Warum ist die Kanalauswahl bei WLAN-Routern so schlecht?

Question 1

Das Versagen von Wi-Fi-APs bei der Auswahl von 2,4-GHz-Kanälen ist auf eine Handvoll kleiner Probleme zurückzuführen:

Die meisten wählen nur beim Booten einen Kanal aus, aber ein Kanal, der beim letzten Neustart des AP gut war, kann sich Tage, Wochen oder Monate später als schlechte Wahl erwiesen haben.
Die meisten wollen den Startvorgang nicht dadurch verzögern, dass sie lange genug damit verbringen, wirklich jeden Kanal zu prüfen, also verwenden sie schlechte Heuristiken wie „Wählen Sie einfach den Kanal, auf dem wir die wenigsten APs sehen“, was nicht unbedingt damit korreliert, welcher Kanal den besten Durchsatz und die beste Zuverlässigkeit bietet. Schlimmer noch, diese übermäßig vereinfachten Heuristiken können Probleme verursachen, wie z. B. die Auswahl eines Kanals, der sich teilweise mit Kanälen überschneidet, auf denen sich andere APs befinden, was dazu führt, dass sich APs gegenseitig stören, ohne miteinander kooperieren zu können, wie dies der Fall wäre, wenn sie sich auf genau demselben Kanal befänden.
Die meisten verfügen nicht einmal über die erforderliche Spektrumanalysator-Hardware, um die HF-Störungen auf jedem Kanal wirklich auszuwerten. Sie verfügen über WLAN-Radios und konzentrieren sich auf Störungen durch andere WLAN-Geräte und sind sich der Störungen durch Nicht-WLAN-Geräte wie Bluetooth, Mikrowellenherde, schnurlose Telefone, drahtlose Subwoofer, Babyphone, drahtlose Kameras und mehr kaum bewusst.
Die Erstellung eines APs, der über die Hardware und die Algorithmen verfügt, um Kanäle nicht nur beim Booten gut auszuwählen, sondern die Kanalauswahl auch später immer wieder neu zu bewerten und Kanäle zu wechseln, wenn dies von Vorteil ist, ist sowohl teuer als auch mit potenziellen Interoperabilitätsproblemen behaftet. Nicht alle Clients reagieren gut auf Kanalwechselankündigungen des APs, sodass ein AP, der Kanäle im laufenden Betrieb wechselt, jedes Mal das Risiko birgt, dass Clients aus dem Netzwerk fallen.

Answer

Das Versagen von Wi-Fi-APs bei der Auswahl von 2,4-GHz-Kanälen ist auf eine Handvoll kleiner Probleme zurückzuführen:

Die meisten wählen nur beim Booten einen Kanal aus, aber ein Kanal, der beim letzten Neustart des AP gut war, kann sich Tage, Wochen oder Monate später als schlechte Wahl erwiesen haben.
Die meisten wollen den Startvorgang nicht dadurch verzögern, dass sie lange genug damit verbringen, wirklich jeden Kanal zu prüfen, also verwenden sie schlechte Heuristiken wie „Wählen Sie einfach den Kanal, auf dem wir die wenigsten APs sehen“, was nicht unbedingt damit korreliert, welcher Kanal den besten Durchsatz und die beste Zuverlässigkeit bietet. Schlimmer noch, diese übermäßig vereinfachten Heuristiken können Probleme verursachen, wie z. B. die Auswahl eines Kanals, der sich teilweise mit Kanälen überschneidet, auf denen sich andere APs befinden, was dazu führt, dass sich APs gegenseitig stören, ohne miteinander kooperieren zu können, wie dies der Fall wäre, wenn sie sich auf genau demselben Kanal befänden.
Die meisten verfügen nicht einmal über die erforderliche Spektrumanalysator-Hardware, um die HF-Störungen auf jedem Kanal wirklich auszuwerten. Sie verfügen über WLAN-Radios und konzentrieren sich auf Störungen durch andere WLAN-Geräte und sind sich der Störungen durch Nicht-WLAN-Geräte wie Bluetooth, Mikrowellenherde, schnurlose Telefone, drahtlose Subwoofer, Babyphone, drahtlose Kameras und mehr kaum bewusst.
Die Erstellung eines APs, der über die Hardware und die Algorithmen verfügt, um Kanäle nicht nur beim Booten gut auszuwählen, sondern die Kanalauswahl auch später immer wieder neu zu bewerten und Kanäle zu wechseln, wenn dies von Vorteil ist, ist sowohl teuer als auch mit potenziellen Interoperabilitätsproblemen behaftet. Nicht alle Clients reagieren gut auf Kanalwechselankündigungen des APs, sodass ein AP, der Kanäle im laufenden Betrieb wechselt, jedes Mal das Risiko birgt, dass Clients aus dem Netzwerk fallen.

