Kanalplanering

Kanalplanering

2,4 GHz-bandet i detalj

Precis som det beskrevs i Nätverk 9.3 är 2,4 GHz-bandet det mest använda frekvensbandet för trådlöst nätverk. Det sträcker sig från 2 400 MHz till 2 483 MHz (totalt 83 MHz). Utöver trådlöst nätverk används det också för Bluetooth, tangentbord, möss, audio­överföring, videoöverföring, mikrovågsugnar och mycket mer. Det är därför ­väldigt trångt där och de många signalerna stör lätt varandra.

Att bygga ett trådlöst nätverk som kan hantera stora mängder data är komplicerat (framförallt om det ska ligga på 2,4 GHz-bandet). När två trådlösa nätverk med överlappande täckning kommunicerar på exakt samma frekvens stör de nämligen varandra. För att tydliggöra detta har frekvensbandet delats upp i ett antal kanaler som motsvarar de olika valbara frekvenserna på frekvensbandet. De flesta trådlösa routrar och accesspunkter ger sken av att det skulle finnas 13 kanaler att kommunicera på:

KanalCenterfrekvens
1 2412 MHz
2 2417 MHz
3 2422 MHz
4 2427 MHz
5 2432 MHz
6 2437 MHz
7 2442 MHz
8 2447 MHz
9 2452 MHz
10 2457 MHz
11 2462 MHz
12 2467 MHz
13 2472 MHz

Att det skulle finnas 13 kanaler stämmer inte överens med verkligheten, eftersom varje kanal är 20 MHz bred! Som framgår av listan ovan är det inte 20 MHz mellanrum ­mellan varje kanal. 20 MHz separation finns endast mellan kanal 1, 5, 9 och 13. Det finns därmed egentligen endast fyra kanaler. Alla andra kanaler går in i varandra!

Det är endast kanal 1, 5, 9 och 13 som är tillräckligt separerade för att användas.

Tyvärr används kanal 1, 5, 9 och 13 mycket sällan. Det har blivit de facto bransch­standard att använda kanal 1, 6 och 11 istället. Routrar och accesspunkter brukar ­använda någon av dessa tre kanaler när de väljer kanal automatiskt. Det gör att vi inte ens har fyra användbara kanaler utan enbart tre! Det hade varit önskvärt att börja om från början och använda fyrkanalsupplägget, men det hade krävt att alla router- och accesspunktsinnehavare (inkl. alla grannar) ändrat kanal samtidigt. Det är alltså inte något som är möjligt.

Kanal 1, 6 och 11 är kanalerna som används i praktiken.

I och med att kanal 1, 6 och 11 har blivit de facto branschstandard är det viktigt att hålla sig till dessa kanaler. Genom att använda exempelvis kanal 3 störs både utrustning på kanal 1 och utrustning på kanal 6.

Kanalbredd på 2,4 GHz-bandet

I administrationsgränssnittet för nästan alla routrar och accesspunkter finns möjlig­heten att välja kanalbredd (20 MHz eller 40 MHz). Ett trådlöst nätverk måste nämligen egentligen ta 40 MHz i anspråk för att nå de högsta möjliga hastigheterna på 2,4 GHz-bandet.

Inställning för kanalbandbredd

Funktionen för att ställa in kanalbredd visas på bilden ovan. Där går det att välja ­mellan 20 MHz breda kanaler eller automatisk omställning mellan 20 MHz och 40 MHz breda kanaler. Observera att det inte går att forcera användning av 40 MHz breda kanaler. Det beror på routrarnas och accesspunkternas grannsämjeläge. Om en accesspunkt skulle ta upp 40 MHz av 2,4 GHz-bandet skulle det knappt bli något frekvensutrymme över för grannarna. Routrar och accesspunkter känner därför av om det finns några andra trådlösa nätverk i närheten. Om det finns andra routrar och accesspunkter i närheten smalnar de av kanalbredden till 20 MHz, vilket leder till att databandbredden (antalet Mb/s) till den aktuella routern eller accesspunkten sänks.

