FAQ
[Беспроводное устройство] Что такое DFS (Dynamic Frequency Selection) и как это работает на роутере ASUS?
[Беспроводное устройство] Что такое DFS (Dynamic Frequency Selection) и как это работает на роутере ASUS?
Что значит DFS-канал?
DFS — на диапазоне Wi-Fi 5 ГГц динамически выбирается частота, которая по умолчанию может быть предназначена(зарезервирована) для радаров. Например, для военных радаров, спутниковой связи, метеорологических радаров. Каналы DFS будут отличаться в зависимости от страны. Основным преимуществом использования каналов DFS является увеличение количества используемых каналов Wi-Fi. По закону требуется проверка доступности каналов в целях предотвращения электромагнитных помех радарам, работающим на частоте 5 ГГц.
Что происходит, когда на роутере включается DFS?
Если включить функцию DFS, роутер начнёт проверять, насколько занят тот или иной радиоканал и можно ли использовать DFS для работы локальной сети. Если роутер переключится на отличный от DFS канал, то он сразу будет работать на диапазоне 5 ГГц. Но, если на роутере включить DFS, то, по правилам, сначала запустится проверка доступности радиоканалов. Пока проверка идёт, сигнал 5 ГГц на роутере может не работать. Процесс проверки доступности радиоканала может занять от 1 до 10 минут, в зависимости от страны. Поэтому каналы DFS изначально недоступны на роутере. Обратите внимание: диапазоном 2,4 ГГц во время проверки DFS можно пользоваться. Или подождите 1–10 минут, пока не завершится проверка DFS.
В процессе работы роутер может зафиксировать, что используемый радиоканал используется радаром. Эта информация перейдёт устройствам-клиентам Wi-Fi, и роутер переключится на незанятый радиоканал. При этом на некоторое время на Wi-Fi — клиентах может произойти разрыв соединения.
Если пользователю нежелательны такие разрывы, то DFS лучше выключить. Как это сделать:
Как отключить автоматический выбор канала DFS?
Шаг 1. Подключите Ваше мобильное устройство или компьютер к сети роутера ASUS, используя соединение Wi-Fi или, соответственно, соединение Ethernet.
Шаг 2. Для входа в веб-меню введите в адресной строке браузера LAN IP — адрес роутера или адрес — URL: http://www.asusrouter.com
Примечание: Подробнее — в статье [Беспроводное устройство] Как войти на страницу настроек роутера (WEB UI)?
Шаг 3. Авторизуйтесь, введя имя пользователя и пароль, нажмите [Войти].
Примечание: Если Вы забыли имя пользователя и / или пароль, восстановите маршрутизатор до заводского состояния по умолчанию. Пожалуйста, обратитесь к ссылке: Как сбросить настройки на роутере?
Шаг 4. Перейдите в Беспроводная сеть > раздел «Общие».
Шаг 5. Выберите 5 GHz
Шаг 6. Отключите ширину канала 160MHz
Шаг 7. Выберите Auto для Выбора номера Канала и отключите Автовыбор канала, включая DFS
A. Если Smart Connect отключён, то меню настроек должно выглядеть аналогично примеру:
B. Если Smart Connect снова включили, то страница настроек должна выглядеть как в другом.
Примечание: Более подробную информацию о Smart Connect можно найти в разделе часто задаваемых вопросов: [Беспроводное устройство] Как настроить Smart Connect на роутере Asus?
Шаг 8. Нажмите Применить для сохранения настроек
Как получить (Утилиту / Прошивку)?
Последние версии драйверов, программного обеспечения, прошивок и руководств пользователя можно найти через Центр загрузок ASUS.
Подробную информацию о Центре загрузок ASUS можно найти, перейдя по ссылке.
Эта информация была полезной?
Yes
No
- Приведенная выше информация может быть частично или полностью процитирована с внешних веб-сайтов или источников. Пожалуйста, обратитесь к информации на основе источника, который мы отметили. Пожалуйста, свяжитесь напрямую или спросите у источников, если есть какие-либо дополнительные вопросы, и обратите внимание, что ASUS не имеет отношения к данному контенту / услуге и не несет ответственности за него.
- Эта информация может не подходить для всех продуктов из той же категории / серии. Некоторые снимки экрана и операции могут отличаться от версий программного обеспечения.
