5 ГГц поддерживает более современные стандарты шифрования и безопасности, что делает его более защищенным от несанкционированного доступа.
Однако, следует помнить, что диапазон 5 ГГц имеет более короткое расстояние передачи и хуже проникает сквозь стены, поэтому в некоторых случаях 2.4 ГГц все еще может быть предпочтительнее.
Влияние окружающей среды на канал wifi 5ghz 80
При использовании канала wifi 5ghz 80 важно учитывать окружающую среду, так как она может значительно повлиять на качество и скорость сигнала. Рассмотрим основные факторы, которые необходимо учесть при настройке и использовании данного канала:
- Перегородки и стены: бетонные и кирпичные стены могут существенно ослабить сигнал wifi 5ghz 80. Это может привести к уменьшению скорости передачи данных и появлению проблем с подключением. Рекомендуется размещать точку доступа ближе к местам использования wifi и избегать перекрытия стенами.
- Металлические и отражающие поверхности: металлические предметы, такие как радиаторы, способны ослабить и отразить сигнал wifi 5ghz 80. При размещении точки доступа рекомендуется избегать близости к таким предметам и стараться выбирать места с минимальным количеством отражений.
- Электромагнитные помехи: электрические приборы, микроволновые печи и другие устройства могут создавать помехи, которые могут снижать качество сигнала wifi 5ghz 80. Рекомендуется размещать точку доступа подальше от таких устройств и обеспечивать максимальное расстояние между ними.
- Соседние сети: если в окружении присутствуют другие wifi сети, они могут влиять на качество сигнала wifi 5ghz 80. Рекомендуется выбирать неиспользуемые каналы wifi и устанавливать точку доступа на наиболее свободном от соседних сетей канале.
Учитывая все перечисленные факторы окружающей среды, можно достичь максимальной эффективности и стабильности работы канала wifi 5ghz 80. Правильная настройка и использование данного канала с учетом окружающей среды поможет избежать проблем с сигналом и обеспечить быструю и надежную передачу данных.
Технология Wi-Fi 5 ГГц — преимущества и особенности
Скоростной интернет сегодня для каждого стал обыденностью. Если раньше приходилось загромождать пространство большим количеством проводов, подключаемых к компьютерам, то с появлением беспроводной связи доступ к всемирной сети появился в каждом мобильном устройстве. На скорость передачи данных влияет частотный диапазон.
История появления Wi-Fi
Еще несколько десятков лет проводной интернет считался прорывом в развитии электроники, но стало быстро понятно, что технология несовершенна. В удаленных от города местах и на местности со сложным рельефом невозможно организовать проводное соединение. Также невозможно наладить интернет через провода на движущихся объектах и на морских судах. Это стало вызовом для ученых, и в рекордные сроки появился беспроводной интернет. Уже в 1991 году был создан альянс Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), зарегистрированный под маркой Wi-Fi.
Альянс занимается разработкой, тестированием и продвижением форматов связи без использования кабеля. В 1997 году был создан стандарт IEEE 802.11, регламентирующий технологию создания сетей Wi-Fi. В 2000 году организация была переименована в Wi-Fi Alliance, а штаб-квартиру перенесли в Техас. Сегодня в состав альянса входит более 320 компаний.
IEEE 802.11 – что это?
Стандарт IEEE 802.11 включает в себя 18 протоколов с разными частотными диапазонами. Ключевыми характеристиками, влияющими на скорость передачи данных являются : сила сигнала, длина волны и частота. Частота Wi-Fi – это своего рода коридор, по которому передается информация. По этому коридору идут радиоволны, показатель измеряется в ГГЦ – количество волн, проходящих по одному участку частоты в секунду. От величины частоты зависит пропускная способность передачи данных. Чем больше частота, тем быстрее интернет.
Сила сигнала – это мощность радиосигнала, поступающего в принимающее устройство. От мощности напрямую зависит скорость сетевого соединения. На мощность сигнала влияют физические помехи (стены домов, горы, леса), и помехи радиоволновые, идущие от находящихся вблизи устройств (телефоны, компьютеры, бытовая техника).
Современные устройства в России работают на двух частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Помимо базового IEEE 802.11 существует еще 27 модификаций. Стандарт каждый год модернизируется и увеличивает пропускную способность.
Wi-Fi 2,4 ГГц — каналы и частотные полосы
Для передачи информации по телевизору, радио, телефону и в компьютере используется электронный сигнал, который на входе в устройство кодируется и преобразуется в радиоволну. Амплитуда волны отвечает за скорость передачи данных по каналам на определенной частоте. С 2000 года частота 2,4 ГГц стала преобладающей, так как дает высокую скорость обмена данными и распространяется на широкий частотный диапазон.