Se jämförelsen i följande tabell. Den visar hur mycket trafik som en router eller accesspunkt kan skyffla med Wireless N beroende på hur många dataströmmar den arbetar med och vilken kanalbredd den har.

1 dataström2 dataströmmar3 dataströmmar
20 MHz 72 Mb/s 144 Mb/s 217 Mb/s
40 MHz 150 Mb/s 300 Mb/s 450 Mb/s

Av denna anledning är det önskvärt att om möjligt använda 40 MHz breda kanaler så länge huset endast har en router alternativt endast en accesspunkt.

Kanalplanering för accesspunkter

Med flera accesspunkter i samma byggnad bör däremot 20 MHz breda kanaler ­användas. Skälet till det må låta konstigt, men det är för att i sådana sammanhang ger 20 MHz breda kanaler bäst prestanda! Det begränsar visserligen hur höga hastigheter varje enskild klient kan komma upp i, men det ökar den totala kapaciteten för hela det trådlösa nätverket!

Anledningen till att den totala kapaciteten i nätverket ökar är att två accesspunkter med överlappande täckning inte bör kommunicera på samma kanal. Med 20 MHz breda kanaler finns det som tidigare nämnt tre kanaler att välja mellan. Med 40 MHz breda kanaler finns det bara två, vilket gör det synnerligen svårt att installera många accesspunkter utan att två av dem som använder samma kanal överlappar varandra någonstans (framförallt om störningar från eventuella grannätverk också räknas in).

Att välja 20 MHz breda kanaler gör att en enskild anslutning aldrig kan bli snabbare än 217 Mb/s. Nätverkets totala kapacitet kan samtidigt bli enorm. Ett tvåströmsbaserat Wireless N-nätverk med fyra stycken 20 MHz-accesspunkter utspridda på kanal 1, 6 och 11 kan i teorin skyffla 144 Mb/s per accesspunkt och således totalt 576 Mb/s. ­Genom att lägga till ytterligare två accesspunkter ökar den totala kapaciteten till 864 Mb/s. Det gäller bara att vara strategisk vid kanalvalet. Här följer ett exempel.

I det följande Unifi-systemet används från början tre accesspunkter (läs mer om Unifi i Nätverk 11). Eftersom det endast är tre accesspunkter totalt kan de ha varsin kanal. Om ytterligare en accesspunkt ska installeras (på den markerade platsen) måste dock någon av kanalerna återanvändas. Den nya accesspunkten bör då använda kanal 1, eftersom den andra accesspunkten som använder den kanalen (Arbetsrum) befinner sig långt ifrån. Accesspunkterna i garaget och hallen kommer troligtvis att överlappa den nya accesspunkten. Det är därför olämpligt att låta den nya accesspunkten använda kanal 6 (som i garaget) eller kanal 11 (som i hallen).

Två accesspunkter som använder samma kanal bör hållas väl separerade.

5 GHz-bandet i detalj

På 5 GHz-bandet finns betydligt mer plats. Det sträcker sig 5 170 MHz till 5 725 MHz, men det är inte alla frekvenser däremellan som kan användas för trådlös nätverks­kommunikation. Vissa frekvensspann inom området är reserverade för annan typ av kommunikation.

På 5 GHz-bandet är det till skillnad från 2,4 GHz-bandet inga problem att använda 40 MHz breda kanaler. Det går till och med att använda 80 MHz breda kanaler! Det finns heller inte lika mycket störningar från annan hemelektronik som det gör på 2,4 GHz-bandet. Det gör att de verkliga överföringshastigheterna blir betydligt högre på 5 GHz-bandet, även om det för med sig en nackdel i form av räckvidden (se Nätverk 9.13).

Bland konsumentelektronik är det vanligast att använda någon eller några av följande kanaler.

KanalCenterfrekvens
36 5 180 MHz
40 5 200 MHz
44 5 220 MHz
48 5 240 MHz

Vid 40 MHz breda kanaler används två av kanalerna samtidigt (t.ex. kanal 36 och kanal 40). Vid användning av 80 MHz breda kanaler används alla fyra. I detta samman­hang blir 5 GHz-bandets korta räckvidd något positivt. Eftersom 5 GHz-signalen inte når lika långt kan grannar som bor tätt dra nytta av alla dessa kanaler samtidigt utan att störa varandra.