- ASUS предоставляет вышеуказанную информацию только для справки. Если у вас есть какие-либо вопросы о содержании, пожалуйста, свяжитесь напрямую с поставщиком вышеуказанного продукта. Обратите внимание, что ASUS не несет ответственности за контент или услуги, предоставляемые вышеуказанным поставщиком продукта.
Что такое DFS?
Dynamic Frequency Selection (англ. Dynamic Frequency Selection — динамический выбор частоты) — механизм, позволяющий нелицензированным устройствам, особенно работающим вне помещений, совместно использовать каналы частоты 5ГГц, которые были выделены для радиолокационных систем, не создавая помех для этих радаров.
При включенной функции DFS устройства будут контролировать частотный канал, который они используют для вещания. При обнаружении радиолокационных сигналов на используемом канале устройства автоматически освобождают этот канал и переключаются на альтернативный. Кроме того, канал, на котором были обнаружены радиолокационный сигналы, не будет использоваться в течение определённого периода времени.
Для каких каналов требуется DFS?
Примечание:
Представленный выше список содержит все каналы DFS в соответствии с регламентом радиосвязи ITU-T, но доступные каналы DFS могут отличаться в разных странах и регионах.
Как работает DFS?
Перед подключением:
Если точка доступа 5 ГГц с включенной функцией DFS выбирает канал DFS перед началом работы, то точка доступа будет сканировать канал DFS на наличие радиолокационных сигналов в течение определенного периода времени (около 1 или 10 минут). И если сигналы радара обнаружены на текущем канале, точка доступа освободит этот канал и переключится на другой канал.
Во время работы:
При работе на канале DFS точка доступа 5ГГц с включенной функцией DFS будет непрерывно сканировать используемый канал на наличие радиолокационных сигналов. Если радиолокационные сигналы обнаружены на текущем канале, точка доступа отключится от этого канала и выберет альтернативный канал.
Особенности работы DFS:
Если точка доступа 5ГГц при включении выберет канал DFS для использования, то клиентское устройство не сможет найти беспроводную сеть некоторое время.
Если точка доступа уже работает на канале DFS и обнаружены радиолокационные сигналы, клиентское устройство столкнется с отключением от Wi-Fi сети, однако соединение может быть восстановлено через некоторое время. При этом вы можете заметить, что частотный канал вещания изменился.
Примечание:
- При работе на каналах 52, 56, 60, 64, 100, 104, 108, 112, 132, 136, 140 точки доступа 5ГГц должны сканировать радиолокационные сигналы в течение примерно 1 минуты, а при работе на каналах 116, 120, 124, 128 в соответствии с регламентом радиосвязи ITU-T, это должно занять около 10 минут. Клиентское устройство не сможет обнаружить Wi-Fi в течение этого времени.
- Хотя функция DFS дает вам возможность использовать каналы DFS, но их использование может доставлять неудобства, если рядом часто работает радар.
Был ли этот FAQ полезен?
Ваш отзыв поможет нам улучшить работу сайта.
Что вам не понравилось в этой статье?
- Недоволен продуктом
- Слишком сложно
- Неверный заголовок
- Не относится к моей проблеме
- Слишком туманное объяснение
- Другое
Как мы можем это улучшить?
Спасибо
Спасибо за обращение
Нажмите здесь, чтобы связаться с технической поддержкой TP-Link.
Время на прочтение
8 мин
Количество просмотров 29K
В странах и городах с развитой телекоммуникационной инфраструктурой у пользователей всё чаще возникают нарекания на работу Wi-Fi. В урбанистической среде, плотно насыщенной клиентскими устройствами, использующими Wi-Fi, среднестатистическое качество связи год от года ухудшается. Можно ли как-то переломить эту тенденцию?
Сейчас в мире более 6,5 млрд устройств, подключённых к сети посредством этого беспроводного стандарта, а к 2020-му году их количество достигнет почти 21 млрд. Это примерно 2,8 устройств на каждого человека на планете. Так что нехватка пропускной способности беспроводных каналов будет только усугубляться. Однако для решения этой проблемы недостаточно просто установить больше мощных маршрутизаторов. Причиной «виртуальных пробок» является не только «узость дорог», но и ряд других факторов.
