なぜWiFiルーターはチャンネル選択が下手なのか?

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Wi-Fiの混雑は、特に2.4GHz帯では、一部の地域で深刻な問題となっています。混雑していないチャネルを選択するための多くのガイドがあるほど普及しています。例:https://www.howtogeek.com/197268/how-to-find-the-best-wi-fi-channel-for-your-router-on-any-operating-system/

ほとんどのルーターが自動的にチャンネルを選択するようにデフォルト設定されていることを考えると、ハードウェアは競合するネットワークを検出することができるように見えますが、なぜ彼らはチャンネル選択の良い仕事をしないのでしょうか?

  92  insysion  2018-04-05


ベストアンサー

Wi-Fi APが2.4GHz帯のチャンネルをうまく選ぶことができなかったのは、ほんの一握りの問題に起因しています

  • ほとんどの場合、起動時にしかチャンネルを選択しませんが、APが最後に再起動された時には良かったチャンネルが、数日後、数週間後、数ヶ月後には悪い選択になっている可能性があります
  • ほとんどの場合、すべてのチャネルを真に評価するのに十分な時間をかけて起動を遅らせたくないので、「AP が最も少ないチャネルを選べばいい」というような貧弱なヒューリスティックを使用しますが、これは、どのチャネルが最高のスループットと信頼性を提供するかとは必ずしも相関しません。さらに悪いことに、これらの過度に単純化されたヒューリスティックスは、他の AP が乗っているチャネルと部分的に重なるチャネルを選択するなどの問題を引き起こす可能性があり、これは、AP が全く同じチャネル上にいる場合のようにお互いに協力することができずにお互いに干渉する原因となります
  • 彼らはWi-Fiラジオを持っていて、他のWi-Fiデバイスからの干渉に焦点を当てており、Bluetooth、電子レンジ、コードレス電話、ワイヤレスサブウーファー、ベビーモニター、ワイヤレスカメラなどの非Wi-Fiデバイスによって引き起こされる干渉についてはかなり無知である
  • 起動時だけでなく、後でチャネルの選択を再評価し続け、チャネルを変更することでメリットがある場合にチャネルを変更するためのハードウェアとアルゴリズムを備えた AP を作成することは、コストがかかると同時に、潜在的な相互運用の問題を抱えています。すべてのクライアントが AP からのチャネル・スイッチのアナウンスを尊重することに長けているわけではないので、オンザフライでチャネルを変更する AP は、そのたびにクライアントがネットワークから落ちるリスクがあります

134  Spiff  2018-04-05


ここでの根本的な問題は、2.4GHz帯は、どのような中程度の人口密集地域でも完全に飽和状態にあるということです。さらに、国にもよりますが、利用できるチャンネルは14チャンネルしかありません。その14チャンネルのうち、3チャンネルだけがお互いに重なったり干渉したりすることはありません。そしてそれは、デバイスが20MHzの帯域幅のみを使用し、一部のアクセスポイントで利用可能な40MHzの帯域幅ではない場合にのみ当てはまります

すべての適切に設定されたWi-Fiルーターは、20MHzの帯域幅でチャネル1、6、または11のみを使用する必要があります。アクセスポイントは、近くのアクセスポイントの信号を、自分自身から少なくとも2つ上のチャネルと2つ下のチャネルのために踏みつけます。40MHzの帯域幅を使用している場合は最悪です

アクセスポイントが同じチャネルでお互いを見ることができる場合、アクセスポイントは協力して空域を共有します。2つのアクセスポイントが近くにあるが、異なるチャネルを使用している場合、それらはお互いを踏みつけ、各衝突の結果はデータを失うことになります

残念なことに、最近のほとんどのWi-Fiルーターは、簡単にするために、デフォルトでは自動チャンネル選択になっています。しかし、彼らは1、6、または11のルールを遵守していません。その代わりに、各チャンネルの使用状況に基づいた独自のアルゴリズムを使用しています。これは、近くのネットワークの深刻で避けられない干渉を引き起こし、事実上、2.4GHz帯をいくつかの地域で役に立たないようにレンダリングします。さらに、自動チャンネル選択は通常、再起動時にしか行われないか、まったく行われません。そのため、近くのアクセスポイントもチャンネルをジャンプし、「最もきれいな」チャンネルを見つけるために競い合うため、チャンネル選択はすぐに陳腐化することができます。さらに悪いことに、チャネル選択はAPが聞くものに基づいており、クライアントが聞くものではありません

つまり、問題は選択の仕組みではなく、2.4GHz帯が完全に飽和しているだけなのです。Wi-Fiアクセスポイントだけでなく、コードレス電話、電子レンジ、Bluetooth、ベビーモニター、ワイヤレスカメラ、その他あらゆる技術によって

答えは5GHz帯を使うことです。5GHz帯のチャンネルは何十もあります。標準的な20MHzの帯域幅設定を使用していれば、どれも他の機器と重なることはありません。つまり、5GHz帯を使用しているすべての機器が干渉することなく、お互いに協力し合うことができるのです。残念ながら、Wireless-N、特にWireless-ACでは、より大きなスループットを提供するために、より広いチャンネルが重複して使用できるようになっています。そのため、5GHz帯であっても、自動チャネル選択を利用するのではなく、協調チャネルの干渉を意識して賢く設定を選択する必要がある