I mer avancerade accesspunkter finns ännu fler kanaler på 5 GHz-bandet:

KanalCenterfrekvens
52 5 280 MHz
56 5 300 MHz
60 5 320 MHz
64 5 340 MHz
100 5 500 MHz
104 5 520 MHz
108 5 540 MHz
112 5 560 MHz
116 5 580 MHz
120 5 600 MHz
124 5 620 MHz
128 5 640 MHz
132 5 660 MHz
136 5 680 MHz
140 5 700 MHz

Dessa kanaler (kanal 52 till 140) är kanaler vars användande ställer krav på hårdvaran. Accesspunkter som kommunicerar på dessa kanaler måste ha funktioner för dynamiskt frekvensval. Det dynamiska frekvensvalet gör att exempelvis militärens radar kan få accesspunkten att byta kanal för att inte störa radarn (som använder samma frekvens).

Kanalbredd på 5 GHz-bandet

Precis som på 2,4 GHz-bandet går det att överföra mer data ju större kanalbredd det trådlösa nätverket har. Med Wireless N blir det samma teoretiska maxhastigheter som på 2,4 GHz-bandet. Skillnaden är att det är rimligt att använda 40 MHz-breda kanaler på 5 GHz-bandet, vilket det knappast är på 2,4 GHz-bandet.

1 dataström2 dataströmmar3 dataströmmar
20 MHz 72 Mb/s 144 Mb/s 217 Mb/s
40 MHz 150 Mb/s 300 Mb/s 450 Mb/s

Med Wireless AC blir det betydligt högre hastigheter.

1 dataström2 dataströmmar3 dataströmmar
20 MHz 72 Mb/s 144 Mb/s 217 Mb/s
40 MHz 150 Mb/s 300 Mb/s 450 Mb/s
80 MHz 433 Mb/s 867 Mb/s 1 300 Mb/s

Vikten av överlappande täckning

Unifi Fast roaming-tekniken, 802.11k, -r- och -v-standarderna är bra för att påskynda bytet mellan accesspunkter. Det innebär dock inte att Unifi Fast roaming och nämnda 802.11-standarder löser all roaming-problematik. Det trådlösa nätverket måste vara uppbyggt på ett sätt som gör att klienterna har accesspunkter att roama mellan.

Korrekt planering är helt avgörande för att få ett välfungerande roaming-nätverk. Accesspunkternas täckning måste överlappa varandra så att klienterna har möjlighet att byta accesspunkt medan de fortfarande har god täckning. Om accesspunkternas täckning ska överlappa måste de ha korrekt valda kanaler för att inte störa varandra.

Rigorös testning är vanligtvis också nödvändigt för att få ett välfungerande roaming-nätverk. Ett trådlöst nätverk kan se perfekt ut i teorin, men klienterna belastar inte alltid det som förväntat. Eftersom controllern samlar all information på ett ställe kan administratören anpassa det trådlösa nätverket efter det faktiska användarmönstret i stället för efter teoretiska modeller. 

För att slippa flytta accesspunkter rent fysiskt kan tre parametrar justeras i accesspunkterna så att de samarbetar bättre:

  • RSSI-tröskeln
  • uteffekten
  • max. antal tillåtna klienter.

RSSI-tröskeln behandlade vi närmare i Antal accesspunkter. Om för många eller för långsamma klienter är anslutna till en accesspunkt bör den tröskeln höjas (ställas närmare 0 dBm). En tröskelhöjning kan endast göras under förutsättning att det finns alternativa accesspunkter för klienterna att ansluta till.

Om två accesspunkter på samma kanal är för nära varandra rent fysiskt kan deras uteffekter ställas ned. Då når de inte lika långt och stör därmed inte heller varandra. 

Sist men inte minst: antalet tillåtna klienter kan begränsas om en accesspunkt belastas för hårt. Oftast är detta en nödlösning. Problemet bör egentligen lösas genom att flytta accesspunkterna rent fysiskt. 

Senast ändrad: 2017-05-31