IEEE 802.11 信号は部分的に重複するように設計されています。

IEEE 802.11 信号は部分的に重複するように設計されています。

Wi-Fi チャネル 1、6、11 は重複しません。

ただし、それらの間のチャネルはそうではありません。

https://i.stack.imgur.com/GVjVb.jpg

たとえば、チャネル 3 はチャネル 1 と 6 の周波数帯域の一部を使用し、チャネル 9 はチャネル 6 と 11 の周波数帯域の一部を使用します。

そうであれば、なぜ 1、6、または 11 以外のチャネルを使用することを選択するのでしょうか。

答え1

Ciscoにはこれを説明した導入ページがあります問題は、中心周波数が 5kHz 離れているのに、通過帯域が 22MHz 幅であることから生じます。通常、無線周波数割り当て計画では、たとえば 12.5kHz の通過帯域があり、中心周波数に 12.5kHz ごとにチャネルがあります。隣接チャネル干渉は通常、スペクトルが混雑し始めない限り、ローカル エリアで 1 つおきにチャネルを割り当てることを意味します。

802.11 では重複が非常に多いため、倉庫などの狭いエリアでは、隣接チャネルの干渉を受けずに使用できるのは 1、6、11 のみです。信号が途切れる通りの先では、別の人がチャネル 2 と 7 を同時に使用し、もう少し先では 3 と 8 を使用するなど、さまざまな状況が考えられます。

重複の理由については、仕様が作成された時点で使用していたスペクトラム拡散変調方式に過度の信頼を寄せていたためではないかと推測しています。

答え2

IEEE 802.11 信号は部分的に重複するように設計されています。

ぜひ他のチャネルもご利用ください。

まず、次の点に注意することが重要です。引用されたシスコの論文は、1 つの建物内のすべての IEEE 802.11 信号を制御する単一の組織にのみ適用されます。これは、近所をスキャンするときに遭遇する可能性のある無数の WiFi 信号には適用されません。「野生のWiFi」いわば、それは別の話です。

たくさんの人々はIEEE 802.11信号を複数車線の高速道路上の固体車両のように誤解している車線をはみ出して、1車線以上を部分的に占有して運転する人を彼らは嫌う。

しかし、Wi-Fi 信号は、色のついた煙のようなものです。開けた車線では、色の煙が混ざり合うことが許されています。道路の端で煙の色を判別できる限り、すべて問題ありません。異なる色の煙が部分的に重なると、信号に灰色のノイズの霧がかかったようになります。802.11bで採用されているこの技術は、スペクトル拡散、 というより直接拡散スペクトル (DSSS)正確に言うと、「煙の柱」DSSSでは擬似雑音(PN)コード802.11gは、チャネル内のノイズを回避します。直交周波数分割多重方式 (OFDM)多数の狭い(したがって遅いがより信頼性の高い)キャリア。

同じ理由で、適度に混雑した地域では、から利益を得るない提案された1-6-11チャネル方式に固執する1-6-11を守らないとデバイスのサイレント化を防ぐによってIEEE 802.11 RTS/CTS/ACK (送信要求/送信許可/確認応答)同じチャネルに外部デバイスが多数存在するため、1-6-11チャネル方式に固執しないことで、多くの場合、データスループットを効果的に向上させることができます。試して確実に知るには、一日の忙しい時間帯に行ってください。

またバンドの端を考慮するこれにより、拡散スペクトル チャネルの片側での重複が保護される可能性があります。ベルギーにいる私は、幸運にも 2.472 GHz を中心とするチャネル 13 を使用できます。地域によっては、1-6-11 チャネルのいずれとも重複しない 2.484 GHz を中心とするチャネル 14 を使用することもできます。ただし、ほとんどの機器は、使用可能な 2.4GHz チャネルがチャネル 12 までに制限されている米国での使用向けに事前構成されています。

米国外にお住まいの場合は、(すべての)機器にその旨を伝えてください。これにより、より多くのチャネルが開かれます。BEGNU/Linuxマシンでは、次のコマンドで簡単に実行できます。ISO 3166-1 アルファ 2 2 文字の国コードベルギー向け。

