¿Por qué los enrutadores WiFi hacen un mal trabajo de selección de canales?

La congestión de Wi-Fi, especialmente en el rango de 2.4GHz, es un problema grave en algunas áreas. Está lo suficientemente extendido como para que haya muchas guías para elegir un canal menos congestionado. Por ejemplo, https://www.howtogeek.com/197268/how-to-find-the-best-wi-fi-channel-for-your-router-on-any-operating-system/

Dado que la mayoría de los enrutadores prefieren automáticamente elegir su canal y el hardware parece capaz de detectar redes en conflicto, ¿por qué no hacen un mejor trabajo de selección de canales?

La falla de los puntos de acceso de Wi-Fi para elegir bien los canales de 2.4GHz se reduce a un pequeño puñado de problemas:

• La mayoría solo elige un canal en el momento del arranque, pero un canal que era bueno la última vez que se reinició el AP puede haberse convertido en una mala elección días, semanas o meses después.
• La mayoría no quiere retrasar el arranque gastando el tiempo suficiente para evaluar verdaderamente cada canal, por lo que utilizan heurísticas deficientes como "simplemente elija el canal donde veamos la menor cantidad de AP", lo que no necesariamente se correlaciona con el canal que proporcionará el mejor rendimiento y confiabilidad. Peor aún, estas heurísticas demasiado simplificadas pueden causar problemas como elegir un canal que se superponga parcialmente con los canales en los que están activados otros AP, lo que hará que los AP interfieran entre sí sin poder cooperar entre sí como lo harían si estuvieran exactamente en el mismo canal.
• La mayoría ni siquiera tiene el hardware del analizador de espectro necesario para evaluar realmente la interferencia de RF en cada canal; tienen radios Wi-Fi y se centran en la interferencia de otros dispositivos Wi-Fi, y son bastante ignorantes de la interferencia causada por dispositivos que no son Wi-Fi como Bluetooth, hornos de microondas, teléfonos inalámbricos, subwoofers inalámbricos, monitores para bebés, cámaras inalámbricas, y más.
• Crear un AP que tenga el hardware y los algoritmos para elegir bien los canales, no solo en el arranque, sino también para volver a evaluar las opciones de canal más adelante y cambiar los canales cuando sea beneficioso hacerlo, es costoso y está lleno de interoperabilidad potencial. problemas. No todos los clientes son excelentes para honrar los anuncios de cambio de canal del AP, por lo que un AP que cambia los canales sobre la marcha corre el riesgo de que los clientes se caigan de la red cada vez que lo hace.

El problema general aquí es que la banda de 2.4GHz está completamente saturada en cualquier área moderadamente poblada. Además, solo hay 14 canales, dependiendo del país, disponibles para usar. De esos 14, solo 3 canales no se superponen e interfieren entre sí. Y eso solo es cierto si el dispositivo usa solo 20MHz de ancho de banda y no el ancho de banda de 40MHz disponible en algunos puntos de acceso.

Todos los enrutadores Wi-Fi configurados correctamente solo deben usar el canal 1, 6 u 11 a un ancho de banda de 20MHz. Un punto de acceso pisa fuerte las señales de cualquier punto de acceso cercano para al menos 2 canales más altos y 2 canales más bajos de sí mismo. Peor si está en un ancho de banda de 40MHz.

Cuando los puntos de acceso pueden verse entre sí, en el mismo canal, cooperarán y compartirán el espacio aéreo. Si dos puntos de acceso usan canales cercanos pero diferentes, entonces se pisotean entre sí y cada colisión da como resultado la pérdida de datos.

Desafortunadamente, la mayoría de los enrutadores de Wi-Fi modernos, por simplicidad, están predeterminados para la selección automática de canales. Sin embargo, no se adhieren a la regla 1, 6 u 11. En su lugar, utilizan un algoritmo patentado que probablemente se basa en el uso de cada canal. Esto causa una interferencia severa e inevitable de las redes cercanas, prácticamente inutilizando la banda de 2.4GHz en algunas áreas. Además, las selecciones de canal automático generalmente solo ocurren durante un reinicio o rara vez. Por lo tanto, la selección de canales puede volverse obsoleta rápidamente ya que los puntos de acceso cercanos también saltan canales y compiten para encontrar el canal "más limpio". Para empeorar las cosas, la selección del canal se basa en lo que escucha el AP y no en lo que escucha el cliente, que puede estar más cerca de un conjunto diferente de AP.

Entonces, el problema no es el mecanismo de selección, sino el hecho de que la banda de 2.4GHz está completamente saturada. No solo por puntos de acceso Wi-Fi, sino también por teléfonos inalámbricos, microondas, Bluetooth, monitores para bebés, cámaras inalámbricas y muchas otras tecnologías.