Сегодня в каждом доме и многих квартирах есть по Wi-Fi-роутеру, а в некоторых — по несколько Повышение скорости соединения обычно связано с более плотным использованием полос пропускания. Кроме того, мобильны операторы покушаются на Wi-Fi-диапазон, упаковывая в него часть трафика, и с появлением 5G ситуация может ещё больше усугубиться.
То есть Wi-Fi фактически стал жертвой собственного успеха. Что можно сделать для решения этой проблемы, или хотя бы для её смягчения?
Толчея в эфире
Хотя в разных странах регуляторы могут накладывать определённые требования по лицензированию спектра частот Wi-Fi, в целом этот диапазон остаётся более-менее открытым. Пользователи должны соблюдать технические требования, включая ограничения по мощности передачи, но для этого не нужно получить никаких специальных разрешений. Сегодня почти все общественные Wi-Fi-сети, в том числе и домашние, работают в диапазонах 2,4 и 5 ГГц. При этом 2,4-гигагерцовые волны лучше проникают сквозь стены и мебель, да и вообще передаются дальше по сравнению с 5-гигагерцовыми, при одинаковой мощности передачи.
К примеру, в США регулятор выделил для Wi-Fi полосу шириной 84,5 МГц. В рамках стандарта 802.11b/g/n ширина каналов — 20 или 22 МГц, так что в общую полосу можно без взаимного перекрытия уместить только три канала: 1, 6 и 11. В Европе ситуация почти такая же: 13 каналов, из которых одновременно можно использовать только три без взаимных перекрытий. В Японии чуть легче: 14 каналов и 4 одновременных неперекрывающихся.
Так что если в списке Wi-Fi-сетей вы видите более трёх 2,4-гигагерцовых роутеров, или если их три, но какой-то один использует канал, отличный от 1, 6 и 11, то имеет место наложение каналов.
В 5-гигацерцовом Wi-Fi ситуация иная: в диапазон от 5170 до 5905 ГГц уложено 38 неперекрывающихся каналов 10- и 20-мегагерцовой ширины (в США — 5180-5825 и 24 канала 20-мегагерцовой ширины, в Европе и Японии каналов ещё меньше). Казалось бы, в несколько раз больше каналов, которые не мешают друг другу, должны улучшить качество связи в 5-гигагерцовом диапазоне. Но тут вмешивается региональная специфика: в разных странах часть каналов могут быть недоступны для общественного использования, так как на этих частотах работают военные и метеорологические радары, спутниковое телевидение. Поэтому из-за сложности «вписывания» трафика в «проблемные» частоты подавляющее большинство роутеров их просто игнорируют.
Итак, в каждом из двух диапазонов у нас есть ряд неперекрывающихся каналов. Но из-за обилия роутеров и клиентских устройств перекрытие превратилось в нормальную ситуацию. Когда возникает коллизия — пересекаются две Wi-Fi-передачи — все участники временно замолкают, и через какую-то паузу снова возвращаются в эфир. Длительность пауз увеличивается экспоненциально по мере увеличения количества коллизий, в результате скорость работы и надёжность Wi-Fi-соединения снижаются.
В густонаселённых районах загруженность эфира может быть такова, что связь в 2,4-гигагерцовом диапазоне еле ползает. Это привело к тому, что в ряде стран провайдеры начали закрывать этот диапазон для передачи видео или голоса, а большинство производителей смартфонов вообще не рекомендуют пользоваться 2,4-гигагерцовым Wi-Fi. Стандарт IEEE 802.11ac вообще подразумевает работу только в 5-гигагерцовом диапазоне, хотя и обратно совместим с более старым IEEE 802.11n.
Современный Wi-Fi-эфир можно сравнить с загруженным шоссе в час пик. Но, как говорилось выше, дело не только в количестве клиентских подключений. Переход с 2,4 на 5 ГГц был призван решить проблему с перегруженностью каналов, но при этом пришлось пожертвовать покрытием. Это привело к тому, что многие пользователи начали применять аппаратные усилители и строить mesh-сети, чтобы добиться приличного уровня сигнала в каждой комнате. Усилители слушают эфир, получают от роутера сигнал и дублируют его с более высокой мощностью, иногда на другом канале. Это приводит к увеличению количества перекрытий Wi-Fi-передач в тех же частотных диапазонах.
