Supported Rate, Basic Rate และ MBR คืออะไร และควร Config ยังไง
อาทิตย์ก่อนได้คุยกับลูกค้าท่านหนึ่งเรื่องการตั้งค่า MBR และได้คุยกันเรื่อง basic rate, supported rate และ MCS rate ผมเลยขอใช้พื้นที่นี้เขียนสรุป Wi-Fi transmission rate ทั้งหมด (ในโพสต์นี้ผมจะเรียกรวมๆว่า data rate)
Data rate คือความเร็วในการรับส่ง 802.11 frame ซึ่งจะแตกต่างจาก Ethernet ตรงที่ทุกๆ frame อาจจะใช้ data rate ที่ไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับทั้งปัจจัยหลายอย่างเช่น noise, interference, SNR, channel width และ จำนวน spatial streams เป็นต้น
นอกจากนั้น Wi-Fi frame type แต่ละประเภทจะใช้ data rate ที่แตกต่างกันเช่น data frame หลักๆจะใช้ MCS rate ส่วน control frame จะใช้ basic rate และ management frame จะใช้ MBR
ทีนี้เรามาดู data rate แต่ละประเภทกันเริ่มจากตัวที่ง่ายที่สุดก่อน
MCS (Modulation Coding Schemes) Rate
MCS ใช้แค่ส่ง data frame เท่านั้น ใน Wi-Fi 6 MCS rate จะเริ่มตั้งแต่ 6.5Mbps จนถึง 9.6Gbps ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่กล่าวไว้ข้างต้น
Supported Rates
เป็น legacy data rate ที่มากับ 802.11g แต่เราเปลี่ยนมาใช้ MCS Rate แทนในยุค 802.11n แต่ AP ยังประกาศ supported rates ใน beacon frame ที่แตกต่างจาก MCS Rates คือ Support Rates เป็น Data Rate ที่เราสามารถเลือกเปิดและปิด เพื่อควบคุมควมเร็วต่ำสุดที่แต่ละ Radio รองรับ และเราสามารถปรับเปลี่ยน Support Rates เพื่อแก้ปัญหาและเพิ่มประสิทธิภาพ Wi-Fi ได้
Basic Rates
อีกชื่อหนึ่งคือ Mandatory Rates (แปลตรงๆคือ data rate บังคับ) เป็นความเร็วตามมาตรฐานที่อุปกรณ์ 802.11 ทุกตัว ไม่ว่าจะเป็น AP เก่าดึกดำบรรพ์ หรือ Wi-Fi 6 AP ตัวใหม่ๆอย่าง MacBook Pro ปี 2022 ต้องรองรับ
Basic Rate จะถูกแบ่งเป็น 2 กลุ่มตามเทคนิคการเข้ารหัส (modulation) เช่นเทคนิค DSSS/CCK ที่ใช้ใน 802.11b จะใช้ basic rate ที่ 1, 2, 5.5 และ 11Mbps ส่วน OFDM จะเริ่มจาก 6, 12 และ 24Mbps และ Control frame เช่นพวก RTS/CTS หรือ Ack/Blk Ack จะใช้ data rate กลุ่มนี้
Minimum Basic Rate
ขณะที่เราสามารถเลือกเปิด basic rates หลายตัวพร้อมๆกันได้ แต่เราจะเรียกตัวที่ค่าน้อยที่สุด MBR (Minimum Basic Rate) และจะเป็นความเร็วที่ AP ใช้ส่ง management และ broadcast frame ทั้งหมด
เหตุผลที่ทำไม AP ใหม่ๆยังต้องรองรับ basic rate ที่ต่ำเตี้ยเรี่ยดินถ้าเทียบกับความเร็ว MCS ที่ได้เป็นกิ๊กๆ เพราะตามมาตรฐาน 802.11 แล้ว AP ทุก gen (ยกเว้น 6E) จะต้องรองรับ client เก่าตั้งแต่ยุคแรกๆได้ (802.11a & 802.11b) ซึ่งกลไกหลักที่ใช้ทำ backward compatibility คือ AP จะส่ง management และ broadcast frame ที่ความเร็วต่ำสุด หรือ Minimum Basic Rate (MBR) ดังนั้น AP ปัจจุบันส่วนใหญ่จะถูก factory default MBR ที่ 1 Mbps (2.4GHz) เพื่อให้มั่นใจว่า client ทุกตัวจะสามารถสื่อสารและเชื่อมต่อกับ AP ตัวนี้ได้
