Как влияет ширина канала на wifi роутере

Зоны действия роутеров способны перекрывать одна другую, что плохо сказывается на скорости и стабильности подключения к интернету. Так бывает в многоэтажных офисных и жилых зданиях. Часто качество снижается из-за неверной конфигурации роутера. Один из ключевых параметров сети — ширина канала Wi-fi. Указав значение, к примеру, 20 или 40 МГц, можно наладить и даже оптимизировать подключение. Нельзя однозначно сказать, какая ширина лучше, это зависит от условий использования роутера.

Широта беспроводного канала (другие названия — Channel Width, Bandwidth) — это его пропускная способность. Полоса пропускания влияет на скорость интернета.

Большинство современных роутеров предлагает выбор диапазонов 2,4 ГГц и 5 ГГц. Выгодное отличие диапазона 5 ГГц — значительно большее число сегментов сети.

Эти каналы представляют собой отдельные полосы частоты выбранного диапазона, через которые идёт вещание роутера. Пропускную способность можно сравнить с автомобильным шоссе, по которому данные «едут» к пользователю и обратно. Чем оно шире, тем быстрее происходит обмен информацией. К примеру, частотный диапазон 2,4 ГГц обычно позволяет выбрать ширину канала wifi протяжённостью 20 или 40 МГц.

Благодаря делению сети на такие сегменты все устройства в зоне покрытия могут иметь качественное интернет-соединение. Если же один канал диапазона используют сразу два или несколько устройств, это пропорционально замедляет работу подключения.

Вещание с идентичного сегмента в области пересечения с беспроводным покрытием другого маршрутизатора вызывает заметные помехи, скорость соединения падает. Определить, какой выбрать режим, можно в соответствии с нужной шириной и занятостью канала.

Какой режим выбрать

Лучше всего будут работать так называемые непересекающиеся каналы, которые имеют определённые номера. Их можно определить самостоятельно, если взглянуть на диаграмму вещания, к примеру, диапазона 2,4 ГГц:

Изначально маршрутизаторы с этим режимом частот могут вещать на всех 14 каналах, но некоторые из них резервируют для социальных и государственных нужд. К примеру, в США официально используют 11 каналов. При этом формально законы Соединённых Штатов не запрещают гражданским использовать 12-й и 13-й сегменты диапазона 2,4 ГГц в режиме пониженного энергопотребления. На территориях России и Украины доступны все каналы, кроме 14. Купленные в разных странах устройства могут видеть только те сегменты диапазона частоты, использование которых одобряет соответствующее законодательство.

Исходя из числа доступных россиянам и украинцам 13 каналов, лучше всего будут работать 1-й, 6-й и 11-й. Ширину сегмента сети также определяет стандарт беспроводной связи, который тоже полезно учитывать при выборе этого параметра.

К примеру, минимальная условная ширина канала спецификаций 802.11g и 802.11n составляет 20 МГц, в то время как её реальное значение снизилось до 16,25 МГц. Это обусловлено современными технологиями модуляции сигнала. Спектр каналов диапазона 2,4 ГГц со значением ширины 16,25 МГц имеет уже не 3, а 4 минимально пересекающихся сегмента с номерами 1, 5, 9 и 13.

Вещание на частоте 5 ГГц предоставляет значительно большее число каналов с идентичной начальной пропускной способностью. Эта более современная технология беспроводной связи позволяет выбрать из 23 непересекающихся сегментов, доступных в зависимости региона использования. Такие каналы обычно выделены жирным шрифтом в настройках маршрутизатора.

Устройства, которые поддерживают высокую скорость вещания на частоте 5 ГГц, дороже и не так распространены. Поэтому в эфире этого диапазона реже встречаются радиошум и помехи. При повышении пропускной способности до 40 или 80 МГц число непересекающихся сегментов сети 5 ГГц снизится до 10 либо 5 каналов соответственно.

Если же устройство работает со значением пропускной способности в 160 МГц, которое достигают посредством объединения двух потоков по 80 МГц, количество независимых полос диапазона уменьшится до двух.

Ширину каналов диапазона 2,4 ГГц можно повысить до 40 МГц, но это уменьшит число минимально взаимодействующих каналов до одного. Если же роутер вещает посредством 802.11N и более поздних спецификаций Wi-fi, количество непересекающихся сегментов шириной 40 МГц вырастет до двух — 3 и 11.

Современные стандарты беспроводной связи позволяют повысить значение пропускной способности до 80 и даже 160 МГц, однако это не всегда способствует стабильности и качеству подключения. Также следует учитывать, что чем больше ширина канала, тем меньше зона покрытия. Определить номер наименее востребованного сегмента диапазона сети и прочие показатели её работы можно при помощи следующих программ:

Windows	MacOS	Linux	Android
InSSIDer	WiFi Scanner	LinSSID	AirScout Live
WirelessNetView	iStumbler	iwScanner	Wi-Fi Analyzer
Free Wi-Fi Scanner	WiFi Explorer		Wi-Fi Visualizer
Acrylic WiFi Home	AirRadar		WiTuners Mobile

При диапазоне от 40 и более МГц номера каналов могут иметь вид двух цифр со знаком сложения или вычитания между ними. Они означают основной и вспомогательный сегменты сети соответственно. Для лучшего понимания рекомендуется представить потоки вещания роутера в виде дуг. Если между цифрами знак плюс, то главный канал использует левую дугу дополнительной полосы, а если минус, то правую. Смещение потоков взаимодействия определяет модель роутера. Примеры значений:

• «9+5» — роутер раздаёт интернет с канала 9, дополнительно используя левую область полосы 5.
• «40-1» — устройство вещает с сегмента 40, используя правую дугу потока 1.