Question 2

Das Hauptproblem besteht darin, dass das 2,4-GHz-Band in mäßig besiedelten Gebieten vollständig ausgelastet ist. Darüber hinaus stehen je nach Land nur 14 Kanäle zur Verfügung. Von diesen 14 Kanälen überlappen sich nur 3 Kanäle nicht und stören sich nicht gegenseitig. Und das gilt nur, wenn das Gerät nur 20 MHz Bandbreite nutzt und nicht die 40 MHz Bandbreite, die bei einigen Zugriffspunkten verfügbar sind.

Alle richtig konfigurierten WLAN-Router sollten nur Kanal 1, 6 oder 11 bei 20 MHz Bandbreite verwenden. Ein Access Point unterdrückt die Signale aller Access Points in der Nähe um mindestens 2 Kanäle höher und 2 Kanäle niedriger als er selbst. Noch schlimmer ist es, wenn er eine Bandbreite von 40 MHz hat.

Wenn sich Access Points auf demselben Kanal sehen können, arbeiten sie zusammen und teilen sich den Luftraum. Wenn zwei Access Points nahegelegene, aber unterschiedliche Kanäle verwenden, stören sie sich gegenseitig und jede Kollision führt zu Datenverlust.

Leider verwenden die meisten modernen WLAN-Router der Einfachheit halber standardmäßig die automatische Kanalauswahl. Sie halten sich jedoch nicht an die 1-, 6- oder 11-Regel. Stattdessen verwenden sie einen proprietären Algorithmus, der wahrscheinlich auf der Nutzung jedes Kanals basiert. Dies führt zu schweren und unvermeidbaren Störungen benachbarter Netzwerke und macht das 2,4-GHz-Band in einigen Bereichen praktisch unbrauchbar. Darüber hinaus erfolgt die automatische Kanalauswahl normalerweise nur während eines Neustarts oder selten überhaupt. Daher kann die Kanalauswahl schnell veraltet sein, da nahe gelegene Zugriffspunkte ebenfalls zwischen Kanälen wechseln und um den „saubersten“ Kanal konkurrieren. Um die Sache noch schlimmer zu machen, basiert die Kanalauswahl auf dem, was der AP hört, und nicht auf dem, was der Client hört, der sich möglicherweise näher an einem anderen Satz von APs befindet.

Das Problem liegt also nicht im Auswahlmechanismus, sondern in der Tatsache, dass das 2,4-GHz-Band völlig gesättigt ist. Und zwar nicht nur durch WLAN-Zugangspunkte, sondern auch durch schnurlose Telefone, Mikrowellen, Bluetooth, Babyphone, drahtlose Kameras und eine Vielzahl anderer Technologien.

Die Lösung besteht darin, das 5-GHz-Band zu verwenden. Es stehen Dutzende von 5-GHz-Kanälen zur Verfügung. Keiner davon überlappt sich mit anderen, wenn die Standardbandbreite von 20 MHz verwendet wird. Dies bedeutet, dass alle Geräte, die das 5-GHz-Band verwenden, ohne Störungen miteinander zusammenarbeiten können. Leider ermöglichen Wireless-N und insbesondere Wireless-AC breitere Kanäle, die sich überlappen, um einen höheren Durchsatz zu erzielen. Daher sollten Sie auch im 5-GHz-Band auf Gleichkanalstörungen achten und Ihre Einstellungen mit Bedacht wählen, anstatt die automatische Kanalauswahl zu verwenden.