Провайдеры и операторы
С этой точки зрения настоящим злом стали общественные точки Wi-Fi-доступа. В 2005 году испанский провайдер Fon Wireless впервые представил концепцию точек доступа для сообществ (community hotspots), которые создаются на базе частных роутеров, и сегодня это явление набирает популярность в мире. Некоторые интернет-провайдеры начали быстро развёртывать такие точки для подписчиков, используя для этого роутеры своих клиентов. Согласно данным исследовательской компании Juniper Research, в 2017-м треть домашних роутеров в мире смогут работать в режиме точки доступа для сообщества. На эти нужды будет выделяться часть Wi-Fi-спектра, причём владельцев самих роутеров даже не будут об этом предупреждать.
Но это ещё не всё. Стремительный рост поголовья смартфонов привёл к тому, что выделенные для мобильной связи полосы спектра оказались практически исчерпаны. И телеком-операторы планируют в ближайшие годы перенести существенную часть нагрузки по мобильной передаче данных в нелицензируемые Wi-Fi-диапазоны. Подобные технологии называются LTE-U (LTE-Unlicensed) и LAA (Licensed Assisted Access). Они подразумевают использование 4G LTE и роутеров для передачи данных в том же 5-гигагерцовом диапазоне, что и Wi-Fi. И хотя телеком-операторы уверяют, что это слабо скажется на пользователях Wi-Fi, ряд крупных компаний, включая Google и Microsoft, считают, LTE-U и LAA однозначно усугубят загруженность Wi-Fi-каналов и снизят качество связи.
Вам шашечки или ехать?
Идём дальше: в самом свежем стандарте IEEE 802.11ac уменьшено количество каналов в угоду увеличению скорости, чтобы транслировать потоковое видео в высоком разрешении и экономить аккумуляторы мобильных устройств, которые будут передавать данные на высоких частотах только в течение ограниченного времени. Максимальную пропускную способность подняли до 1,3 Гб/с. по сравнению с 450 Мб/с. в 802.11n. Но достигнуто это было в том числе и путём объединения каналов. В IEEE 802.11ac Wave 3 весь доступный Wi-Fi-спектр вообще разбивается всего на два канала по 160 МГц, то есть в это режиме одновременно без перекрывания могут работать только две пары устройств. Если, к примеру, ваш сосед использует один из этих двух каналов для просмотра кино, а другой сосед занял второй канал, то вам ничего не останется.
Как-то внезапно исчезло главное преимущество 5-гигагерцового диапазона перед 2,4-гигагерцовым — большое количество неперекрывающихся каналов.
Учитывая всё вышеописанное, в ближайшие годы Wi-Fi в больших городах рискует превратиться из быстрой альтернативы мобильному интернету в раздражающе медленную. Увы, но широкое распространение стандарта 802.11ac, предлагающего более широкие и быстрые, но малочисленные каналы лишь ухудшит ситуацию. К слову, телекоммуникационное агентство Ofcom ещё в 2013-м опубликовало исследование, в котором предсказан достижение критического уровня перегруженности Wi-Fi-спектра к 2020-му году.
DFS как временная мера
Помните про радары, имеющих приоритетное право использования части 5-гигагерцового диапазона? Сегодня эти каналы игнорируются потребительскими устройствами, но если начать массово их использовать, то это может полностью изменить картину.
Как подсказывает Капитан, далеко не на каждом углу в больших городах встречаются военные и метеорологические радары, многие из которых к тому же не работают круглосуточно. Поэтому эта часть спектра может быть задействована потребительскими устройствами при условии массового внедрения механизма DFS (Dynamic Frequency Selection): роутер постоянно отслеживает активность приоритетных источников сигнала, и как только начинает работать радар, происходит переключение на другой канал или снижение мощности передачи. DFS подразумевает освобождение канала в течение 10 секунд на последующие полчаса даже при обнаружении 1-миллисекундного импульса от приоритетного источника.
Большинство выпущенных в последние 3-4 года потребительских устройств — в первую очередь, смартфонов, планшетов и ноутбуков — могут понимать команды DFS, но для этого роутеры должны быть DFS-мастерами. То есть именно на роутеры ложится ответственность по мониторингу спектра и освобождению каналов смежного использования.
Но не так просто внедрить в роутер функцию DFS-мастера: радарные импульсы могут быть очень труднообнаруживаемы из-за их скоротечности (0,5 мс) и крайне низкого уровня энергии (-62..-64 дБ на млВт). Более того, инструменты обнаружения радарных импульсов съедают часть пропускной способности роутера, поскольку он вынужден перед началом использования канала прослушивать его в течение 60 секунд, прежде чем решить, что тот свободен, а также прослушивать между сеансами обмена данными.