La respuesta es usar la banda de 5GHz. Hay docenas de canales de 5 GHz disponibles. Ninguno de los cuales se superpone con otros si se usa la configuración de ancho de banda estándar de 20MHz. Esto significa que todos los dispositivos que usan la banda de 5 GHz pueden cooperar entre sí sin interferir. Desafortunadamente, Wireless-N y especialmente Wireless-AC permiten canales más amplios que se superponen en un intento de proporcionar un mayor rendimiento. Por lo tanto, incluso en la banda de 5 GHz, debe ser consciente de la interferencia cocanal y elegir sabiamente su configuración, en lugar de utilizar la selección de canal automático.

En un área densamente poblada, el uso de canales anchos proporcionará poco o ningún beneficio y podría empeorar las cosas.

Simplemente agregue una representación visual sobre la congestión de 2.4GHz frente a la banda de 5GHz a las excelentes respuestas.

Vivo en una capital europea con una fuerte penetración en el mercado de Internet y Wifi.

Además, la mayoría de los ISP locales también agregan un SSID / red de itinerancia adicional de forma predeterminada en su enrutador / módems / CPE y, a menudo, es al menos 1 SSIDx2 por hogar / vecino. Tenga en cuenta que, además de las señales de transmisión de AP, los clientes también transmiten.

Entonces, como ejemplo, solo escuchando con una computadora portátil normal sin amplificación en un punto fijo de mi habitación, sin caminar por mi casa, puedo ver al menos 136 SSID (alrededor de 70-90 AP). No sería un largo tramo lo que me llevó a sospechar que podría tener a mi alrededor aprox. 200 equipos (AP + clientes) transmitiendo señales en la banda de 2.4GHz.

Compare los gráficos en el lado izquierdo, 2.4Ghz, con el lado derecho, en la banda de 5GHz.

Como mencionó Spiff, la selección de canales generalmente solo se realiza durante el tiempo de arranque, ya que la reevaluación periódica de la utilización de canales alternativos requiere hardware adicional o mejor. Tampoco hay un estándar aceptado sobre cómo los AP deberían cooperar al seleccionar su canal. ¿Qué pasaría si todos los AP en un área de repente ven que el canal 6 se está utilizando menos que los canales 1 y 11? Derecha. Unos segundos después, el canal 6 se ha vuelto inutilizable, y cada AP vuelve a los canales 1 y 11 ... dejando el canal 6 abierto como el objetivo principal para la próxima invasión AP.

En la banda de 5 GHz, la selección de frecuencia dinámica (DFS) puede ser necesaria para algunos canales (canales 52-64 y 100-140 en Alemania y EE. UU.). Sin embargo, esto no pretende mejorar la cooperación de los AP , sino evitar que los AP afecten a los radares meteorológicos. Un AP que usa DFS tiene que monitorear constantemente el canal para el radar meteorológico y, si detecta algo que podría ser un radar meteorológico, tiene que abandonar ese canal de inmediato (normalmente cambiando a canales del 36 al 48, ya que estos no se usan para el clima radar y no requieren DFS ... en otras palabras, el AP no selecciona el mejor canal alternativo, sino solo un canal que está garantizado para estar a salvo del radar meteorológico).

Es posible que algunos fabricantes de AP tengan algoritmos que puedan optimizar la asignación de canales cuando un área está cubierta por una cantidad de sus (y solo sus) AP. Un "Punto de acceso no autorizado" (que no participa en este proceso de optimización) puede perturbar significativamente la red. Algunas compañías realizan periódicamente cazas de Rogue AP en sus instalaciones.

En un área de alta congestión donde hay docenas de puntos de acceso en los canales 1, 6 y 11 de 2,4 GHz, a veces obtengo una conexión más confiable al forzar 802.11b (el modo más lento), especialmente en los canales menos utilizados como 4 y 8. El diagrama de superposición de ancho de banda de wikipedia (a continuación) sugiere pistas tentadoras de por qué esto podría funcionar, ya que el perfil de ancho de banda redondo de 802.11b (DSSS) hace que parezca que le importaría más la mitad de su propio canal, incluso si hubiera canales superpuestos . Por supuesto, este enfoque es demasiado estrafalario para que el enrutador lo haga solo. Su experiencia puede ser diferente.

La verdadera razón es que 2.4gHZ es una banda basura y nunca debería haber sido utilizada para nada. Y la razón es que es una banda basura porque es la misma frecuencia que la molécula de agua, resuena. Es por eso que los radioastrónomos usan la banda ampliamente buscando exoplanetas y nebulosas. Corporate no quería la banda porque sabían que era inútil. Entonces, gracias a la moderación corporativa de la FCC, 2.4 ghz se convirtió en dominio público por defecto. Algo así como el vertedero de la ciudad siendo inaugurado como un parque de la ciudad, pero sin las mejoras.

El problema de la molécula de agua no puede ser subestimado. Cualquier cosa húmeda interferirá, incluidos humanos, perros, plantas de interior, hornos microondas, acuarios, nieve y tuberías plásticas de agua. Los transmisores competidores causan "burbujas de interferencia" que deambulan en el transcurso de minutos. No hay solución a este vagabundeo, es parte de la resonancia de 2.4 con la molécula de agua. Cuantos más transmisores compitan en su vecindario, peor será la deambulación.

Lamento decirlo, pero la única solución es realmente subir el espectro a 5.6.