Planowanie kanałów Wi-Fi 5 GHz i 6 GHz
Planowanie kanałów jest jednym z najważniejszych elementów profesjonalnego projektu sieci Wi-Fi. Wpływa na przepustowość, roaming, stabilność, poziom zakłóceń oraz rzeczywistą pojemność sieci.
W paśmie 5 GHz dostępne jest znacznie więcej widma niż w paśmie 2,4 GHz. Standardowe kanały 20 MHz mogą pracować niezależnie albo być łączone w szersze kanały 40 MHz, 80 MHz lub 160 MHz. Szersze kanały mogą zwiększyć maksymalną prędkość, ale jednocześnie zmniejszają liczbę dostępnych kanałów niepokrywających się.
Dobór właściwej szerokości kanału
Producenci urządzeń Wi-Fi często podają wysokie wartości przepustowości uzyskane przy użyciu szerokich kanałów. W praktyce najszerszy kanał nie zawsze jest najlepszym wyborem.
Szerszy kanał zajmuje więcej widma. Przykładowo kanał 80 MHz wykorzystuje cztery sąsiednie kanały 20 MHz. Może to zwiększyć maksymalną prędkość pojedynczego klienta, ale ogranicza ponowne wykorzystanie kanałów i zwiększa ryzyko zakłóceń współkanałowych.
W sieciach z wieloma punktami dostępowymi węższe kanały często dają lepszą całkowitą pojemność, ponieważ umożliwiają lepsze ponowne wykorzystanie częstotliwości. Większa liczba niezależnych kanałów oznacza mniejszą konkurencję między sąsiednimi AP.
Kanały 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz i 160 MHz
Kanały 20 MHz dają największą liczbę dostępnych kanałów i często są najbezpieczniejszym wyborem w gęstych sieciach firmowych, magazynowych i przemysłowych.
Kanały 40 MHz mogą być użyteczne wtedy, gdy środowisko radiowe jest czyste, a liczba punktów dostępowych ograniczona.
Kanały 80 MHz mogą zapewnić wyższą maksymalną przepustowość, ale zmniejszają liczbę kanałów niepokrywających się i mogą zwiększyć rywalizację o czas antenowy w sieciach z wieloma AP.
Kanały 160 MHz należy stosować ostrożnie. Wymagają czystego widma, zgodnych urządzeń klienckich oraz planu kanałowego, który nie tworzy nadmiernych zakłóceń.
Dlaczego szersze kanały mogą obniżyć wydajność
Każde podwojenie szerokości kanału powoduje wzrost poziomu szumów o około 3 dB. Oznacza to niższy stosunek sygnału do szumu (SNR), jeśli poziom sygnału pozostaje taki sam.
Niższy SNR może wymusić niższy indeks MCS, a tym samym zmniejszyć rzeczywistą przepustowość. W niektórych środowiskach węższy kanał z lepszym SNR może zapewnić stabilniejszą i bardziej użyteczną pracę niż kanał szerszy.
Mieszane szerokości kanałów
Stosowanie różnych szerokości kanałów w tym samym obszarze może powodować dodatkowe problemy. Szerokie kanały mogą nakładać się na kilka węższych kanałów używanych przez inne punkty dostępowe.
Może to zwiększać rywalizację o medium, retransmisje oraz narzut protokołu. W środowiskach o dużym zagęszczeniu zwykle lepiej stosować spójny plan szerokości kanałów.
Kanały DFS w paśmie 5 GHz
Część pasma 5 GHz jest współdzielona z systemami radarowymi. Kanały te określa się jako DFS. Po wykryciu aktywności radarowej punkt dostępowy musi zakończyć nadawanie na danym kanale i przejść na inny.
Kanały DFS zapewniają dodatkowe widmo, ale mogą też powodować opóźnienia, zmianę kanału oraz problemy ze zgodnością niektórych urządzeń klienckich.
Skanowanie pasywne i aktywne
Urządzenia klienckie wykrywają sieci Wi-Fi za pomocą skanowania pasywnego lub aktywnego.
Przy skanowaniu pasywnym klient czeka na ramki beacon wysyłane przez punkty dostępowe. Może to trwać dłużej, szczególnie gdy urządzenie musi przeskanować wiele kanałów.
Przy skanowaniu aktywnym klient wysyła ramki Probe Request i oczekuje odpowiedzi Probe Response od punktów dostępowych. Jest to zwykle szybsze, ale na kanałach DFS urządzenia klienckie mogą być ograniczone do skanowania pasywnego.
W efekcie stosowanie wielu kanałów DFS może czasem spowolnić roaming, szczególnie w aplikacjach wrażliwych na opóźnienia, takich jak rozmowy głosowe przez Wi-Fi.
Wi-Fi 6E i kanały 6 GHz
Wi-Fi 6E rozszerza pracę sieci Wi-Fi o pasmo 6 GHz. Zapewnia ono dodatkowe widmo i pozwala stosować kanały 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz oraz 160 MHz przy mniejszym wpływie starszych urządzeń.
Pasmo 6 GHz jest szczególnie przydatne w sieciach o dużej pojemności, ale jego wykorzystanie zależy od przepisów obowiązujących w danym regionie. Dostępne kanały, limity mocy i tryby pracy mogą różnić się między krajami.
W profesjonalnych instalacjach pasmo 6 GHz powinno być planowane razem z pasmem 5 GHz, a nie traktowane jako prosta zamiana. Należy uwzględnić zgodność urządzeń klienckich, większe tłumienie propagacyjne, rozmieszczenie anten oraz ograniczenia regulacyjne.
Praktyczna rekomendacja
W gęstych sieciach Wi-Fi z wieloma punktami dostępowymi kanały 20 MHz lub 40 MHz zwykle zapewniają najlepszy kompromis między pojemnością, stabilnością i ponownym wykorzystaniem kanałów.
W małych sieciach z jednym lub dwoma punktami dostępowymi oraz czystym widmem kanały 80 MHz lub 160 MHz mogą zapewnić wyższą maksymalną przepustowość.
Właściwy wybór zawsze zależy od środowiska RF, liczby AP, zagęszczenia klientów, rodzaju aplikacji i wymaganej niezawodności.
Podsumowanie
Planowanie kanałów nie polega wyłącznie na wyborze jak najszerszego kanału i najwyższej możliwej prędkości. Chodzi o zachowanie równowagi między przepustowością, SNR, zakłóceniami, roamingiem i ponownym wykorzystaniem kanałów.
W rzeczywistych sieciach Wi-Fi, szczególnie w magazynach, halach przemysłowych i środowiskach firmowych, prawidłowy projekt RF oraz rozmieszczenie anten często mają większe znaczenie niż teoretyczna maksymalna prędkość podawana w kartach katalogowych.