На сегодняшний день функция DFS-мастера встречается только в дорогих роутерах, которые обычно используются в крупных компаниях. Но постепенно DFS проникает и в более низкие ценовые сегменты. Правда, это тоже не панацея: ведь при обнаружении сигнала от приоритетного источника роутер вынужден переходить на один из каналов по умолчанию, в неDFS-часть 5-гигагерцового спектра, а там довольно «тесно». Более того, современные роутеры обычно не возвращаются на DFS-каналы, пока их не перезагрузят. В корпоративных системах это делается ежедневно, а домашние роутеры могут работать без перезагрузки неделями и месяцами, пока владельцы не сообразят, что скорость Wi-Fi слишком низкая и пора перезагрузиться.
Дело в том, что в современных реализациях DFS радиомодуль прослушивает единовременно только один канал. И когда DFS-мастер мониторит канал, его радиомодуль в течение 60 секунд не должен ничего передавать в другие каналы, чтобы не мешать текущему прослушиванию. Во избежание подобных ситуаций большинство DFS-реализаций требуют перезагрузки роутера для возвращения в открытый DFS-канал.
Но если создать более эффективную технологию обнаружения приоритетных источников, то фактически простаивающие сегодня каналы помогли бы разгрузить 5-гигагерцовый Wi-Fi-спектр. Например, можно оснастить роутер детекторной системой — дополнительным радиомодулем для сканирования спектра и отдельным процессором для выявления радарных импульсов и управления каналами. При этом детекторная система должна быть полностью отделена от системы приёма/передачи Wi-Fi, что позволит решить большинство проблем, присущих современным реализациям DFS, когда один процессор отвечает и за передачу данных, и за поиск приоритетных источников сигнала. Отдельный радиомодуль позволит регулярно сканировать все каналы, и когда в текущем канале возникает приоритетный источник, роутер будет знать, есть ли другой открытый в данный момент DFS-канал, перенося соединение туда, а не в публичный канал по умолчанию. Точно также роутер может автоматически возвращаться в предыдущий DFS-канал по истечение получасового лимита без прерывания соединения.
При этом дополнительный процессор поможет минимизировать количество ложных обнаружений, тем самым увеличив длительность работы в DFS-каналах. Учитывая рост нагрузки на процессоры современных роутеров, второй процессор совсем не выглядит излишеством.
В принципе, всё это тоже временная мера: чем больше роутеров начнут использовать ныне простаивающие каналы, тем быстрее они тоже окажутся перегружены. Но к тому времени могут быть согласованы для использования Wi-Fi-сетями и другие диапазоны. Либо нам придётся просто смириться с тем, что через несколько лет в мегаполисах Wi-Fi будет работать, мягко говоря, не быстро.
На чтение 3 мин Просмотров 17к. Опубликовано
Обновлено
Если заглянуть в описание технических характеристик современных роутеров с поддержкой нового стандарта беспроводной связи WiFi 6, то можно обнаружить работу с таким алгоритмом, как «DFS». Что это за служба и как она используется на wifi маршрутизаторе? Об этом пойдет речь в данной статье.
Что такое DFS?
Dynamic Frequency Selection, или сокращенно DFS, — это технология, позволяющая задействовать для трафика обмена данных по дополнительные частотные каналы. Дословно переводится как «Динамический выбор частот»
То есть алгоритмы DFS призваны улучшить качество беспроводного соединения с роутером. Давайте посмотрим подробнее, каким образом. Если помните, на заре появления беспроводных сетей пользовались WiFi в диапазоне 2.4 ГГц. Я бы и сейчас с удовольствием его использовал, поскольку сигнал на 2.4 GHz обладает гораздо лучшей способностью преодоления препятствий, что особенно важно в многокомнатных квартирах с толстыми перекрытиями.
Однако с повсеместным распространением роутеров и умных беспроводных устройств и комплектов умного дома частоты 2.4 ГГц сильно загрузились. В результате чего скорости wifi стали сильно снижаться. Чтобы это понять, достаточно просто посмотреть в специальной программе количество одновременно работающих сетей в одном диапазоне
Другой стороной проблемы стали ограниченные возможности по передачи больших объемов данных через wifi сеть. То есть не только большое количество гаджетов стали потреблять wifi соединение, но и размеры информации стали слишком велики. Простой пример — раньше мы смотрели видео в разрешении HD, вес которых редко доходил до 1 ГБ. Сегодня же мы смотрим фильмы в 4К, которые весят несколько десятков гигабайт.