20 МГц

Величина одной полосы пропускания диапазона 2,4 ГГц составляет 22 МГц, однако в настройках это значение сокращают до 20 МГц. Несмотря на меньшую пропускную способность, в отдельных  ситуациях этот режим обеспечивает стабильное и быстрое подключение. Его поддерживает большинство устройств, включая устаревшие модели планшетов и телефонов.

20 МГц рекомендуется выбирать при пересечении покрытия роутера с чужим вещанием. Это исключит помехи, которые можно встретить в многоэтажных домах и офисах с интенсивным использованием Wi-fi.

2,4 ГГц является самым востребованным режимом. Роутеры с настройками по умолчанию могут автоматически выбирать наибольшую пропускную способность, что сильно загружает вещание с шириной 40 МГц. По той же причине покрытие с каналами шириной 20 МГц часто бывает относительно свободным. Задав в настройках роутера это значение протяжённости канала, можно обеспечить качественным эфиром как минимум 3 устройства.

40 МГц

Диапазон 2,4 ГГц позволяет увеличить полосу пропускания до 40 МГц, но такое значение сделает интернет недоступным для гаджетов, чьи Wi-fi-модули ограничены 20 МГц. Среди недостатков более высокой пропускной способности также называют меньшее количество устройств, которые смогут одновременно получать качественное вещание с роутера.

Ширина канала в 40 МГц подходит как альтернатива автоматическому выбору полосы или при отсутствии пересечения с чужими зонами покрытия. В таких условиях можно будет обеспечить скоростным интернетом одно-два устройства. 40 МГц также имеет смысл указывать при использовании mesh-системы — однорангового покрытия, которое обеспечивают два и более устройств или ретрансляторов.

20/40 МГц (авто)

Этот режим установлен в заводской конфигурации роутера, так устройство самостоятельно подбирает оптимальную пропускную способность. Если подключение быстрое и стабильное, то указывать конкретные значения ширины канала необязательно.

20/40/80 МГц (авто)

Этот способ определения диапазона отличается от автоматического выбора между 20 или 40 МГц только наличием третьего варианта. Значение 80 МГц присутствует в конфигурациях более современных устройств.

Как установить или изменить ширину канала на роутере

Любой маршрутизатор может вещать в режиме 2,4 ГГц. Наиболее современные устройства также поддерживают режим работы 5 ГГц. Немногие из стандартов беспроводной связи работают только в этом диапазоне, но и они имеют обратную совместимость с гаджетами для 2,4 ГГц. Перед тем, как указать полосу пропускания, следует обратить внимание на спецификацию Wi-fi в настройках. Не тот стандарт связи может сделать недоступной конфигурацию желаемого диапазона частот.

Расположение параметров ширины канала, его номера и стандарта беспроводной связи в конфигурации роутера зависит от версии прошивки.

Старое оборудование может не иметь доступа в интернет после настройки, если ширина канала Wi-fi составляет 40 и более МГц. Если роутер работает в неподходящем режиме, устройства способны опознавать сеть без реального доступа к ней. Такое соединение подходит только для обмена системными данными между маршрутизатором и устройством.

Чтобы поменять значение полосы пропускания, сначала нужно открыть настройки роутера. Для этого необходимо подключить его к системному блоку, включить и ввести в адресной строке IP-адрес устройства. Он обычно указан вместе с логином и паролем по умолчанию на нижней или задней стороне корпуса.

Настройки пропускной способности определяются моделью роутера, версией и локализацией прошивки. Параметры «Ширина канала» или «Пропускная способность» также могут иметь названия Channel Width и Bandwidth.

TP-Link

Чтобы задать ширину канала вайфай в интерфейсе TP-Link, нужно перейти на вкладку «Беспроводной режим» в меню слева, и выбрать «Настройки беспроводного режима».

Asus

Конфигурация частотного диапазона для устройств этой фирмы находится в пункте «Беспроводная сеть» списка «Дополнительные настройки».

Zyxel Keenetic

Настройки ширины канала роутеров Zyxel Keenetic находятся на вкладке Wi-Fi.

В некоторых версиях этого интерфейса пропускную способность сети можно задать в дополнительных настройках вкладки «Домашняя сеть».

Keenetic

Чтобы указать ширину канала Wifi в современных маршрутизаторах Keenetic, понадобится перейти на вкладку «Домашняя сеть» в разделе «Мои сети и Wi-Fi».

Каждый диапазон частот имеет ссылку «Дополнительные настройки». Щёлкнув по ней, можно задать пропускную способность и прочие параметры Wifi.

D-link

Для выбора протяжённости полосы пропускания в устройствах D-Link потребуется перейти в пункт «Дополнительные настройки» меню Wi-Fi.

Tenda

Параметры выбора ширины канала Wifi в программной оболочке от Tenda находятся на вкладке Wireless Settings.

Высокое значение пропускной способности увеличивает скорость соединения, но не может служить гарантией его стабильности. Широкие полосы соседствующих покрытий перебивают друг друга, снижая качество подключения ниже показателей диапазона 2,4 ГГц.