แต่ข้อเสียคือ 1Mbps มันช้ามาก
ถ้าจะอธิบายให้เห็นภาพ ปกติ 1 beacon frame มีขนาดประมาณ 300 bytes และ AP ส่งประมาณ 10 beacons ทุกๆ 1 วินาที นั่นหมายถึง AP จะส่ง beacon รวมกัน 300 bytes x 10 x 8 bits = 24Kbits ต่อ 1 วินาที ถ้าเราตั้ง MBR ที่ 1Mbps นั่นก็หมายถึงเราจะเสีย airtime ไป 2.4% กับ beacon 1 ชุด (24Kbps/1Mbps) และถ้า AP ประกาศ SSID 5 ชุด (รวม hidden SSID) แค่ beacon ก็กิน airtime ไปแล้ว 12%
วิธีแก้ไขปัญหาที่ง่ายที่สุดคือ ปิด 802.11b rates (1, 2, 5.5, 11Mbps) เพื่อบังคับให้ AP ใช้ OFDM rate เริ่มต้นที่ 6Mbps และถ้าตามตัวอย่างข้างบน AP จะลดการใช้ airtime ลงมาเหลือแค่ 2% (120Kbps / 6Mbps) ฉะนั้นการเลือก MBR ส่งผลโดยตรงกับ Airtime Utilization (AU ยิ่งสูง Wi-Fi ยิ่งช้า) โดยเฉพาะพื้นที่ๆมี AP และ client หนาแน่น
Consumer-grade หรือ AP บ้านส่วนใหญ่จะไม่สามารถเลือกปิด data rate เป็นตัวๆได้ แต่จะมี mode ให้คอนฟิกเช่น support b/g/n หรือ mixed ซึ่งเราสามารถใช้ปิดโหมด b แล้วไปใช้ g/n หรือ n-only ได้ก็ยิ่งดี
ผมแนะนำตั้ง MBR เริ่มต้นที่ 12Mbps เพราะ client ใหม่ๆควรจะรองรับ data rate นี้ได้หมด แต่การตั้ง MBR ทุกครั้งเราต้องทดสอบกับ client ที่ใช้งานก่อน
ถ้าเป็นออฟฟิสทั่วไปที่ IT สามารถคุมประเภทของ client ได้ อาจจะเลือกใช้ MBR ที่ 24Mbps ไปเลย แต่ถ้าเราทำโรงแรมซึ่ง user นำอุปกรณ์มาเอง (BYOD) หรือทำฟาร์ม หรือ โรงงานที่ใช้ IoT sensor เราอาจจะต้องเลือกใช้ MBR ที่ต่ำลงเพื่อให้อุปกรณ์ทุกตัวสามารถ associate กับ AP ได้ ดังนั้นการเลือกใช้ MBR นี่ขึ้นอยู่กับ client ล้วนๆ
ข้อควรระวังคือ supported rate หลายตัวไม่ใช่ความเร็วมาตรฐาน 802.11 ฉะนั้นถ้าเราตั้ง MBR ที่ 18Mbps อาจจะมี client บางตัวที่ไม่รองรับ ฉะนั้นผมไม่แนะนำให้ตั้ง MBR นอกเหนือจาก 6, 12 และ 24Mbps
สรุป
- AP ใช้ MBR ส่ง Management frame
- AP ใช้ Basic Rate ส่ง Control frame
- AP ใช้ Supported Rate และ MCS Rate ส่ง Data frame
- MBR คือ data rate ต่ำสุดที่ AP ใช้ส่ง management และ broadcast frame
- MBR ยิ่งต่ำ airtime utilization ยิ่งสูง -> เน็ตยิ่งช้า
- ปิด 802.11b (DSSS/CCK) แล้วมาใช้ OFDM MBR แนะนำใช้ความเร็วเริ่มต้น 12Mbps
- เทสตัว client ทุกครั้งก่อนจะปรับ MBR ให้สูงขึ้น เพราะ client เก่าๆและอุปกรณ์ IoT บางตัวอาจจะเกาะ AP ที่ MBR สูงๆไม่ได้
- ใช้ MBR ที่ความเร็วมาตรฐาน 6, 12, 24Mbps เท่านั้น ถ้าใช้ตัวอื่น client บางตัวอาจจะไม่รองรับ