人口密度の高い地域では、ワイドチャンネルを使用してもほとんどメリットはなく、実際には事態を悪化させる可能性があります

50  Appleoddity  2018-04-05


すでに優れた回答に、2.4GHz帯と5GHz帯の混雑状況を視覚的に表現したものを追加しただけです

私はインターネットとWifiの普及率が高いヨーロッパの首都に住んでいます

さらに、ほとんどのローカルISPは、ルータ/モデム/CPEにデフォルトで追加のローミングSSID/ネットワークを追加しており、多くの場合、ホーム/ネイバーごとに少なくとも1つのSSIDx2を追加しています。APが信号を放送するだけでなく、クライアントも放送することを覚えておいてください

そのため、例として、自宅の寝室の定点で増幅器を使わずに普通のノートパソコンで聞いているだけで、家の中を歩き回らずに、少なくとも136台のSSID(70~90台のAP)を見ることができます。2.4GHz帯の信号を放送している機器(AP+クライアント)が、私の周りに約200台あるのではないかと疑ってしまうほどではありません

左側の2.4GHz帯のグラフィックと右側の5GHz帯のグラフィックを比較してみましょう

wifi

13  Rui F Ribeiro  2018-04-08


Spiffが述べたように、チャネル選択は通常、代替チャネルの利用率を定期的に再評価するためには、追加またはより優れたハードウェアを必要とするため、ブート時にのみ行われる。また、チャネルを選択する際にAPがどのように協力すべきかについても、受け入れられている標準はありません。あるエリアのすべてのAPが突然、チャネル6がチャネル1や11よりも利用率が低いことを知ったらどうなるでしょうか?そうですね。数秒後にはチャンネル6は使用不能になり、すべてのAPはチャンネル1と11に戻ってジャンプしています…チャンネル6は次のAPの侵略のための主要なターゲットとして開いたままにしておきます

5GHz帯では、一部のチャンネル(ドイツと米国ではチャンネル52-64と100-140)でダイナミック周波数選択(DFS)が必要になる場合がある。しかし、これはAPの協調性を向上させることを目的としたものではなく、APが気象レーダーに影響を与えることを防ぐことを目的としたものである。DFSを使用するAPは、常に気象レーダーのためにチャンネルを監視しなければならず、気象レーダーである可能性のある何かを検出した場合には、直ちにそのチャンネルから離れなければならない(典型的には、36から48までのチャンネルに切り替えなければならず、これらは気象レーダーに使用されず、DFSを必要としないため…言い換えれば、APは、最良の代替チャンネルを選択するのではなく、気象レーダーから安全であることが保証されているチャンネルだけを選択しなければならない)

APのメーカーの中には、あるエリアが自社の(そして自社の)APの数だけでカバーされている場合に、チャネル割り当てを最適化するアルゴリズムを持っているものがあるかもしれません。この最適化プロセスに参加していない)「不正アクセスポイント」は、ネットワークを大きく乱す可能性があります。一部の企業では、自社の敷地内でローグAPの狩りを定期的に行っています

10  Klaws  2018-04-06


2.4GHz のチャネル 1, 6, 11 に何十台もの AP がある高混雑エリアでは、特に 4 や 8 のようなあまり使われていないチャネルでは、802.11b (最も遅いモード) を強制的に使用することで、より信頼性の高い接続を得ることがあります。bandwidth overlap diagram from wikipedia (下) は、802.11b (DSSS) の丸い帯域幅プロファイルは、オーバーラップするチャネルが存在していても、それが自分のチャネルの真ん中を最も気にしているように見えるので、これが動作するかもしれない理由を示唆しています。もちろん、このアプローチは、独自に行うには、ルータのためにあまりにも奇抜です。あなたのマイレージは異なる場合があります

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6  krubo  2018-04-08


本当の理由は、2.4gHZはジャンクバンドであり、決して何かに使うべきではなかったということです。そして、ジャンクバンドである理由は、それが水分子と同じ周波数であり、共鳴しているからです。電波天文学者が外惑星や星雲の探索に大々的に使っているのはそのためです。企業がバンドを欲しがらなかったのは、バンドが役に立たないことを知っていたからです。だからFCCの企業のtoadynessのおかげで、2.4ghZはデフォルトでパブリックドメインになりました。街のゴミ捨て場が公園として整備されているようなものだが、改善されていない

水分子の問題は無視できません。人間、犬、観葉植物、電子レンジ、水族館、雪、プラスチック製の水道管など、濡れたものは何でも干渉します。競合する送信機は、数分の間にさまよう「干渉の泡」を引き起こす。このさまよえることへの解決策はありません、水分子との 2.4 の共鳴の部分。あなたの近所のより多くの競争の送信機はより悪い放浪を得ます

言い方は悪いが、唯一の解決策は、実際にはスペクトルを5.6に上げることだ

-6  Gnarlodious  2018-04-06


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