Во время подключения роутера у многих пользователей затруднения вызывает пункт «Ширина канала WiFi», который появляется при настройке беспроводной сети. Для каждого из диапазонов частот (2.4 ГГц и 5 ГГц) в нем есть выбор одного из нескольких значений — 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц или авто. Какой из них лучше выбрать? По идее, можно было бы оставить все на откуп автоматике, чтобы роутер сам, исходя из своего анализа текущего состояния сети, выбирал оптимальный для работы режим. Однако, как известно, робот не всегда работает корректно. И для тонкой настройки WiFi имеет смысл самостоятельно разобраться, на что влияет ширина пропускания канала, и какую выбрать и как ее впоследствии изменить при необходимости.

Что такое ширина канала WiFi?

Простыми словами, ширина канала WiFi (Bandwidth, Channel Width) — это его пропускная способность.

Я уже подробно рассказывал о том, что такое канал wifi сети. Если коротко, то это отдельный сегмент внутри одного частотного диапазона, на котором работают беспроводные устройства. На рисунке ниже они отмечены в виде дуг.

Для того, чтобы все эти гаджеты не мешали друг другу, их разносят по разным сегментам, выбирая вручную наиболее свободный канал. В диапазоне 2.4 ГГц всего 13 каналов, у 5 ГГц — уже 33. А вот длина этих дуг — это как раз и есть ширина канала. По умолчанию она равна 22 МГц, но в настройках роутера для упрощения указывают значение «20 МГц»

Для того, чтобы сделать ее шире, можно увеличить значение в 2 раза, чтобы стало 40 МГц. И здесь мы пришли к следующему вопросу.

На что влияет ширина канала wifi?

Ширина беспроводного канала непосредственно влияет на скорость. Чем шире канал, тем больше устройств одновременно может обмениваться между собой данными. То же самое, что сравнить одноколейную железную дорогу с двух-, трех- или даже четырехполосной, которая может одновременно пропустить гораздо больше поездов и перевезти большее число пассажиров. Только пассажиры в нашем случае — это данные, которыми обмениваются между собой ноутбуки, компьютеры, смартфоны и ТВ приставки через wifi роутер. Поэтому на нем можно вручную назначить определенное значение.

При этом обязательно имейте в виду, что ширина беспроводного канала не влияет на скорость интернета при подключении устройства к роутеру по кабелю.

Какую выбрать ширину канала на маршрутизаторе?

Казалось бы, ставим самое больше число — и будет счастье? Но не так все просто. Дело в том, что устаревшие устройства могут не поддерживать более современные стандарты. И если, например, выставить ширину канала в 40 МГц, то они уже не смогут подключиться к такому wifi сигналу. Кроме того, чем шире канал, тем на меньшее расстояние «стреляет» сигнал, а значит сокращается зона приема.

Поэтому есть общее правило, какую ширину канала оптимальнее выбирать в том или ином случае

• 20/40/80 Мгц (Авто) – значение по умолчанию, которое подходит для большинства пользователей. Рекомендуется оставлять именно его для универсальности и при отсутствии проблем с сетью
• 20 МГц – можно установить при наличии помех от чужих роутеров и нестабильной работе беспроводного сигнала. При такой ширине создается 3 непересекающихся между собой канала в 2.4 GHz, а значит если подключить одновременно три девайса к роутеру, то они не будут никаким образом друг другу мешать. Подходит для многоквартирного дома с множеством окружающих сетей, которые создают помехи
• 40 МГц – отсекает от возможности работы с сетью некоторых гаджетов. Также в 40 МГц имеется только один канал, который не пересекается с другими, а значит комфортно по wifi будет работать только с одним устройством. Подключение каждого нового создает дополнительные помехи. Используем лишь тогда, когда не помогает автоматический режим или если вы живете в отдельном доме и используете Mesh систему.

Если панель управления вашим роутером не имеет русского языка, то в настройках следует искать пункт, который называться «Bandwidth» или «Channel Width»

Как установить ширину канала WiFi на роутере TP-Link?

Для изменения ширины канала на wifi роутере TP-Link необходимо зайти в основное меню «Дополнительные настройки» и открыть внутренний раздел «Настройки беспроводного режима»

Asus

На Асусе то же самое находится в рубрике «Беспроводная сеть», 20/40 MHz

Keenetic

В маршрутизаторах Keenetic настройка ширины беспроводного канала спрятана более глубоко.

1. Нужно зайти в меню «Домашняя сеть»

   

2. Далее нажать на ссылку «Дополнительные настройки» в блоке того диапазона частот, для которого нужно сменить ширину wifi (2.4 ГГц или 5 ГГц)

   

3. Откроется новое окно, в котором уже находим необходимую функцию — 20/40 МГц по стандарту

   

D-Link

На D-Link все просто — «WiFi — Дополнительные настройки»

Mercusys

В роутерах Mercusys открываем раздел «Расширенные настройки» и выбираем конфигурацию требуемого диапазона. В моем примере — 5 GHz, в котором присутствует возможность выбрать ширину канала wifi 80 МГц

Tenda

На маршрутизаторе Тенда данная опция называется «Полоса пропускания» и находится в меню «Настройка WiFi»

Для выбора у меня доступны 20, 40 или 20/40 МГц

Введение

Думаю, не ошибусь сильно, если у большинства из нас подключение к интернету выглядит следующим образом: есть некоторый довольно скоростной проводной канал до квартиры (сейчас уже и гигабит не редкость), а в квартире его встречает роутер, который раздаёт этот интернет клиентам, выдавая им «чёрный» ip и осуществляя трансляцию адресов.

