Pasma częstotliwości i kanały

Sieć Wi-Fi działa głównie w dwóch radiowych pasmach częstotliwości: 2.4 GHz i 5 GHz (nowszy sprzęt wykorzystuje także 6 GHz). Każde pasmo jest podzielone na kanały, czyli mniejsze wycinki częstotliwości, z których sieci korzystają, aby nie zakłócać się wzajemnie. Zrozumienie działania pasm i kanałów jest kluczowe przy projektowaniu szybkiej sieci bezprzewodowej wolnej od zakłóceń. W tej lekcji wyjaśniono oba te pojęcia oraz zasady rozsądnego wyboru kanałów.

Pasmo 2.4 GHz zapewnia większy zasięg i lepszą penetrację ścian, dlatego dobrze sprawdza się przy zapewnianiu pokrycia. Jest jednak wolniejsze i zatłoczone: korzysta z niego wiele urządzeń, w tym starsze urządzenia Wi-Fi, Bluetooth, kuchenki mikrofalowe i telefony bezprzewodowe. To zatłoczenie powoduje zakłócenia. Pasmo 2.4 GHz ma tylko kilka użytecznych kanałów, przez co jeszcze trudniej uniknąć zakłóceń.

Pasmo 5 GHz jest szybsze i znacznie mniej zatłoczone, a także oferuje o wiele więcej niepokrywających się kanałów. Wadą jest mniejszy zasięg i słabsza penetracja ścian oraz stropów, ponieważ fale o wyższej częstotliwości szybciej ulegają tłumieniu. Pasmo 5 GHz idealnie nadaje się do szybkich połączeń w tym samym pomieszczeniu lub na otwartej przestrzeni, natomiast 2.4 GHz dociera dalej, ale zapewnia niższą prędkość.

Każde pasmo jest podzielone na kanały. Dwa znajdujące się blisko siebie punkty dostępowe korzystające z tego samego kanału zakłócają się, ponieważ współdzielą dokładnie tę samą częstotliwość. Aby tego uniknąć, sąsiednie punkty dostępowe powinny korzystać z różnych, niepokrywających się kanałów. Można myśleć o kanałach jak o pasach ruchu na drodze: umieszczenie samochodów na osobnych pasach zapobiega kolizjom. Dobry plan kanałów ma kluczowe znaczenie dla niezawodnego działania Wi-Fi.

Pasmo 2.4 GHz ma kanały od 1 do 11 (w Ameryce Północnej), ale kanały te nakładają się na siebie, ponieważ każdy z nich jest szerszy niż odstęp między sąsiednimi kanałami. Tylko kanały 1, 6 i 11 nie nakładają się na siebie. Dlatego w paśmie 2.4 GHz należy korzystać z kanału 1, 6 lub 11; użycie dowolnego innego kanału powoduje nakładanie się na dwa z nich i prowadzi do zakłóceń. To klasyczna informacja egzaminacyjna.

Pasmo 5 GHz zapewnia znacznie więcej niepokrywających się kanałów, często 20 lub więcej, dzięki czemu punkty dostępowe można rozmieścić z większymi odstępami bez wzajemnych zakłóceń. Ta obfitość kanałów jest jednym z głównych powodów, dla których pasmo 5 GHz działa lepiej w gęsto zaludnionych środowiskach. Niektóre kanały 5 GHz to kanały DFS (Dynamic Frequency Selection) współdzielone z radarami, dlatego punkt dostępowy musi opuścić taki kanał po wykryciu radaru.

Kanały można łączyć w szersze kanały o szerokości 20, 40, 80 lub 160 MHz, aby zwiększyć prędkość. Szersze kanały przenoszą więcej danych, ale zajmują większą część pasma i łatwiej nakładają się na inne kanały, zwiększając ryzyko zakłóceń. W zatłoczonym paśmie 2.4 GHz szerokie kanały są złym rozwiązaniem. W przestronnym paśmie 5 GHz mogą zwiększyć przepustowość, gdy niewielu sąsiadów konkuruje o dostęp do medium radiowego.

Gdy dwa znajdujące się blisko siebie punkty dostępowe korzystają z tego samego kanału, występują zakłócenia współkanałowe: urządzenia muszą współdzielić czas transmisji i nadawać na zmianę, co zmniejsza efektywną wydajność nawet o połowę. Gdy korzystają z nakładających się kanałów, występują zakłócenia sąsiedniokanałowe, które są gorsze, ponieważ sygnały wzajemnie się zniekształcają zamiast umożliwiać uporządkowane współdzielenie medium. Prawidłowy przydział kanałów, zwłaszcza zasada 1-6-11 w paśmie 2.4 GHz, pozwala uniknąć obu problemów.

Aby prawidłowo wybrać kanały, technicy wykonują bezprzewodowy pomiar środowiska radiowego, skanując sieć w celu sprawdzenia, z których kanałów korzystają sąsiednie sieci i gdzie zasięg jest słaby. Poniższy przykład pokazuje rodzaj informacji ujawnianych przez takie skanowanie. Na podstawie tych danych rozmieszcza się punkty dostępowe i przydziela kanały tak, aby ograniczyć nakładanie się sygnałów — podobnie jak rozmieszcza się stacje radiowe, by nie zakłócały się wzajemnie.

Wiele współczesnych punktów dostępowych korzysta ze sterowania pasmem, aby kierować kompatybilne urządzenia do szybszego i mniej zatłoczonego pasma 5 GHz, zamiast pozwalać im domyślnie korzystać z pasma 2.4 GHz. Punkt dostępowy rozgłasza jeden identyfikator SSID w obu pasmach i kieruje każdego klienta do lepszego pasma na podstawie siły sygnału oraz obciążenia. Dzięki temu klienci są automatycznie równoważeni między pasmami, co poprawia ogólną wydajność bez konieczności ręcznego wyboru pasma.

Pasmo należy dobierać do zadania: 2.4 GHz zapewnia zasięg, a 5 GHz — prędkość i mniejsze zatłoczenie. Należy przydzielać niepokrywające się kanały; w paśmie 2.4 GHz oznacza to 1, 6 lub 11. Trzeba kontrolować szerokość kanału i unikać zakłóceń współkanałowych oraz sąsiedniokanałowych. Te decyzje, podejmowane na podstawie pomiaru środowiska radiowego, odróżniają szybką i stabilną sieć Wi-Fi od sieci wolnej i zawodnej.

Sprawdź swoją wiedzę o kanałach.

Sieć Wi-Fi korzysta z pasma 2.4 GHz (większy zasięg, większe zatłoczenie, mniejsza prędkość) oraz pasma 5 GHz (większa prędkość, więcej niepokrywających się kanałów, mniejszy zasięg). Każde pasmo dzieli się na kanały; pobliskie punkty dostępowe powinny korzystać z różnych kanałów. W paśmie 2.4 GHz tylko kanały 1, 6 i 11 nie nakładają się na siebie. Szersze, łączone kanały zwiększają prędkość, ale także ryzyko zakłóceń. Należy unikać zakłóceń współkanałowych i sąsiedniokanałowych, korzystając ze wskazówek z bezprzewodowego pomiaru środowiska radiowego.