$ sudo iw reg set BE

次のコマンドを実行すると、利用可能なチャネルのリストが表示されます (ここでは異なる地域について表示されています)。

$ sudo iwlist wlan0 freq
wlan0     14 channels in total; available frequencies :
      Channel 01 : 2.412 GHz
      Channel 02 : 2.417 GHz
      Channel 03 : 2.422 GHz
      Channel 04 : 2.427 GHz
      Channel 05 : 2.432 GHz
      Channel 06 : 2.437 GHz
      Channel 07 : 2.442 GHz
      Channel 08 : 2.447 GHz
      Channel 09 : 2.452 GHz
      Channel 10 : 2.457 GHz
      Channel 11 : 2.462 GHz
      Channel 12 : 2.467 GHz
      Channel 13 : 2.472 GHz
      Channel 14 : 2.484 GHz

さらに重要なのは、ベース ステーションを適切に構成することも忘れないことです (マニュアルを参照してください)。

答え3

他の人もそれらのチャンネルを使用するので、重複しているが混雑していないチャンネルを持つ方が、他の人と同じチャンネルを持つよりも良いのです。多少の争いはありますが、それほどではありません。

答え4

「その他の」Wi-Fi チャネルは実際には使用すべきではありませんが、これらが使用される理由と、802.11 チャネルと干渉に関する一般的な情報を以下に示します。

信頼性について話すとき、私は一定の最低速度を提供する無線リンクについて言及しています。これは、VoIP やビデオ会議などにとって非常に重要です。速度は平均スループットを指し、ダウンロードにとって重要です。

米国では、チャネル 1 から 11 (または 1 から 9) を使用でき、重複しない 3 つの 22MHz (または 20MHz) チャネルが得られます。ヨーロッパでは、チャネル 1 から 13 を使用でき、重複しない 4 つの 20MHz チャネル、または干渉しない 2 つの 40MHz N モード チャネルが得られます。各チャネルは 5MHz 幅で、Wi-Fi には 20MHz の間隔が必要です。11b DSSS/CCK Wi-Fi は実際には 22MHz を使用するため、チャネル 1、6、および 11 の間隔は 25MHz が理想的です。これはほとんど廃止されていますが、g ネットワークでも最低ビットレートで DSSS にフォールバックするため、25MHz はまだ少し役立ちます。

5GHz 帯域には、重複しない 20MHz チャネルが 9 つあります (4 つずつスキップしていることに注意してください)。新しい機器の中には、4 つ以上のチャネルを追加しているものもあります。

理由 1: すべての Wi-Fi クライアント デバイスが常にアクセス ポイントのすぐ近くにあり、他のデバイスに干渉を引き起こしたり、離れた場所で信頼性の高い接続を確保したりすることを気にしていません。たとえば、チャネル 1、6、11 のネットワークを持つ近隣のデバイスがいますが、アクセス ポイントのすぐ近くにいるときに速度テストを実行すると、チャネル 3 などの中間のチャネルを使用すると最も高速であることがわかりました。その理由は、ワイヤレス デバイスは、同じチャネルで送信されている他の Wi-Fi トラフィックを検出できる場合は送信しないことで干渉を回避しているためです。チャネル 3 を使用すると、この機能は事実上無効になり、デバイスは近隣のネットワークからのトラフィックを認識できなくなります。干渉が検出されないため、デバイスはフル スピードで動作します。デバイスがアクセス ポイントのすぐ近くにいる限り、チャネル 1 と 6 の近隣からの干渉は、干渉を引き起こすほど強くはありません。ただし、重複するチャネルの 2 つが同時に使用されている場合、チャネル 1、3、または 6 のユーザーが離れると、信頼性がひどく低下します。