Довольно часто наблюдается странная ситуация: при скоростном проводе, с роутера раздаётся совсем узенький wifi-канал, не загружающий и половины провода. При этом, хотя формально Wi-Fi, особенно в его ac-версии поддерживает какие-то огромные скорости, при проверке оказывается, что либо Wi-Fi подключается на меньшей скорости, либо подключается, но не выдаёт скорости на практике, либо теряет пакеты, либо всё вместе.

В какой-то момент и я столкнулся с похожей проблемой, и решил настроить свой Wi-Fi по-человечески. На удивление, это заняло примерно в 40 раз дольше, чем я ожидал. Вдобавок, как-то так случилось, что все инструкции по настройке Wi-Fi, которые я находил, сходились к одному из двух видов: в первом предлагали поставить роутер повыше и выпрямить антенну, для чтения второго же мне не хватало честного понимания алгоритмов пространственного мультиплексирования.

Собственно, эта заметка — это попытка заполнить пробел в инструкциях. Я сразу скажу, что задача до конца не решена, несмотря на приличный прогресс, стабильность подключения всё ещё могла бы быть лучше, поэтому я был бы рад услышать комментарии коллег по описанной тематике.

Глава 1:

Итак, постановка задачи

Wifi-роутер, предложенный провайдером, перестал справлять со своими обязанностями: наблюдаются длительные (30 секунд и больше) периоды, когда пинг до точки доступа не проходит, наблюдаются очень длительные (порядка часа) периоды, когда пинг до точки доступа достигает 3500 мс, бывают длительные периоды, когда скорость соединения с точкой доступа не превышает 200 кбит/сек.

Сканирование диапазона с помощью windows-утилиты inSSIDer выдаёт картинку, представленную в начале статьи. В округе наблюдается 44 Wifi SSID в диапазоне 2.4 ГГц и одна сеть в диапазоне 5.2 ГГц.

Инструменты решения

Самосборный компьютер Celeron 430, 2b Ram, SSD, безвентиляторный, две беспроводные сетевые карты на чипе Ralink rt2800pci, Slackware Linux 14.2, Hostapd из Git на сентябрь 2016 года.

Сборка роутера выходит за рамки данной заметки, хотя отмечу, что Celeron 430 хорошо показал себя в безвентиляторном режиме. Отмечу, что текущая конфигурация является последней, но не окончательной. Возможно, улучшения ещё осуществимы.

Решение

На самом деле, решение должно было бы, по хорошему, заключаться в запуске hostapd с минимальным изменениями настроек. Однако, опыт настолько хорошо подтвердил истинность поговорки «гладко было на бумаге, да забыли про овраги», что потребовалось написание этой статьи для систематизации знаний обо всех неочевидных подробностях. Также мне изначально хотелось бы избежать низкоуровневых подробностей для стройности изложения, но выяснилось, что это невозможно.

Глава 2

Немного теории

Частоты

Wi-Fi — это стандарт беспроводных сетей. С точки зрения OSI L2, точка доступа реализует концентратор типа switch, однако чаще всего она также совмещена с коммутатором уровня OSI L3 типа «роутер», что ведёт к изрядной путанице.

Нас же больше всего будет интересовать уровень OSI L1, то есть, собственно, та среда, в которой ходят пакеты.

Wi-Fi — это радиосистема. Как известно, радиосистема состоит из приёмника и передатчика. В Wi-Fi точка доступа и клиентское устройство осуществляют обе роли по очереди.

Wi-Fi-передатчик работает на некоторой частоте. Частоты эти занумерованы, и каждому номеру соответствует некоторая частота. Важно: несмотря на то, что для любого целого числа существует теоретическое соответствие этому числу некоторой частоты, Wi-Fi может работать только в ограниченных диапазонах частот (их три, 2.4 ГГц, 5.2 ГГц, 5.7 ГГц), и только на некоторых из номеров.

Полный список соответствий можно посмотреть в Wikipedia, нам же важно, что при настройке точки доступа, необходимо указать, на каком именно канале будет находиться несущая частота нашего сигнала.

Неочевидная деталь: не все Wi-Fi стандарты поддерживают все частоты.

Wi-Fi-стандартов есть два: a и b. «a» старше и работает в диапазоне 5ГГц, «b» новее и работает в диапазоне 2.4 ГГц. При этом b медленнее (11 mbit вместо 54 mbit, то есть, 1.2 мегабайта в секунду вместо 7 мегабайт в секунду), а диапазон 2.4 ГГц уже и вмещает меньше станций. Почему так — загадка. Вдвойне загадка, почему точек доступа стандарта а практически нет в природе.

(Картинка позаимствована из Википедии.)

(На самом деле, я немного лукавлю, потому что a поддерживает ещё частотный диапазон 3.7 ГГц. Однако, ни одного устройства, знающего что-нибудь про этот диапазон, мне не доводилось увидеть.)

Подождите, спросите вы, но есть же ещё 802.11g, n, ac — стандарты, и они-то, кажется, как раз должны побивать по скорости несчастные a и b.

