Por que os roteadores WiFi fazem um trabalho tão ruim na seleção de canais?

Question

O congestionamento do Wi-Fi, especialmente na faixa de 2,4 GHz, é um problema sério em algumas áreas. É bastante difundido que existem muitos guias para escolher um canal menos congestionado. Por exemplohttps://www.howtogeek.com/197268/how-to-find-the-best-wi-fi-channel-for-your-router-on-any-operating-system/

Dado que a maioria dos roteadores escolhe automaticamente seu canal por padrão e o hardware parece capaz de detectar redes conflitantes, por que eles não fazem um trabalho melhor na seleção de canais?

Answer 1

A falha dos APs Wi-Fi em escolher bem os canais de 2,4 GHz se resume a alguns problemas:

• A maioria só escolhe um canal no momento da inicialização, mas um canal que era bom quando o AP foi reiniciado pela última vez pode ter se tornado uma escolha ruim dias, semanas ou meses depois.
• A maioria não quer atrasar a inicialização gastando tempo suficiente para avaliar verdadeiramente cada canal, então eles usam heurísticas ruins como "basta escolher o canal onde vemos o menor número de APs", o que não necessariamente se correlaciona com qual canal fornecerá o melhor rendimento e confiabilidade. Pior ainda, essas heurísticas simplificadas podem causar problemas como a escolha de um canal que se sobrepõe parcialmente aos canais em que outros APs estão, o que fará com que os APs interfiram uns com os outros sem serem capazes de cooperar entre si como fariam se estivessem exatamente no mesmo. canal.
• A maioria nem sequer possui o hardware analisador de espectro necessário para avaliar verdadeiramente a interferência de RF em cada canal; eles têm rádios Wi-Fi e se concentram na interferência de outros dispositivos Wi-Fi, e ignoram bastante a interferência causada por dispositivos não Wi-Fi, como Bluetooth, fornos de micro-ondas, telefones sem fio, subwoofers sem fio, babás eletrônicas, câmeras sem fio, e mais.
• Criar um AP que tenha o hardware e os algoritmos para escolher bem os canais, não apenas na inicialização, mas para continuar reavaliando as escolhas de canal posteriormente e mudar de canal quando houver benefício em fazê-lo, é caro e repleto de potencial interoperabilidade problemas. Nem todos os clientes são ótimos em honrar os anúncios de mudança de canal do AP, portanto, um AP que muda de canal dinamicamente corre o risco de fazer com que os clientes saiam da rede toda vez que isso acontece.

Answer 2

O problema geral aqui é que a banda de 2,4 GHz está completamente saturada em qualquer área moderadamente povoada. Além disso, existem apenas 14 canais, dependendo do país, disponíveis para uso. Desses 14, apenas 3 canais não se sobrepõem nem interferem entre si. E isso só é verdade se o dispositivo usar apenas 20 MHz de largura de banda e não a largura de banda de 40 MHz disponível em alguns pontos de acesso.

Todos os roteadores Wi-Fi configurados corretamente devem usar apenas os canais 1, 6 ou 11 com largura de banda de 20 MHz. Um ponto de acesso pisa nos sinais de qualquer ponto de acesso próximo por pelo menos 2 canais acima e 2 canais abaixo dele mesmo. Pior se estiver na largura de banda de 40 MHz.

Quando os pontos de acesso puderem se ver, no mesmo canal, eles cooperarão e compartilharão o espaço aéreo. Se dois pontos de acesso estiverem usando canais próximos, mas diferentes, eles se chocam e cada colisão resulta em perda de dados.

Infelizmente, a maioria dos roteadores Wi-Fi modernos, para simplificar, usam como padrão a seleção automática de canais. No entanto, eles não aderem à regra 1, 6 ou 11. Em vez disso, eles usam um algoritmo proprietário que provavelmente se baseia no uso de cada canal. Isso causa interferência severa e inevitável em redes próximas, praticamente inutilizando a banda de 2,4 GHz em algumas áreas. Além disso, as seleções automáticas de canais geralmente acontecem apenas durante uma reinicialização ou raramente acontecem. Assim, a seleção de canais pode rapidamente tornar-se obsoleta, pois os pontos de acesso próximos também saltam de canal e competem para encontrar o canal “mais limpo”. Para piorar a situação, a seleção do canal é baseada no que o AP ouve, e não no que o cliente ouve, o que pode estar mais próximo de um conjunto diferente de APs.

Portanto, o problema não é o mecanismo de seleção, mas o fato da banda de 2,4 GHz estar completamente saturada. Não apenas por pontos de acesso Wi-Fi, mas também por telefones sem fio, micro-ondas, Bluetooth, monitores para bebês, câmeras sem fio e inúmeras outras tecnologias.

A resposta é usar a banda de 5 GHz. Existem dezenas de canais de 5 GHz disponíveis. Nenhum deles se sobrepõe a outros se a configuração de largura de banda padrão de 20 MHz for usada. Isto significa que todos os dispositivos que utilizam a banda de 5 GHz podem cooperar entre si sem interferir. Infelizmente, o Wireless-N e especialmente o Wireless-AC permitem canais mais amplos que se sobrepõem na tentativa de fornecer maior rendimento. Portanto, mesmo na banda de 5 GHz, você deve estar ciente da interferência co-canal e escolher suas configurações com sabedoria, em vez de utilizar a seleção automática de canal.

Numa área densamente povoada, a utilização de canais amplos proporcionará pouco ou nenhum benefício e poderá, na verdade, piorar a situação.

Answer 3

Apenas adicionando uma representação visual sobre o congestionamento de 2,4 GHz versus a banda de 5 GHz às já excelentes respostas.

Moro numa capital europeia com forte penetração no mercado de Internet e Wifi.

Além disso, a maioria dos ISPs locais também adiciona um SSID/rede de roaming extra por padrão em seus roteadores/modems/CPE e muitas vezes é pelo menos 1 SSIDx2 por casa/vizinho. Tenha em mente que além dos APs transmitirem sinais, os clientes também transmitem.

Então por exemplo só ouvindo com um notebook normal sem nenhuma amplificação em um ponto fixo do meu quartosemandando pela casa, posso ver pelo menos 136 SSIDs (cerca de 70-90 APs). Não seria um longo trecho que me levasse a suspeitar que poderia ter ao meu redor aprox. 200 equipamentos (APs+clientes) transmitindo sinais na faixa de 2,4GHz.

Compare os gráficos do lado esquerdo, 2,4 GHz, com os do lado direito, na banda de 5 GHz.

Answer 4

Em uma área de alto congestionamento onde há dezenas de APs nos canais 1, 6 e 11 de 2,4 GHz, às vezes consigo uma conexão mais confiável forçando o 802.11b (o modo mais lento), especialmente em canais menos usados ​​como 4 e 8. Odiagrama de sobreposição de largura de banda da Wikipedia(abaixo) sugere pistas tentadoras de por que isso pode funcionar, já que o perfil redondo de largura de banda do 802.11b (DSSS) faz com que pareça que ele se importaria mais com o meio de seu próprio canal, mesmo se canais sobrepostos estivessem presentes. É claro que essa abordagem é muito maluca para o roteador fazer sozinho. Sua milhagem pode variar.