Эпоха 5 GHz
Тогда разработчики решили задействовать другой диапазон частот WiFi в 5 ГГц. У него значительно больше пропускная способность и максимальная скорость. Только вот с дальностью сигнала есть проблемы, которые стали решать с помощью усилителей сигнала и комплектами mesh систем роутеров.
Все было хорошо поначалу, но есть одна незадача. Широкому кругу пользователей для работы доступно лишь небольшое количество разрешенных частот в диапазоне 5 ГГц. Остальные зарезервированы для военных нужд — на них обмениваются сигналами радары и радиолокационные станции.
Появление алгоритма DFS каналов на wifi роутере
Но как мы понимаем, количество устройств, которые работают в диапазоне 5 ГГц, тоже неуклонно растет. И объемы трафика становятся от года к году все больше. При это военные радары все-таки размещены не повсеместно, и постоянно отключать свободные и вполне доступные частоты в такой ситуации становится непозволительной роскошью. Поэтому разработчики придумали встроить в роутер алгоритм DFS, который дает следующий выход из положения. При сильной загруженности разрешенных для WiFi 6 частот в диапазоне 5 ГГц маршрутизатор автоматически задействует одну из ранее закрытых. Но при появлении в радиусе приема сигнала от военных радаров служба DFS автоматически отключается, и роутер продолжает раздавать Wi-Fi на стандартной для 5 GHz частоте.
В этом и заключается преимущество современных роутеров с поддержкой WiFi 6 и DFS, то есть динамического выбора каналов беспроводных частот. В пиковые моменты нагрузки при большом количестве одновременно работающих устройств и параллельных соседских сетей роутер делает все возможное, чтобы скорость wifi осталась неизменной. В том числе и переключает их на соседние свободные каналы через алгоритмы Dynamic Frequency Selection. И работает это более эффективно, чем даже если бы выставить ширину wifi канала в 40 или 80 МГц.
Если еще вчера технология DFS использовалась только в топовых wifi роутерах, то сегодня производители все чаще встраивают ее уже в относительно бюджетные модели, например TP-Link Archer AX50, который был у нас на обзоре. Так что при выборе маршрутизатора для дома или офиса обращайте внимание на наличие DFS в характеристиках. Особенно, если стоимость роутера исчисляется несколькими тысячами рублей.
Актуальные предложения:
Задать вопрос
- 10 лет занимается подключением и настройкой беспроводных систем
- Выпускник образовательного центра при МГТУ им. Баумана по специальностям «Сетевые операционные системы Wi-Fi», «Техническое обслуживание компьютеров», «IP-видеонаблюдение»
- Автор видеокурса «Все секреты Wi-Fi»
( 739 оценок, среднее 3 из 5 )
What is dynamic frequency selection (DFS)?
In many countries, regulatory requirements may limit the number of 5 GHz channels available or place additional restrictions on their use because the spectrum is shared with other technologies and services. For instance, in the US and other countries, some of the Unlicensed National Information Infrastructure (U-NII) bands are used by radar systems. Wi-Fi networks operating in those bands are required to employ a radar detection and avoidance capability. The IEEE 802.11h standard addresses this requirement by adding support for DFS and transmit power control (TPC) on every DFS channel.
What is mobility in a healthcare setting?
Mobility is used to describe continuous network connectivity, providing the user with anytime, anywhere access to social media, clinical, or business application data. When Wi-Fi® client devices and the hospital network to which they connect properly support mobility, a wireless device can access the network while on the move anywhere in the building and sometimes outside of the building (e.g. walkways between buildings). To properly support mobility in hospitals, adherence to best practices in the design, installation, and management of the Wi-Fi network and devices is essential.
What is a mobile Wi-Fi device, and how is it different from a non-mobile Wi-Fi device?
Mobile devices refer to those used by an end user who moves about the hospital or healthcare facility and requires a persistent connection. Examples are patient-worn telemetry devices that continuously monitor the vital signs of an ambulatory patient, or a smart phone that provides a physician attending to a patient instant access to all of the clinical systems required to provide care.