Но нет, отвечу я вам. Стандарт g — это запоздалая попытка довести скорость b до скорости a, в диапазоне 2.4 ГГц. Но зачем, вы ответите мне, ты вообще вспоминал про b? Ответ, потому что несмотря на то, что диапазоны обоих b и g называются 2.4, на самом деле они чуть-чуть отличаются, и диапазон b на один канал длиннее.

Стандарты же n и ac вообще не имеют отношения к диапазонам — они регламентируют скорость, и только. Точка стандарта n может быть как «в базе» a (и работать на 5 Ггц), так и «в базе» b и работать на 2.4 ГГц. Про точку стандарта ac я не знаю, потому что не видел.

То есть, когда вы покупаете точку доступа n, нужно очень внимательно посмотреть, в каких диапазонах это n работает.

Важно, что в один момент времени один Wi-Fi чип может работать только в одном диапазоне. Если же ваша точка доступа утверждает, что может работать в двух одновременно, как например, делают бесплатные роутеры от популярных провайдерах Virgin или British Telecom, значит в ней на самом деле два чипа.

Ширина канала

На самом деле, я должен извиниться, потому что ранее сказал, что некий диапазон длиннее другого, не объяснив, что такое «длиннее». Вообще говоря, для передачи сигнала важна не только несущая частота, но и ширина кодированного потока. Ширина — это в какие частоты выше и ниже несущей может залезать имеющийся сигнал. Обычно (и к счастью, в Wi-Fi), каналы симметричные, с центром в несущей.

Так вот в Wi-Fi могут быть каналы шириной 10, 20, 22, 40, 80 и 160 МГц. При этом точек доступа с шириной канала в 10 МГц я никогда не видел.

Так вот, одним из самых удивительных свойств Wi-Fi является то, что несмотря на то, что каналы пронумерованы, они пересекаются. Причём не только с соседями а аж с каналами через 3 от себя. Иными словами, в диапазоне 2.4 ГГц только точки доступа, работающие на каналах 1, 6 и 11 — не пересекаются потоками шириной в 20 МГц. Иными словами, только три точки доступа могут работать рядом так, чтобы не мешать друг другу.

Что же такое точка доступа с каналом шириной 40 МГц? Ответ — а это точка доступа, которая занимает два канала (непересекающихся).

Вопрос: а сколько каналов шириной 80 и 160 МГц вмещается в диапазон 2.4 ГГц?

Ответ:Ни одного.

Вопрос, а на что влияет ширина канала? Точного ответа на этот вопрос я не знаю, проверить не смог.

Я знаю, что если сеть пересекается с другими сетями, стабильность соединения будет хуже. Ширина канала 40 МГц даёт больше пересечений и хуже соединение. Согласно стандарту, если вокруг точки есть работающие другие точки доступа, режим 40 МГц не должен включаться.

Верно ли, что вдвое большая ширина канала вдвое даёт большую пропускную способность?
Вроде бы, да, но проверить невозможно.

Вопрос: Если на моей точке доступа три антенны, верно ли, что она может создавать три пространственных потока и утроить скорость соединения?

Ответ: неизвестно. Может так оказаться, что из трёх антенн, две могут заниматься только отправкой, но не приёмом пакетов. И скорость сигнала будет несимметричная.

Вопрос: Так сколько же мегабит даёт одна антенна?

Ответ: Можно посмотреть вот здесь en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n-2009#Data_rates
Список странный и нелинейный.

Очевидно, самый важный параметр — это MCS-индекс, который именно и определяет скорость.

Вопрос: Откуда берутся такие странные скорости?

Ответ: Есть такая вещь как HT Capabilities. Это опциональные фишечки, которые могут чуть-чуть править сигнал. Фишечки бывают как очень полезные: SHORT-GI добавляет чуть-чуть скорости, около 20 мбит, LDPC, RX STBC, TX STBC добавляют стабильности (то есть должны уменьшать пинг и потерю пакетов). Впрочем, ваше железо может запросто их не поддерживать и при этом быть вполне «честным» 802.11n.

Мощность сигнала

Самый простой способ бороться с плохой связью — это вжарить больше мощности в передатчик. В Wi-Fi бывает мощность передачи до 30 dBm.

Глава 3

Решение задачи

Из всего вышеперечисленного винегрета, казалось бы, можно сделать следующий вывод: у вайфая можно реализовать два «режима» функционирования. «Улучшающий скорость» и «улучшающий качество».

Первый, казалось бы, должен говорить: бери самый незанятый канал, ширину канала 40 МГц, антенн побольше (желательно, 4), и добавляй побольше Capabilities.

Второй — убирай всё, кроме базового n-режима, включай мощность побольше, и включай те Capabilities, которые добавляют стабильности.

Вспоминая ещё раз пословицу про овраги, опишем, какие именно неровности местности ждут нас при попытке реализации планов 1 и 2.

Овраг нулевой

Хотя чипсеты семейства Ralink rt2x00 являются самыми популярными чипсетами с поддержкой стандарта n и встречаются как в картах высокого ценового диапазона (Cisco), так и диапазона бюджетного (TRENDNET), и более того, выглядят в lspci совершенно однаково, они могут обладать кардинально разным функционалом, в частности, поддерживать только диапазон 2.4, только диапазон 5ГГц, или поддерживать непонятно чем ограниченные части обеих диапазонов. В чём отличия — загадка. Также загадка, почему карта с тремя антеннами поддерживает только Rx STBC в два потока. И почему они обе не поддерживают LDPC.