In dicht besiedelten Gebieten bringt die Verwendung breiter Kanäle kaum oder gar keine Vorteile und könnte die Situation sogar verschlimmern.

Answer

Das Hauptproblem besteht darin, dass das 2,4-GHz-Band in mäßig besiedelten Gebieten vollständig ausgelastet ist. Darüber hinaus stehen je nach Land nur 14 Kanäle zur Verfügung. Von diesen 14 Kanälen überlappen sich nur 3 Kanäle nicht und stören sich nicht gegenseitig. Und das gilt nur, wenn das Gerät nur 20 MHz Bandbreite nutzt und nicht die 40 MHz Bandbreite, die bei einigen Zugriffspunkten verfügbar sind.

Alle richtig konfigurierten WLAN-Router sollten nur Kanal 1, 6 oder 11 bei 20 MHz Bandbreite verwenden. Ein Access Point unterdrückt die Signale aller Access Points in der Nähe um mindestens 2 Kanäle höher und 2 Kanäle niedriger als er selbst. Noch schlimmer ist es, wenn er eine Bandbreite von 40 MHz hat.

Wenn sich Access Points auf demselben Kanal sehen können, arbeiten sie zusammen und teilen sich den Luftraum. Wenn zwei Access Points nahegelegene, aber unterschiedliche Kanäle verwenden, stören sie sich gegenseitig und jede Kollision führt zu Datenverlust.

Leider verwenden die meisten modernen WLAN-Router der Einfachheit halber standardmäßig die automatische Kanalauswahl. Sie halten sich jedoch nicht an die 1-, 6- oder 11-Regel. Stattdessen verwenden sie einen proprietären Algorithmus, der wahrscheinlich auf der Nutzung jedes Kanals basiert. Dies führt zu schweren und unvermeidbaren Störungen benachbarter Netzwerke und macht das 2,4-GHz-Band in einigen Bereichen praktisch unbrauchbar. Darüber hinaus erfolgt die automatische Kanalauswahl normalerweise nur während eines Neustarts oder selten überhaupt. Daher kann die Kanalauswahl schnell veraltet sein, da nahe gelegene Zugriffspunkte ebenfalls zwischen Kanälen wechseln und um den „saubersten“ Kanal konkurrieren. Um die Sache noch schlimmer zu machen, basiert die Kanalauswahl auf dem, was der AP hört, und nicht auf dem, was der Client hört, der sich möglicherweise näher an einem anderen Satz von APs befindet.

Das Problem liegt also nicht im Auswahlmechanismus, sondern in der Tatsache, dass das 2,4-GHz-Band völlig gesättigt ist. Und zwar nicht nur durch WLAN-Zugangspunkte, sondern auch durch schnurlose Telefone, Mikrowellen, Bluetooth, Babyphone, drahtlose Kameras und eine Vielzahl anderer Technologien.

Die Lösung besteht darin, das 5-GHz-Band zu verwenden. Es stehen Dutzende von 5-GHz-Kanälen zur Verfügung. Keiner davon überlappt sich mit anderen, wenn die Standardbandbreite von 20 MHz verwendet wird. Dies bedeutet, dass alle Geräte, die das 5-GHz-Band verwenden, ohne Störungen miteinander zusammenarbeiten können. Leider ermöglichen Wireless-N und insbesondere Wireless-AC breitere Kanäle, die sich überlappen, um einen höheren Durchsatz zu erzielen. Daher sollten Sie auch im 5-GHz-Band auf Gleichkanalstörungen achten und Ihre Einstellungen mit Bedacht wählen, anstatt die automatische Kanalauswahl zu verwenden.

In dicht besiedelten Gebieten bringt die Verwendung breiter Kanäle kaum oder gar keine Vorteile und könnte die Situation sogar verschlimmern.

Question 3

Ich füge den bereits hervorragenden Antworten lediglich eine visuelle Darstellung der 2,4-GHz-Überlastung im Vergleich zum 5-GHz-Band hinzu.

Ich lebe in einer europäischen Hauptstadt mit einer starken Internet- und WLAN-Marktdurchdringung.