Why does a Wi-Fi client roam from one AP to another?
There are many reasons why a client will roam from one AP to another, the most common one being when a client moves from the radio frequency (RF) boundary of one AP to another AP. Healthcare environments are often very challenging from an RF planning standpoint, due to their physical structure, with long hallways, isolated patient rooms, and shielded radiology areas. These physical challenges can create abrupt transitions between AP coverage areas and inhibit fast and efficient roaming performance. With the strict performance and availability requirements of medical devices, significant emphasis on establishing a robust and reliable Wi-Fi network is important.
What is off-channel scanning for Wi-Fi client devices?
Off-channel scanning is when a Wi-Fi client device tunes its radio to another channel to look for available APs or scans for APs on a channel to which it is not connected (hence “off-channel”). The client scans the off-channel APs looking for a suitable AP to connect to in case it needs to roam from its current ‘on-channel’ AP.
What is off-channel scanning for Wi-Fi access points (APs)?
An access point (AP) can also perform off-channel scanning. This process is the same as off-channel scanning for Wi-Fi client devices and essentially allows the AP to tune its radio to a different channel for a finite amount of time. Off-channel scanning is typically used as a method to detect sources of interference, rogue or unauthorized ad-hoc Wi-Fi networks. The operation of performing off-channel scanning is highly dependent in terms of manufacturer implementation and configuration of the WLAN.
What is the impact on clients when APs perform off channel scanning?
When an AP is performing an off channel scan, the client devices that are connected to it will not be able to send traffic to the network. This can be disruptive to real time streaming devices that rely on a persistent connection. Care should be taken in the configuration of off-channel scanning.
What are passive and active scanning?
The reason for client scanning is to determine a suitable AP to which the client may need to roam now or in the future. A client can use two scanning methods: active and passive. During an active scan, the client radio transmits a probe request and listens for a probe response from an AP. With a passive scan, the client radio listens on each channel for beacons sent periodically by an AP. A passive scan generally takes more time, since the client must listen and wait for a beacon versus actively probing to find an AP. Another limitation with a passive scan is that if the client does not wait long enough on a channel, then the client may miss an AP beacon.
How does DFS work?
If a Wi-Fi AP detects a radar system on a channel with DFS enabled, the AP must announce to associated client devices that it is vacating the channel on which the radar is detected and the new channel to which it is moving. The client devices must immediately vacate the channel and are expected to associate to an AP on a different channel.
How does DFS affect mobility?
For the 5 GHz bands that include DFS channels, clients are forbidden from performing active scans and must only use passive scanning. This can increase the time required to identify and select candidate roaming targets. This increase in scanning time may prevent some clients from keeping their connection active while roaming across APs.
When an AP detects radar it is allotted a period of time to search for available channels. This time period may exceed the application connectivity threshold and cause a client to lose its connection even though the DFS rules were strictly followed.
In some environments, it may be preferable to restrict RF usage to channels in which DFS is not mandated. Consult the country-specific regulations to determine which channels are DFS mandated.
What is the impact of security mechanisms on mobility?
The healthcare industry adheres to another layer of security requirements prescribed by laws addressing privacy and a patient’s clinical information (e.g. HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act, PCI (Payment Card Industry)). Protecting electronic health information is an essential business need for hospital administrators. Fortunately, Wi-Fi has strong encryption and authentication capabilities in the form of WPA2™ to assist IT managers in implementing security policies.
The basic security principle in IEEE 802.11 is that each time a client connects to an AP it must complete the authentication process. The two main types of security used are WPA2-Personal and WPA2-Enterprise and each has a different impact on roaming behavior because WPA2-Enterprise requires more steps in the authentication process. When the Enterprise version of Wi-Fi Protected Access® 2 is used, the required authentication when roaming adds time to the authentication or re-authentication process. For mobile devices, this added time may impact real-time streaming client performance. For important clinical applications like telemetry, where mobility is a part of the clinical usage, the use of a fast roaming algorithm such as 802.11r is recommended. As an example, when high quality of service (QoS) applications such as VoIP are used on a properly implemented Wi-Fi network, the combination of WPA2-Enterprise and fast roaming techniques provide a secure and reliable connection. The Wi-Fi Alliance’s Voice-Enterprise certification incorporates these important capabilities and is a key enabler of a high-performing enterprise WLAN.