Первый овраг

В диапазоне 2.4 есть только три непересекающихся канала. На эту тему мы уже говорил и я не буду повторяться.

Второй овраг

Не все каналы позволяют увеличивать ширину канала до 40 МГц, более того, на какую ширину канала согласится карта, зависит от чипсета карты, производителя карты, загрузки процессора и погоды на Марсе.

Третий, и самый большой овраг

Regulatory domain

Если вам не хватало для счастья того, что сами стандарты Wi-Fi представляют из себя знатный винегрет, то возрадуйтесь тому, что каждая страна мира стремится всякими разными способами Wi-Fi ущемить и ограничить. У нас в Великобритании всё ещё не так плохо, в отличие, скажем, от тех же США, где Wi-Fi спектр зарегулирован до невозможности.

Так вот, регуляторный домен может требовать ограничений на мощность передатчика, на возможность запустить на канале точку доступа, на допустимые технологии модуляции на канале, а также требовать некоторых технологий «умиротворения спектра», таких как DFS (динамический выбор частоты), детекция радара (которая ещё у каждого регдомена своя, скажем, в Америках почти всюду предлагаемая FCC, в Европе другая, ETSI), или auto-bw (я не знаю, что это такое). При этом со многими из них точка доступа не заводится.

Многие регуляторные домены просто запрещают некоторые частоты в принципе.

Задать регуляторный домен можно командой:

iw reg set NAME

Регуляторный домен можно не задавать, но тогда система будет руководствоваться объединением всех ограничений, то есть самым худшим вариантом из возможных.

По счастью, во-первых данные по регуляторным доменам есть в открытом доступе на сайте ядра:

git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/sforshee/wireless-regdb.git/tree/db.txt

И по ним можно искать. В принципе, вероятно, можно пропатчить ядро так, чтобы оно игнорировало регуляторный домен, но это надо пересобирать ядро или как минимум регуляторный демон crda.

По счастью, команда iw phy info выводит все возможности нашего устройства, с учётом (!) регуляторного домена.

Итак, как же нам поправить состояние нашего Wi-Fi?

Для начала найдём страну, в которой не запрещён 13 канал. Путь хотя бы половина частоты будет пустой. Ну, таких стран довольно много, хотя некоторые, не запрещая его в принципе, однако запрещают на нём или режим высокой скорости n, или вообще создание точки доступа.

Но одного 13 канала нам мало — ведь мы хотим соотношение сигнал-шум побольше, а значит хотим запускать точку с силой сигнала 30. Ищем-ищем в CRDA, (2402 - 2482 @ 40), (30) 13 канал, ширина 40 МГц, сила сигнала 30. Есть такая страна, Новая Зеландия.

Но что это, на частоте 5 ГГц требуется DFS. Вообще, это теоретически, поддерживаемая конфигурация, но почему-то не работает.

Факультативная задачка, выполнимая людьми с повышенными социальными навыками:

Собрать подписи/движение в поддержку ускоренного перелицензирования Wi-Fi-диапазонов в ITU (ну, или хотя бы в вашей стране) в целом в сторону расширения. Это вполне реально, какие-нибудь депутаты (и кандидаты в депутаты), жаждущие политических очков, будут рады вам помочь.

Это овраг номер 4

Точка доступа может не заводиться при наличии DFS, без объяснения причин. Итак, какой же регуляторный домен нам выбрать?

Есть такая! Самая свободная страна в мире, Венесуэла. Её регуляторный домен — VE.

Полные 13 каналов диапазона 2.4, с мощностью 30 dBm, и сравнительно расслабленный 5ГГц диапазон.

Задача со звёздочкой. Если у вас в квартире совсем катастрофа, даже хуже, чем у меня, для вас есть отдельный, бонусный уровень.

Регуляторный домен «JP», Япония, позволяет делать уникальную вещь: запускать точку доступа на мифическом, 14 канале. Правда, только в режиме b. (Помните, я говорил, что между b и g всё-таки есть маленькие отличия?) Поэтому если у вас всё уж совсем плохо, то 14 канал может быть спасением. Но опять же, его физически поддерживает немного что клиентских устройств, что точек доступа. Да и максимальная скорость в 11 Мбит несколько обескураживает.

Копируем /etc/hostapd/hostapd.conf в два файла, hostapd.conf.trendnet24 и hostapd.conf.cisco57

Правим тривиальным образом /etc/rc.d/rc.hostapd, чтобы запускал две копии hostapd.

В первом указываем канал 13. Правда, ширину сигнала указываем 20 МГц (capability 40-INTOLERANT), потому что во-первых, так мы будем теоретически стабильнее, а во-вторых, «законопослушные» точки доступа просто не будут запускаться на 40 МГц из-за того, что забитый диапазон. Ставим capability TX-STBC, RX-STBC12. Плачем, что capabilities LDPC, RX-STBC123 не поддерживаются, а SHORT-GI-40 и SHORT-GI-20 хотя и поддерживаются и чуть-чуть улучшают скорость, но и чуть-чуть понижают стабильность, а значит, их убираем.

Правда, для любителей можно пропатчить hostapd, чтобы появилась опция force_ht40, но в моём случае это бессмысленно.

