Диапазоны частот и каналы

Wi-Fi в основном работает в двух радиочастотных диапазонах: 2.4 GHz и 5 GHz (в более новом оборудовании добавляется 6 GHz). Каждый диапазон разделён на каналы — небольшие участки частот, которые сети используют, чтобы не мешать друг другу. Понимание диапазонов и каналов необходимо для проектирования быстрой беспроводной сети без помех. В этом уроке объясняется, как работают оба параметра и как правильно выбирать каналы.

Диапазон 2.4 GHz обеспечивает большую дальность и лучше проходит через стены, поэтому хорошо подходит для покрытия. Однако он медленнее и сильнее загружен: его используют многие устройства, включая старые сети Wi-Fi, Bluetooth, микроволновые печи и беспроводные телефоны. Такая загруженность вызывает помехи. В диапазоне 2.4 GHz доступно лишь несколько пригодных для использования каналов, из-за чего избежать помех ещё сложнее.

Диапазон 5 GHz быстрее и гораздо менее загружен; в нём значительно больше неперекрывающихся каналов. Компромисс заключается в меньшей дальности и худшем прохождении через стены и перекрытия, поскольку высокие частоты быстрее затухают. Частота 5 GHz идеально подходит для высокоскоростных подключений в одной комнате или открытом пространстве, а 2.4 GHz обеспечивает большую дальность при меньшей скорости.

Каждый диапазон разделён на каналы. Две расположенные поблизости точки доступа, работающие на одном канале, создают помехи, поскольку используют одну и ту же частоту. Чтобы избежать этого, соседние AP должны работать на разных неперекрывающихся каналах. Представьте каналы как полосы движения на дороге: размещение автомобилей по отдельным полосам предотвращает столкновения. Грамотное планирование каналов — основа надёжной сети Wi-Fi.

В диапазоне 2.4 GHz в Северной Америке используются каналы с 1 по 11, но они перекрываются: ширина каждого канала больше расстояния между соседними каналами. Только каналы 1, 6 и 11 не перекрываются друг с другом. Поэтому в диапазоне 2.4 GHz следует придерживаться каналов 1, 6 и 11: любой другой канал перекрывается с двумя из них и создаёт помехи. Это классический факт, который часто проверяют на экзамене.

Диапазон 5 GHz предоставляет гораздо больше неперекрывающихся каналов — часто 20 и более, — поэтому AP можно размещать значительно свободнее и без помех. Именно это изобилие каналов во многом объясняет, почему 5 GHz лучше работает в условиях высокой плотности устройств. Некоторые каналы 5 GHz относятся к каналам DFS (Dynamic Frequency Selection) и совместно используются с радарами, поэтому AP должна освободить такой канал при обнаружении радара.

Каналы можно объединять, создавая более широкие каналы шириной 20, 40, 80 или 160 MHz, чтобы повысить скорость. Широкие каналы передают больше данных, но занимают большую часть диапазона и легче перекрываются, повышая риск помех. В перегруженном диапазоне 2.4 GHz широкие каналы использовать не следует. В свободном диапазоне 5 GHz они могут увеличить пропускную способность, если за эфир конкурирует мало соседних сетей.

Когда две расположенные поблизости AP используют один и тот же канал, возникает совместноканальная интерференция: им приходится делить эфир и работать по очереди, что вдвое снижает эффективную производительность. При использовании перекрывающихся каналов возникает интерференция соседних каналов, которая хуже: сигналы искажаются, а не просто делят эфир организованным образом. Правильное распределение каналов, особенно правило 1-6-11 в диапазоне 2.4 GHz, позволяет избежать обеих проблем.

Чтобы правильно выбрать каналы, специалисты проводят обследование беспроводной сети, выполняя scan, чтобы определить, какие каналы используют соседи и где покрытие слабое. Приведённая ниже идея показывает, какую информацию выявляет scan. На основе этих данных AP размещают и назначают им каналы, сводя перекрытия к минимуму, подобно тому как радиостанции распределяют по частотам, чтобы их сигналы не смешивались.

Многие современные точки доступа используют управление диапазонами, чтобы направлять совместимые устройства в более быстрый и менее загруженный диапазон 5 GHz, вместо того чтобы позволять им по умолчанию подключаться к 2.4 GHz. AP объявляет один SSID в обоих диапазонах и направляет каждого клиента в более подходящий диапазон с учётом уровня сигнала и нагрузки. Это автоматически распределяет клиентов между диапазонами и повышает общую производительность, не заставляя пользователей выбирать диапазон самостоятельно.

Выбирайте диапазон по задаче: 2.4 GHz — для дальности, 5 GHz — для скорости и меньшей загруженности. Назначайте неперекрывающиеся каналы; в диапазоне 2.4 GHz это означает 1, 6 или 11. Следите за шириной каналов и избегайте совместноканальной интерференции и интерференции соседних каналов. Именно эти решения, принятые по результатам обследования сети, отличают быструю и стабильную сеть Wi-Fi от медленной и ненадёжной.

Проверьте свои знания каналов.

Wi-Fi использует диапазон 2.4 GHz (большая дальность, более высокая загруженность, меньшая скорость) и диапазон 5 GHz (большая скорость, больше неперекрывающихся каналов, меньшая дальность). Каждый диапазон разделён на каналы; расположенные поблизости AP должны использовать разные каналы. В диапазоне 2.4 GHz не перекрываются только каналы 1, 6 и 11. Более широкие объединённые каналы повышают скорость, но усиливают помехи. Избегайте совместноканальной интерференции и интерференции соседних каналов, ориентируясь на результаты обследования беспроводной сети.