Pourquoi les routeurs WiFi font-ils un si mauvais choix de canal ?

L'échec des points d'accès Wi-Fi à bien choisir les canaux 2,4 GHz tient à quelques problèmes :

• La plupart ne choisissent qu'un canal au démarrage, mais un canal qui était bon lorsque le point d'accès a été redémarré pour la dernière fois peut devenir un mauvais choix quelques jours, semaines ou mois plus tard.
• La plupart ne veulent pas retarder le démarrage en passant suffisamment de temps à évaluer vraiment chaque canal, donc ils utilisent de mauvaises heuristiques comme "choisissez simplement le canal où nous voyons le moins de points d'accès", ce qui ne correspond pas nécessairement au canal qui offrira le meilleur débit et la meilleure fiabilité. Pire encore, ces heuristiques simplifiées peuvent entraîner des problèmes comme le choix d'un canal qui chevauche partiellement les canaux sur lesquels se trouvent d'autres points d'accès, ce qui provoquera des interférences entre les points d'accès sans qu'ils puissent coopérer comme ils le feraient s'ils étaient sur le même canal exact.
• La plupart ne disposent même pas du matériel d'analyse de spectre nécessaire pour évaluer véritablement les interférences RF sur chaque canal; ils disposent de radios Wi-Fi et se concentrent sur les interférences des autres appareils Wi-Fi, et sont assez ignorants des interférences causées par des appareils non Wi-Fi tels que le Bluetooth, les fours à micro-ondes, les téléphones sans fil, les caissons de basses sans fil, les baby monitors, les caméras sans fil, etc.
• Créer un point d'accès qui possède le matériel et les algorithmes pour bien choisir les canaux non seulement au démarrage, mais pour continuer à réévaluer les choix de canaux plus tard, et changer de canal quand il y aurait un avantage à le faire, est à la fois coûteux et rempli de problèmes potentiels d'interopérabilité. Tous les clients ne sont pas bons pour respecter les annonces de changement de canal du point d'accès, donc un point d'accès qui change de canal en cours de route risque d'avoir des clients déconnectés du réseau à chaque fois qu'il le fait.

Le problème principal ici est que la bande de 2,4 GHz est complètement saturée dans toute zone modérément peuplée. De plus, il n'y a que 14 canaux, en fonction du pays, disponibles à utiliser. Sur ces 14, seuls 3 canaux ne se chevauchent pas et n'interfèrent pas les uns avec les autres. Et cela est vrai uniquement si le dispositif utilise uniquement 20MHz de largeur de bande et non les 40MHz de largeur de bande disponibles sur certains points d'accès.

Tous les routeurs Wi-Fi correctement configurés ne devraient utiliser que les canaux 1, 6, ou 11 à 20MHz de largeur de bande. Un point d'accès perturbe les signaux de tout point d'accès à proximité d'au moins 2 canaux plus haut et 2 canaux plus bas que lui-même. Pire s'il est sur une largeur de bande de 40MHz.

Quand les points d'accès se voient sur le même canal, ils coopèrent et partagent l'espace aérien. Si deux points d'accès utilisent des canaux proches, mais différents, alors ils perturbent les uns les autres et chaque collision entraîne une perte de données.

Malheureusement, la plupart des routeurs Wi-Fi modernes, pour plus de simplicité, se mettent en mode de sélection automatique de canal. Cependant, ils ne respectent pas la règle 1, 6, ou 11. Ils utilisent plutôt un algorithme propriétaire qui est probablement basé sur l'utilisation de chaque canal. Cela provoque une interférence sévère et inévitable des réseaux voisins, rendant pratiquement la bande de 2,4 GHz inutile dans certaines zones. De plus, les sélections automatiques de canal se produisent généralement uniquement lors d'un redémarrage ou rarement du tout. Ainsi, la sélection du canal peut rapidement devenir obsolète alors que les points d'accès à proximité sautent également de canal et rivalisent pour trouver le canal le plus "propre". Pour aggraver les choses, la sélection du canal est basée sur ce que les AP entendent, et non sur ce que les clients entendent, qui peuvent être plus proches d'un ensemble différent de AP.

Ainsi, le problème n'est pas le mécanisme de sélection, mais le fait que la bande de 2,4 GHz est complètement saturée. Non seulement par les points d'accès Wi-Fi, mais aussi par les téléphones sans fil, les micro-ondes, le Bluetooth, les babyphones, les caméras sans fil, et un certain nombre d'autres technologies.