Если вы находитесь в странной ситуации, когда точки доступа то включаются то выключаются, то для особых гурманов можно пересобрать hostapd с опцией ACS_SURVEY, и тогда точка будет сама сначала сканировать диапазон и выбирать наименее «шумящий» канал. Более того, в теории она даже должна мочь переходить по собственному желанию с одного канала на другой. Мне, правда, эта опция не помогла, увы :-(.

Итак, наши две точки в одном корпусе готовы, запускаем сервис:

/etc/rc.d/rc.hostapd start

Точки успешно стартуют, но…

Но та, что работает на диапазоне 5.7 — не видна с планшета. Что за чертовщина?

Овраг номер 5

Проклятый регуляторный домен работает не только на точке доступа, но и на приёмном устройстве.

В частности, мой Microsoft Surface Pro 3, хотя и сделан для европейского рынка, в принципе не поддерживает диапазон 5.7. Пришлось переключиться в 5.2, но тут хоть завёлся режим 40 Мгц.

Овраг номер 6

Всё завелось. Точки стартовали, 2.4 показывает скорость 130 Мбит (был бы SHORT-GI, было бы 144.4). Почему карта с тремя антеннами поддерживает только 2 пространственных потока — загадка.

Овраг номер 7

Завести-то завелось, а иногда скачет пинг до 200, и всё тут.

А секрет вовсе не в точке доступа прячется. Дело в том, что по правилам Microsoft, драйвера Wi-Fi карты сами должны содержать ПО для поиска сетей и подключения к ним. Всё как в старые-добрые времена, когда 56к-модем должен был иметь при себе звонилку (которую мы все меняли на Shiva, потому что звонилка, идущая в штатной поставке Internet Explorer 3.0 была слишком уж ужасна) или ADSL-модем должен был иметь клиент PPPoE.

Но и о тех, у кого штатной утилиты нет (то есть, о всех на свете!), Microsoft позаботилась, сделав так называемую «автоконфигурацию Wi-Fi». Эта автоконфигурация жизнерадостно плюёт на то, что к сети мы уже подключены, и каждые Х секунд сканирует диапазон. В Windows 10 даже нет кнопки «обновить сети». Работает отлично, пока сетей вокруг две-три. А когда их 44, система замирает и выдаёт несколько секунд пинга 400.

«Автоконфигурацию» можно отключить командой:

netsh wlan set autoconfig enabled=no interface="???????????? ????"
pause

Лично я даже сделал себе на десктопе два батника «включить autoscan» и «выключить autoscan».

Да, прошу обратить внимание, что если у вас русский Windows, то скорее всего сетевой интерфейс будет иметь название на русском языке в кодировке IBM CP866.

Саммари

Я накатал довольно длинную простыню текста, и должен был бы завершить её кратким резюме самых важных вещей:

1. Точка доступа может работать только в одном диапазоне: 2.4 или 5.2 или 5.7. Выбирайте внимательно.
2. Лучший регуляторный домен — это VE.
3. Команды iw phy info, iw reg get покажут вам, что вы можете.
4. 13 канал обычно пустует.
5. ACS_SURVEY, ширина канала 20 МГц, TX-STBC, RX-STBC123 улучшат качество сигнала.
6. 40 МГц, больше антенн, SHORT-GI увеличат скорость.
7. hostapd -dddtK позволяет запустить hostapd в режиме отладки.
8. Для любителей можно пересобрать ядро и CRDA, увеличив мощность сигнала и сняв ограничения регуляторного домена.
9. Автопоиск Wi-Fi в Windows отключается командой netsh wlan set autoconfig enabled=no interface=»???????????? ????»
10. Microsoft Surface Pro 3 не поддерживает диапазон 5.7 ГГц.

Послесловие

Я большинство материалов, использованных при написании данного руководства, найдены либо в гугле, либо в манах к iw, hostapd, hostapd_cli.

На самом деле, проблема ТАК И НЕ РЕШИЛАСЬ. Временами пинг всё равно скачет до 400 и стоит на таком уровне, даже для «пустого» диапазона в 5.2 ГГц. Посему:

Ищу в Москве спектроанализатор Wi-Fi диапазона, укомплектованный оператором, с которым можно было бы проверить, в чём вообще проблема, и не заключается ли она в том, что неподалёку находится очень важное и секретное военное учреждение, о котором никто не знает.

Постскриптум

Wi-Fi работает на частотах от 2 ГГц до 60 ГГц (менее распространённые форматы). Это даёт нам длину волны от 150мм до 5мм. (Почему вообще мы меряем радио в частотах, а не в длинах волн? Так же удобнее!) У меня, в целом, возникает мысль, купить обои из металлической сетки в четверть длины волны (1 мм хватит) и сделать клетку Фарадея, чтобы гарантированно изолироваться от соседского Wi-Fi, да и заодно от всего другого радиооборудования, вроде DECT-телефонов, микроволновок и дорожных радаров (24 ГГц). Одна беда — будет блокировать и GSM/UMTS/LTE-телефоны, но можно выделить для них стационарную точку зарядки у окна.

Буду рад ответить на ваши вопросы в комментариях.

Для подключения к Всемирной паутине пользователю необязательно разбираться в понятии ширины канала Wi-Fi. Однако эти знания позволяют сделать более качественную настройку модема и получить высокоскоростное интернет-соединение.

