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

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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?

insysion
fuente
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Solución. Utilice 5 GHz no 2.4.
Tetsujin
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@Tetsujin Eso es un poco contundente, no es realmente una solución.
Ultrasonic54321
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El problema es que el entorno puede seguir cambiando y depende del punto de acceso con qué frecuencia verifica el mejor canal. Si solo está en el arranque y el dispositivo no se reinicia con frecuencia, entonces podrían pasar meses entre la configuración del mejor canal. Por lo tanto, depende del dispositivo.
HelpingHand
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@ Ultrasonic54321: prácticamente resuelve todo. Si vive en un entorno urbano de alta densidad, simplemente verifique cuántos puntos de acceso están en 2.4 y cuántos en 5. Aquí se trata de una relación de 50: 1. Soy la única persona en 'vista' en 5, las otras 50 que puedo ver desde aquí nunca lo cambiaron de 2.4.
Tetsujin
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Todos tienen una situación diferente. Sus comentarios no son incorrectos, pero tampoco son correctos.
Ultrasonic54321

Respuestas:

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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.
Spiff
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Y los desarrolladores de firmware son demasiado exigentes para bloquear las opciones al 1/6/11.
chrylis -on strike-
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Agregue que la congestión del canal donde se encuentra el enrutador puede diferir de la congestión del canal donde se encuentra su dispositivo final.
Gary
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@detly 1/6/11 son los únicos canales que debe usar porque son los canales que no se superponen en absoluto. Si, por ejemplo, elige 3 porque hay muchas personas en 1 y 6, ahora está congestionando todo entre 1 y 6. Creo.
Matt M.
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@CaptainMan Cada vez que las baterías se agotaban en mi Gameboy mientras estaba en el auto, terminaba leyendo esa etiqueta una y otra vez.
Adonalsium
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Debe acortar los días a "la próxima vez que tenga un corte de energía". Piense en lo que sucede cuando 80 AP se inician después de un corte de energía, todos ven que el canal 3 está completamente libre y luego deciden usarlo, hasta el próximo corte de energía;)
djsmiley2k - CoW
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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.

Appleoddity
fuente
55
Sugerir a las personas que usen pequeños canales viejos de 20MHz en 5GHz es un mal consejo a menos que les adviertas que reducirá su rendimiento 802.11ac a menos de una cuarta parte de lo que podría ser.
Spiff
1
Además, lo que el AP ve / escucha es diferente a lo que los clientes AP aquí, por lo que está tomando decisiones sobre información ligeramente incorrecta.
davidgo
1
@davidgo De acuerdo. La selección de canales debe planificarse. La selección automática solo causa problemas. Sin embargo, la banda de 5Ghz elimina mucho de ella.
Appleoddity 05 de
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@Spiff Aprecio que pueda reducir el rendimiento. Pero minimizar la interferencia cocanal es uno de los objetivos más importantes en la planificación de wifi. En cualquier área urbana o moderadamente poblada, esto significará usar canales de ancho de banda de 20Mhz. Intentar usar algo más empeorará las cosas o no hará nada en absoluto. 802.11AC puede usar decisiones de ancho de banda por cuadro para evitar la interferencia cocanal, pero los dispositivos inalámbricos N lo vuelven inútil. En última instancia, verá poca diferencia al tratar de usar canales de mayor ancho de banda en áreas densas.
Appleoddity 05 de
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Las fuentes están abajo. Parece muy conservador usar un espaciado de 25 MHz, cuando el canal real está usando 16.25 y el resto ya es una banda de guarda. La realidad es diferente, donde 1,5,9,13 es realmente utilizable. Las otras fuentes en ese párrafo son antiguas (Cisco usa 22 MHz) o no están disponibles o no prueban 1,5 (o similares) canales.
user3549596
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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.

Wifi

Rui F Ribeiro
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Ese gráfico es genial, ¿cómo se hace?
krubo
@krubo Es WiFi Explorer en MacOS
Rui F Ribeiro
@krubo Probaría InSSIDer (debería ser de uso gratuito)
Jan Ivan
InSSIDer también se paga hoy en día. Compré WifiExplorer para los gráficos.
Rui F Ribeiro
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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.

Klaws
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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.

ingrese la descripción de la imagen aquí

krubo
fuente
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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.

Gnarlodious
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En realidad, 2,4 GHz se eligió en gran medida porque ya era una banda ISM y tenía una frecuencia lo suficientemente baja como para que los chipsets de RF fueran baratos. Lo del agua no es realmente cierto, el agua tiene muchos, muchos modos resonantes, la mayoría de ellos bastante bajo Q. Las bandas de absorción no se convierten en un problema importante hasta que alcanza el oxígeno a aproximadamente 60 GHz, lo que puede costarle 15 dB por km de aumento. pérdida de ruta 2.4GHz fue un compromiso basado en el tamaño del magnetrón, consideraciones armónicas y algunos experimentos sobre penetración en alimentos en la década de 1940, un horno funciona perfectamente en cualquier lugar entre aproximadamente 1 y 20GHz.
Dan Mills el
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Es útil tener bandas que se absorben. El punto de tener AP de baja potencia en una banda así es que no van a interferir con otros demasiado lejos. Desafortunadamente, hay un montón de cosas en esa banda.
Brad
Permítanme verificar rápidamente la frecuencia de resonancia del vapor de agua no condensado ... correcto ...: "El pico es de 10 GHz a 50 GHz dependiendo de la temperatura". Creo que la frecuencia de resonancia a temperatura ambiente es de alrededor de 22 GHz. Esta resonancia no afecta mucho a WiFi, pero ... afecta a señales de 5 GHz más que a señales de 2.4 GHz. Peor aún para 5.6GHz y superior, obviamente. Tenga en cuenta que el WiFi de 5 GHz tiene (con la misma potencia de salida) un rango menor que el WiFi de 2.4 GHz. Sin embargo, el rango limitado de WiFi de 2.4 y 5GHz es beneficioso ... ya que un rango más largo significaría que recibiría más interferencia de los vecinos.
Klaws