理由 2: 重複に対してより耐性のある 11b DSSS モードを使用しています。これらは拡散スペクトルであるため、多少重複するチャネルはリンクの品質を低下させるだけで、結果としてビット レートまたは範囲が低くなります。チャネル 1 ~ 11 の範囲に 4 つのチャネルを詰め込むことで、より高いパフォーマンスを実現できる可能性があります。11b は長い間廃止されており、干渉しない 3 つの 54mbps OFDM チャネル (またはヨーロッパでは 4 つ) を使用できる場合にこれを行う理由はまったくありません。6mbps OFDM (11g) の方が 2mbps DSSS よりも優れた範囲を提供できるはずなのに、Wi-Fi カードが 2、5.5、または 11mbps DSSS (11b) モードで送信しているのを見たことがありますか? これは、DSSS が OFDM よりも部分的に重複するチャネルに対して耐性があるためである可能性があります。

理由 3: 11b 標準より前の非常に古いワイヤレス機器をまだ使用しているか、特殊な狭帯域 5MHz ワイヤレス チャネルを使用しているか、ベビー モニターや電子レンジなどの狭帯域デバイスからの干渉を避けようとしている。この場合、チャネル 1、5、および 9 を使用し、帯域の上端 (チャネル 11 より上) を他の機器用に空けておくことができます。

Wi-Fi は、正しく構成されていれば、干渉を最小限に抑えるように設計されています。各ワイヤレス フレームには、最も遅い速度でブロードキャストされるヘッダーが含まれています。ヘッダーには、プリアンブルとパケット長が含まれています。高速データはその後に続きます。これは、エリア内のすべてのノードがフレーム ヘッダーを受信し、そのフレームがブロードキャストを終了するまで送信しないようにするためです。ノードが離れすぎて互いのヘッダーを認識できない場合、ネットワークは RTS/CTS モードに切り替わり、範囲外のノードが送信している間、すべてのノードがアクセス ポイントから信号を受信して​​静かになります。これは、11b デバイスは 11g フレーム ヘッダーを受信できないため、11b デバイスと 11g デバイスが混在する場合にも当てはまります。アクセス ポイントが中間のチャネルの重複に設定されている場合、このすべてが機能しなくなります。

この質問が投稿されてから 7 年の間に、多くのことが変わりました。安価なダブル チャネル幅の 11n デバイスが一般的になっています。最近では、9 つ​​以上の利用可能なチャネルのうち最大 8 つを組み合わせて、5GHz 帯域の超ワイドな高速チャネルを作成できる 11ac デバイスが一般的になりつつあります。

2 番目のチャネルを必要に応じて、またビジーでないと判断された場合にのみ使用する古い 108mbps Atheros ハードウェアとは異なり、新しい 11n 標準では干渉の低減がそれほど良くありません。40MHz チャネル モードが有効になっているときは、常にダブル ワイド チャネル モードで動作します。これは非常に悪いため、ほとんどの人は都市環境では 40MHz N モードを完全に無効にしています。

回答の中には、5GHz に移行するという意見もありました。11ac が一般的になりつつある中、4 または 8 チャネルの 11ac が近くで使用されている場合、使用する 1 つの (20MHz) チャネルを見つけることさえ、もはやそれほど簡単ではないかもしれません。11ac は、結合チャネルがすでに使用されている場合に干渉を生成しないという点で優れているはずですが、それがどの程度機能するかはわかりません。新しい 11ac アクセス ポイントに接続している 5GHz クライアントの多くは、実際には n モードで接続している b/g/a/n クライアントであり、2.4GHz で n が生成するのと同じ干渉を生成します。

干渉の発生や受信を増やすことなく速度を上げたい場合は、MiMO モードを使用して、1 つの 20 MHz チャネルから 2 つまたは 3 つのデータ ストリームを取得するのが最適です。残念ながら、超小型モバイル デバイスは通常、複数の MiMO ストリームをサポートしていません。

不適切に構成されたアクセス ポイント、MiMO のない安価なチャネル ボンディング アクセス ポイント、24 時間ストリーミングにより、Wi-Fi の信頼性は 10 年前よりもはるかに低下しています。この情報がお役に立てば幸いです。

Wi-Fi フレーム形式の詳細情報: http://rfmw.em.keysight.com/wireless/helpfiles/n7617a/ofdm_signal_structure.htm

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