Ширина у канала в настройках роутера представляет собой его пропускные возможности, на разных моделях она может отличаться. Стандартно для бытовых сетей и, в частности, модема, поддерживается 20 или 40 МГц. Беспроводной Wi-Fi использует интервал частот 2,4 ГГц и 5 ГГц.

В диапазоне в свою очередь выявляются каналы или, так называемые, частотные линии. Их наличие позволяет разместить внутри одной полосы разные электроприборы, каждый из которых сможет эффективно работать и не влиять на остальные. Так, в рамках 2,4 ГГц выделяется 13 подобных каналов, однако только три из них не пересекаются; в 5 ГГц их численность выше и общая ширина на порядок больше.

Визуально канальную ширину можно представить в виде дуг с нижней и верхней границей толщиной 22 МГц, некоторые из них могут иметь общие точки пересечений. В практическом смысле это обозначает, что беспроводные сети других жильцов дома влияют друг на друга и могут провоцировать сбои при доступе в интернет.

Поэтому так важно изначально выбрать качественного провайдера и иметь возможность изменить полосу частот. Тогда не будет возникать вопроса, 20 или 40 МГц Wi-Fi, что лучше.

Интересно! В обновленных модемах, поддерживающих 5 ГГц, можно выставлять не только ширину в 20 и 40, но также 80 МГц.

На какую частоту настроить «полосу пропускания»

На первый взгляд пропускная способность Wi-Fi в 40 МГц является более предпочтительной, нежели 20 МГц, так как ширина канала определяет скорость интернет-соединения. Но не все однозначно в их показателях.

Ширина канала Wi-Fi 20 или 40 в чем разница:

• При ширине 20 МГц выделяются три канала, которые не пересекаются. Благодаря их свободному расположению независимо друг от друга в общий диапазон не проникают помехи. В этом случае можно легко подключать до трех различных устройства, не переживая, что они станут негативно взаимодействовать.
• Полоса 40 МГц позволяет размещать только один непересекающийся с другими канал. Поэтому при подсоединении к Wi-Fi нескольких приборов, каждый будет создавать препятствие и ограничивать общую скорость доступа. Особенно помехам подвержены беспроводные девайсы.
• Если используется устаревшая аппаратура, чистые режимы (40 МГц и выше) не подходят для постоянной работы по техническим стандартам, так как могут спровоцировать их несовместимость.

Есть ли разница между показателями 20 и 40 МГц на практике

Таким образом, из пункта выше становится ясно, что несмотря на то что большая частота пропускает сигнал лучше, она же влияет на соседние электронные устройства и снижает качество подключения. И чем шире полоса, тем вероятнее риск возникновения конфликта с другими Wi-Fi устройствами.

Принимая написанное во внимание, нужно:

• ставить 20 МГц, когда интернетом пользуются в многоквартирном доме;
• 40 МГц — когда в частном помещении без соседей и при слабом, нестабильном сетевом соединении.

В каждом индивидуальном случае подходит своя ширина 20 или 40 МГц Wi-Fi, так как следует учитывать местные условия. Основная рекомендация — поэкспериментировать самостоятельно: сначала настроить 20, затем оставить на пару дней 40 МГц, сравнить.

Совет. При отсутствии должного понимания различий между каналами следует оставить в роутере автоматическое определение частот. Если со связью нет серьезных проблем, модем будет успешно регулировать пропускную способность без вмешательства пользователя.

Проверка скорости интернет-соединения

Оценить скоростные возможности интернета в конкретном ноутбуке можно следующим способом:

1. Открыть Центр управления сетями и общим доступом.
2. Кликнуть на Изменения параметров адаптера и найти активную сеть.
3. С помощью правой кнопки мышки вывести на экран свойства и состояние Wi-Fi.
4. Посмотреть предельную скорость, которую может поддерживать сетевой адаптер компьютера. При необходимости интернет-карту можно заменить.

Чтобы сделать такую проверку для телефона, потребуется приложение, например, speedtest.net.

Как увеличить ширину канала Wi-Fi

Влиять на полосу пропускания сигнала можно практически в любом модеме, а операцию необходимо проводить, зайдя в параметры точки доступа. Выбор частоты делается следующим образом (на примере Tp-link):

1. Запустить браузер. Написать в верхней строчке адресов: 192.168.1.1 (или 0.1).
2. Зайти в настройки от имени администратора: ввести стандартное слово «admin» в графах имени пользователя и кода.
3. Найти в левой колонке меню «Беспроводной режим», открыть его параметры.
4. Кликнуть на надпись «Ширина канала» (или Bandwidth на английском языке), перейти на Wi-Fi 20 или 40.
5. Сохранить. После внесенных изменений лучше перезагрузить маршрутизатор.

Для изменения полосы частот на смартфоне и планшете нужно дополнительно скачать и установить приложение Wi-Fi Analyzer и выбрать в списке свободный канал. Для хорошей работы сети рекомендуется настроить непересекающийся номер (1, 6 или 11), который бы отличался от остальных доступных Wi-Fi в помещении. Затем можно производить действия в роутере.

Обратить внимание! Для каждой модели роутера существуют небольшие отличия в инструкции по установке и работе в конфигураторе, однако все действия ведутся через web-интерфейс.

Полоса частот Wi-Fi 20 или 40 выбирается с учетом количества подсоединенных приборов и специфики связи. Пользователь может как установить полосу частот по умолчанию, так и воспользоваться возможностью своего роутера и сменить ее на более оптимальную в текущих обстоятельствах.