На частоте 2,4 ГГц работают 13 каналов по 20 и 40 Мгц. Большинство каналов перекрещиваются друг с другом. Устаревшие модели роутеров не имели функции автоматической настройки частоты, поэтому часто возникали проблемы со скоростью интернета. Если на один и тот же канал подключить несколько роутеров, сигнал падает, пакеты данных теряются и принимающим устройствам приходится заново обрабатывать задачу, что значительно замедляет работу. Это была распространенная проблема в многоквартирных домах. Сегодня роутеры автоматически настраиваются на свободную волну, чтобы помех было как можно меньше.
На частоте 2,4 ГГц есть и автономные каналы, которые не перекрещиваются, передача данных по ним идет практически без потерь. Чем меньше ширина канала, тем качественнее связь. С частотой 2,4 ГГц работают 6 стандартов: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11h, 802.11i, 802.11n. Скорость передачи данных варьируется от 11 до 600 Мбит/с.
Wi-Fi 5 ГГц — каналы и частотные полосы
Стандарты 802.11a, h, j, n и ac работают на частоте 5 ГГц. Появление wi-fi 5 ГГц стало необходимостью с увеличением устройств, использующих интернет. Если раньше нагрузку на частоту давали только роутеры, радиопульты, компьютеры и телефоны, то сегодня к интернету подключается гораздо большее разнообразие устройств: принтеры, сканеры, гаджеты «умный дом», наушники, видеокамеры, смарт-TV и другая техника, поддерживающая беспроводную передачу данных. Частота 2,4 ГГц перестала справляться с поставленными задачами. С появлением нового диапазона 5 ГГц проблемы были устранены.
На Wi-fi 5 ГГц работают 33 канала, 19 из которых не пересекаются друг с другом и дают максимальную скорость передачи данных.
Давайте подробнее разберемся, в чем преимущества Wifi 5 ГГц в сравнении с 2,4 ГГц:
- выше скорость;
- меньше помех;
- возможность просмотра видео в качестве 4K;
- больше каналов.
Частота 5 ГГц имеет меньший радиус сигнала, чем 2,4 ГГц, поэтому используется для домашнего интернета. Wi-fi 5 ГГц не выходит за пределы квартиры или частного дома, поэтому к нему не смогут подключиться соседи, и сеть не будет перегружена.
Что такое каналы Wi-Fi?
Канал – это путь, по которому идет информация от роутера до принимающего устройства (ноутбук, телефон, смарт-часы и др). В общественных местах доступ к каналам связи открыт всем пользователям, интернетом можно пользоваться бесплатно. В частных сетях каналы закрыты на пароль.
В чем разница между передачей данных по Wi-Fi на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц
Так как частота 2,4 ГГц появилась первой, производители создавали технику, которая будет настраиваться именно на нее. Отсюда и перегруженность сети. Wifi 5 ГГц появилась позже, значит и гаджетов, работающих на ней пока меньше. К тому же на этой частоте в три раза больше каналов, благодаря чему пропускная способность выше.
На частоте 5 ГГц ширину каналов можно настраивать (20, 40, 80 и даже 160 МГц), и количество непересекающихся каналов больше, значит, помехи от бытовой техники не страшны. Стандарт 802.11n работает сразу в двух диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Это очень удобно, так как даже новейшее оборудование, которое рассчитано только на работу с wifi 5 ГГц, сможет без проблем подключиться и на 2,4 ГГц.
Как узнать, поддерживает ли моё устройство Wi-Fi 5 ГГц
Чтобы понять, поддерживает ли ноутбук wifi 5 ГГц, зайдите во вкладку «Система и безопасность», выберите диспетчер устройств и сетевые адаптеры. В свойствах адаптера будут обозначены спецификации. Если указаны стандарты 802.11 n, ac, ax то компьютер работает с Wifi 5 ГГц.
Как проверить, может ли смартфон работать на частоте 5 ГГц? Это можно сделать несколькими способами.
- Откройте настройки гаджета, далее зайдите во вкладку Wi-Fi и провалитесь в расширенное меню. Откройте диапазон частот, там будет указано, поддерживает ли устройство 5 ГГц. Как правило, у всех телефонов нового поколения этот функционал имеется.
- Уточнить информацию можно в спецификациях на сайте производителя или в инструкции, которая приложена к гаджету.
- Проверить настройку частот можно через модем в смартфоне. Зайдите в настройки точки доступа Wi-Fi, выберите диапазон частот.
- С помощью приложения Wi-Fi info. Скачайте программу в Play Market и запустите ее. В разделе 5Ghz Support будет указано, есть поддержка этой частоты или нет.