Darüber hinaus fügen die meisten lokalen ISPs ihren Routern/Modems/CPE standardmäßig eine zusätzliche Roaming-SSID/ein zusätzliches Roaming-Netzwerk hinzu, sodass es oft mindestens 1 SSIDx2 pro Haushalt/Nachbar ist. Bedenken Sie, dass neben den APs, die Signale senden, auch Clients senden.

Als Beispiel: Ich höre nur mit einem normalen Notebook ohne Verstärker an einem festen Punkt in meinem Schlafzimmer.ohneWenn ich zu Hause herumlaufe, kann ich mindestens 136 SSIDs (etwa 70-90 APs) sehen. Es wäre nicht weit, wenn ich vermuten würde, dass ich um mich herum etwa 200 Geräte (APs + Clients) habe, die Signale im 2,4-GHz-Band senden.

Vergleichen Sie die Grafiken auf der linken Seite (2,4 GHz) mit der rechten Seite im 5-GHz-Band.

Answer

Ich füge den bereits hervorragenden Antworten lediglich eine visuelle Darstellung der 2,4-GHz-Überlastung im Vergleich zum 5-GHz-Band hinzu.

Ich lebe in einer europäischen Hauptstadt mit einer starken Internet- und WLAN-Marktdurchdringung.

Darüber hinaus fügen die meisten lokalen ISPs ihren Routern/Modems/CPE standardmäßig eine zusätzliche Roaming-SSID/ein zusätzliches Roaming-Netzwerk hinzu, sodass es oft mindestens 1 SSIDx2 pro Haushalt/Nachbar ist. Bedenken Sie, dass neben den APs, die Signale senden, auch Clients senden.

Als Beispiel: Ich höre nur mit einem normalen Notebook ohne Verstärker an einem festen Punkt in meinem Schlafzimmer.ohneWenn ich zu Hause herumlaufe, kann ich mindestens 136 SSIDs (etwa 70-90 APs) sehen. Es wäre nicht weit, wenn ich vermuten würde, dass ich um mich herum etwa 200 Geräte (APs + Clients) habe, die Signale im 2,4-GHz-Band senden.

Vergleichen Sie die Grafiken auf der linken Seite (2,4 GHz) mit der rechten Seite im 5-GHz-Band.

Question 4

In einem stark ausgelasteten Gebiet, in dem sich Dutzende von APs auf den 2,4-GHz-Kanälen 1, 6 und 11 befinden, erhalte ich manchmal eine zuverlässigere Verbindung, indem ich 802.11b (den langsamsten Modus) erzwinge, insbesondere auf weniger genutzten Kanälen wie 4 und 8. DieBandbreitenüberlappungsdiagramm aus Wikipedia(unten) liefert verlockende Hinweise, warum dies funktionieren könnte, da das runde Bandbreitenprofil von 802.11b (DSSS) den Eindruck erweckt, als würde es sich am meisten um die Mitte seines eigenen Kanals kümmern, selbst wenn überlappende Kanäle vorhanden wären. Natürlich ist dieser Ansatz zu verrückt, als dass der Router ihn allein ausführen könnte. Ihre Erfahrung kann anders sein.

Answer

In einem stark ausgelasteten Gebiet, in dem sich Dutzende von APs auf den 2,4-GHz-Kanälen 1, 6 und 11 befinden, erhalte ich manchmal eine zuverlässigere Verbindung, indem ich 802.11b (den langsamsten Modus) erzwinge, insbesondere auf weniger genutzten Kanälen wie 4 und 8. DieBandbreitenüberlappungsdiagramm aus Wikipedia(unten) liefert verlockende Hinweise, warum dies funktionieren könnte, da das runde Bandbreitenprofil von 802.11b (DSSS) den Eindruck erweckt, als würde es sich am meisten um die Mitte seines eigenen Kanals kümmern, selbst wenn überlappende Kanäle vorhanden wären. Natürlich ist dieser Ansatz zu verrückt, als dass der Router ihn allein ausführen könnte. Ihre Erfahrung kann anders sein.

Warum ist die Kanalauswahl bei WLAN-Routern so schlecht?

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