Band Steering

В интернет-центрах с двухдиапазонной точкой доступа Wi-Fi 2,4 + 5 ГГц реализован механизм динамического распределения беспроводных клиентов по диапазонам — так называемый Band Steering.

Зачем он нужен? Если у вас есть беспроводные устройства, способные работать в диапазоне 5 ГГц и, особенно, поддерживающие стандарт 802.11ac, желательно, чтобы они работали именно на этой частоте. Диапазон 5 ГГц имеет ряд преимуществ — в частотном диапазоне 5 ГГц больше каналов, что сокращает межканальные помехи; в диапазоне 5 ГГц может быть использована ширина канала до 40 или 80 МГц, что в разы увеличивает скорость передачи данных для современных беспроводных адаптеров Wi-Fi. Дополнительную информацию можно найти в статье "Отличия частотных диапазонов 2,4 ГГц и 5 ГГц".

Если просто назвать сети одинаково, будет происходить следующее. Рядом с точкой доступа большинство (не обученных специально) беспроводных клиентов будут случайным образом подключаться к одному из диапазонов. Возьмем для примера типичный современный смартфон с беспроводным адаптером 1х1 и поддержкой 802.11ac. Если он выберет сеть 2,4 ГГц (а вблизи точки доступа при одинаковых SSID для обоих диапазонов ему это нельзя запретить), максимальная скорость подключения составит обычно до 72 Мбит/с, что намного меньше, чем если бы он выбрал сеть 5 ГГц, где в прямой видимости интернет-центра можно рассчитывать на скорость до 433 Мбит/с. Теперь допустим, что нам повезло и смартфон подключился в 5 ГГц. Но если он будет удаляться от точки доступа, сигнал в 5 ГГц ослабнет очень быстро, и в итоге связь будет разорвана. Затем понадобится время на переподключение к сети 2,4 ГГц, которая обычно действует намного дальше. Но если вернуться снова к интернет-центру, автоматически смартфон 5 ГГц уже не выберет, потому что с точки зрения уровня сигнала 2,4 ГГц вблизи его будет более чем устраивать.

Предлагаемый нами механизм непрерывно анализирует качество связи клиента с интернет-центром и управляет их взаимодействием так, чтобы при сильном сигнале клиент подключался к точке доступа в диапазоне 5 ГГц, а при ослаблении сигнала (например, при удалении от точки доступа или появлении на пути сигнала препятствий — стен, дверей и пр.) автоматически переходил в диапазон 2,4 ГГц, связь в котором обычно имеет большую дальность и лучше проходит сквозь преграды. Как только клиент снова переместится в зону уверенного приема 5 ГГц, он переключится в этот диапазон. И так далее.

Поскольку технология Band Steering пока не стандартизована, ниже рассмотрим некоторые особенности реализации этого механизма в интернет-центрах Keenetic.

NOTE: Важно! Band Steering работает в автоматическом режиме и действует только в отношении двухдиапазонных адаптеров Wi-Fi, поддерживающих диапазоны 2,4 и 5 ГГц. На работу однодиапазонных адаптеров механизм Band Steering влияние не оказывает. Для работы технологии Band Steering необходимо, чтобы точки доступа интернет-центра в диапазонах 2,4 и 5 ГГц имели одинаковые имя (SSID) и ключ сети.

При попытке подключения к беспроводной сети интернет-центра Keenetic точка доступа должна отделить клиентов с поддержкой только одного диапазона 2,4 ГГц от двухдиапазонных. На это потребуется примерно 5 секунд. Если за это время клиент не прислал ни одного запроса Probe Request для точки доступа 5 ГГц, он будет считаться с поддержкой только одного диапазона 2,4 ГГц.
Если же клиент через какое-то время "проснется" и отправит запрос Probe Request для точки доступа 5 ГГц, то он уже будет считаться как двухдиапазонный.

Если к точке доступа подключается двухдиапазонный клиент, она проверяет текущий уровень сигнала от него (слышимость) в диапазонах 2,4 и 5 ГГц и в зависимости от этого показателя принимает решение, в каком диапазоне произойдет подключение. В качестве параметра уровня сигнала используется значение RSSI (Received Signal Strength Indication — уровень мощности принимаемого сигнала, измеренный на приемнике).

Работа механизма Band Steering в интернет-центрах Keenetic возможна со следующими параметрами:

• По умолчанию;
• Предпочитать 5 ГГц;
• Предпочитать 2,4 ГГц;
• Не использовать.