La réponse est d'utiliser la bande de 5GHz. Il y a des dizaines de canaux 5 GHz disponibles. Aucun d'entre eux ne se chevauchent avec les autres si le réglage standard de 20MHz de largeur de bande est utilisé. Cela signifie que tous les appareils utilisant la bande 5 GHz peuvent coopérer les uns avec les autres sans interférence. Malheureusement, les normes Wireless-N et surtout Wireless-AC permettent des canaux plus larges qui se chevauchent dans le but de fournir un débit plus élevé. Ainsi, même dans la bande de 5 GHz, vous devriez être conscient de l'interférence co-canal et choisir vos paramètres judicieusement, plutôt que d'utiliser la sélection automatique de canal.

Dans une zone densément peuplée, l'utilisation de canaux larges apportera peu, voire aucun bénéfice, et risquerait même d'aggraver les choses.

Juste ajouter une représentation visuelle de la congestion à 2,4 GHz par rapport à la bande 5 GHz aux excellentes réponses déjà fournies.

Je vis dans une capitale européenne avec une forte pénétration du marché de l'Internet et du Wifi.

De plus, la plupart des FAI locaux ajoutent également par défaut un réseau SSID/roaming supplémentaire dans leurs routeurs/modems/CPE, ce qui signifie souvent au moins 1 SSIDx2 par foyer/voisin. Gardez à l'esprit que, en plus des points d'accès émettant des signaux, les clients émettent également des signaux.

Par exemple, en écoutant uniquement avec un ordinateur portable normal sans amplification à un point fixe dans ma chambre, sans se déplacer dans toute la maison, je peux voir au moins 136 SSID (environ 70-90 AP). Ce n'est pas exagéré de penser que j'ai peut-être autour de moi environ 200 équipements (AP + clients) émettant des signaux dans la bande 2,4 GHz.

Comparez les graphiques du côté gauche, à 2,4 GHz, avec le côté droit, dans la bande 5 GHz.

Comme Spiff l'a mentionné, la sélection des canaux est généralement effectuée uniquement lors du démarrage, car une réévaluation périodique de l'utilisation des canaux alternatifs nécessite un matériel supplémentaire ou de meilleure qualité. Il n'existe également aucune norme acceptée concernant la manière dont les points d'accès doivent coopérer lors de la sélection de leur canal. Que se passerait-il si tous les points d'accès dans une zone se rendaient soudain compte que le canal 6 est moins utilisé que les canaux 1 et 11? Exactement. Quelques secondes plus tard, le canal 6 devient inutilisable, et chaque point d'accès saute sur les canaux 1 et 11... laissant le canal 6 ouvert comme cible principale pour l'invasion du prochain point d'accès.

Dans la bande des 5 GHz, la Sélection Dynamique de Fréquence (DFS) peut être requise pour certains canaux (canaux 52-64 et 100-140 en Allemagne et aux États-Unis). Cependant, cela ne vise pas à améliorer la coopération des points d'accès, mais à éviter que les points d'accès n'affectent les radars météorologiques. Un point d'accès utilisant le DFS doit surveiller constamment le canal pour détecter un radar météo et, s'il détecte quelque chose qui pourrait être un radar météo, doit quitter ce canal immédiatement (en passant généralement à des canaux de 36 à 48, car ils ne sont pas utilisés pour les radars météo et ne nécessitent pas de DFS... en d'autres termes, le point d'accès ne sélectionne pas le meilleur canal alternatif, mais simplement un canal garanti sans interférence de radar météo).

Il est possible que certains fabricants de points d'accès aient des algorithmes capables d'optimiser l'affectation des canaux lorsque plusieurs de leurs (et seulement leurs) points d'accès couvrent une zone. Un "Point d'Accès Malveillant" (qui ne participe pas à ce processus d'optimisation) peut perturber significativement le réseau. Certaines entreprises effectuent périodiquement des recherches de Points d'Accès Malveillants sur leurs locaux.

Dans une zone de forte congestion où il y a des dizaines de points d'accès sur les canaux 2.4GHz 1, 6 et 11, j'obtiens parfois une connexion plus fiable en forçant le mode 802.11b (le mode le plus lent), en particulier sur des canaux moins utilisés comme 4 et 8. Le diagramme de chevauchement de bande de fréquence de Wikipedia (ci-dessous) suggère des indices alléchants sur la raison pour laquelle cela pourrait fonctionner, puisque le profil de bande passante rond de 802.11b (DSSS) donne l'impression qu'il se soucie le plus du milieu de son propre canal même en présence de canaux superposés. Bien sûr, cette approche est trop farfelue pour que le routeur le fasse par lui-même. Les résultats peuvent varier.