Настройка Band Steering выполняется в веб-конфигураторе интернет-центра на странице "Домашняя сеть" в разделе "Бесшовный роуминг для устройств, подключённых по Wi-Fi" в поле "Band Steering".

При выборе "По умолчанию" механизма Band Steering работает следующим образом. Допустим, беспроводное устройство в непосредственной близости или прямой видимости интернет-центра подключилось на 5 ГГц. С ухудшением уровня сигнала (например, при перемещении смартфона в другой конец квартиры) до некоторого порогового значения произойдет динамическое отключение клиента от точки доступа 5 ГГц и переключение (сталкивание) в диапазон 2,4 ГГц. Отключение клиента осуществляется отправкой пакета DeAuth (пакет отключения или деаутентификации клиента). В качестве порогового значения используется параметр RSSI (измеряется в дБм). Чем выше число RSSI, или чем оно менее отрицательное, тем мощнее сигнал. Если значение уровня сигнала в диапазоне 5 ГГц стало хуже порогового, клиент немедленно и принудительно будет отключен от текущего диапазона, и будет разрешено его подключение к диапазону 2,4 ГГц. При обратном перемещении клиента ближе к интернет-центру он, с определенным гистерезисом, будет принудительно вытолкнут из 2,4 ГГц и должен автоматически переключиться на 5 ГГц.

При выборе режима "Предпочитать 5 ГГц" установленное по умолчанию пороговое значение слышимости в 5 ГГц занижается, и в этом случае Band Steering крепче удерживает клиента в диапазоне 5 ГГц, сталкивая его оттуда только при максимально плохом сигнале. Если выбран приоритет диапазона 5 ГГц, то сталкивание клиента с диапазона 2,4 на 5 ГГц происходит без проверки на текущую активность трафика.

При выборе режима "Предпочитать 2,4 ГГц" установленное по умолчанию пороговое значение слышимости в 5 ГГц завышается (относительно универсального варианта "По умолчанию"), и Band Steering сталкивает клиента с диапазона 5 ГГц более агрессивно, соответственно крепче удерживая его в диапазоне 2,4 ГГц. Если выбран приоритет диапазона 2,4 ГГц, сталкивание с диапазона 2,4 на 5 ГГц происходит только по очень благоприятному уровню сигнала в диапазоне 5 ГГц и при отсутствии текущего трафика по этому клиенту.

При выборе "Не использовать" механизм Band Steering будет выключен. В этом случае можно надеяться на собственные роуминговые возможности беспроводных устройств, встречающиеся, например, в настройках беспроводных адаптеров в ноутбуках. Band Steering автоматически отключается, если SSID и ключи сетей интернет-центра не совпадают.

Смена условий по критериям и факт переключения клиента между точками доступа в разных диапазонах отображаются в системном журнале интернет-центра (посмотреть его можно в веб-конфигураторе на странице "Диагностика", нажав кнопку "Показать журнал").

NOTE: Важно! Процесс подключения к точке доступа находится исключительно на стороне клиента (адаптера). Различные клиенты могут вести себя по-разному. В отдельных случаях клиенты (например, в силу собственной внутренней реализации работы с Wi-Fi-роумингом) могут "настаивать" на диапазоне, который Band Steering интернет-центра считает не оптимальным. В результате вероятны случаи, когда беспроводной клиент не подключится вовсе, выдав сообщение типа "Ошибка проверки подлинности" (хотя ключ сети заведомо верен) или перейдет на подключение по мобильной сети 3G/4G (в смартфонах встречаются соответствующие настройки — предпочитать Wi-Fi или мобильные данные).

Если при включении механизма Band Steering ваши двухдиапазонные беспроводные клиенты работают неустойчиво (часто переподключаются), попробуйте сместить настройку в зависимости от зоны их преимущественного пребывания:

• Если клиенты всегда вблизи интернет-центра, поддерживают стандарт 802.11ac и хорошо принимают 5 ГГц (дают хорошую реальную скорость) даже там, где их уже сталкивают в 2,4 ГГц, — установите "Предпочитать 5 ГГц";
• Если клиенты обычно находятся далеко, не поддерживают 802.11ac и редко "видят" сеть 5 ГГц, установите "Предпочитать 2,4 ГГц" или отключите Band Steering;
• Если спустя какое-то время, без манипуляций в интернет-центре и клиентах, последние вообще не могут подключиться по Wi-Fi, отключите Band Steering в настройках точки доступа 5 ГГц.