บทควมก่อนผมเขียนเรื่องทำไมเราควรปิด 802.11b data rate ที่ 2.4GHz และมาใช้ OFDM MBR (Minimum Basic Rate) เริ่มต้นที่ 6Mbps

มีคนถามว่าถ้าใช้ default 1Mbps MBR มันทำให้ Wi-Fi ช้าได้ยังไง เล่นเน็ตทุกวันนี้ยังวิ่งเกือบ 100Mbps วันนี้ผมจะมาไขข้อสงสัยโดยใช้ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์นะครับ

ก่อนอื่น iperf หรือ speedtest จะส่งเป็น unicast ตาม data rate ที่ AP/Client สามารถรองรับได้ เช่น 802.11ac 2x2 40Mhz รองรับ data rate สูงสุดที่ 400Mbps แต่ AP จะส่ง broadcast frame ที่ความเร็ว MBR เท่านั้น ซึ่งถ้าเราใช้ที่ 1Mbps ก็จะส่งที่ 1Mbps ทั้งๆที่ AP สามารถส่ง data frame ได้เร็วกว่า 400 เท่า

ถ้าดูจากจำนวนแล้ว Broadcast frame ที่ AP ส่งเยอะที่สุดคือ Beacon ซึ่งมีหน้าที่หลักคือไว้ใช้ประกาศชื่อ SSID ให้ client รู้

Beacon frame ของ AP แต่ละรุ่นจะมีขนาดที่แตกต่างกันตามมาตรฐานและ feature ของ AP ซึ่งเฉลี่ยแล้วจะมีขนาดเฟรมอยู่ประมาณ 200 - 300 bytes

โดยปกติ AP จะ broadcast 1 beacon frame ทุกๆ 102.4ms หรือ 9.766 เฟรม ต่อ 1 วินาที แต่เราจะใช้เลขกลมๆและตัด overhead อื่นๆออกเพื่อให้ง่ายต่อการคำนวนนะครับ

สมมุติว่า AP เราใช้ beacon ขนาด 300 bytes อย่างแรกเราต้องแปลงให้เป็น bit จะได้ 2400 bits ( 300 x 8 ) จากนั้นคูณด้วยจำนวนเฟรมที่ส่งต่อ 1 วินาที (10) สรุปคือ AP ต้องส่ง beacon รวม 24,000 bits ทุกๆ 1 วินาทีต่อ 1 SSID.ถ้าเราใช้ MBR ที่ 1Mbps เวลาที่ใช้ส่ง beacon จะอยู่ที่ 0.024 วินาที (24000/1000000) ความหมายคือแค่ beacon ก็กิน airtime ไปแล้ว 2.4% หรือที่เรียกกันว่า channel airtime utilization ซึ่งจำกัดอยู่ที่ประมาณ 80%

สรุปคือ SSID ยิ่งเยอะ + MBR ต่ำ -> channel airtime utilization ยิ่งสูง

ประเด็นนี้สำคัญเพราะ Wi-Fi ใช้ half-duplex ดังนั้นเวลาที่ AP ใช้ส่ง beacon จะไม่มี device อื่นสามารถเคลมเวลานั้นเอาไปใช้งานได้ สั้นๆคือเป็นเวลาเสียเปล่า

แต่ที่ผมเจอในองค์กรบ่อยๆคือ ใช้ 1Mbps MBR + แจก SSID หลายตัว ซึ่ง SSID ทุกตัว (ทั้งที่เห็น และ ซ่อน) จะส่ง 10 beacon ต่อวินาที ถ้าเรา config AP ให้แจก 5 SSID ก็เอา airtime utilization คูณด้วย 5 และหากเรามี AP อีกสองตัวที่อยู่ในบริเวณเดียวกัน config เหมือนกัน แต่ controller ดัน auto ไปใช้ channel เดียวกัน เราจะมี 15 SSID x 300 bytes x 8 bit x 10 frames = 360,000 bits/1,000,000 = 36% ของ airtime หายวั้บไปทั้งที่ยังไม่ได้ส่ง data ซักเฟรม

High channel airtime utilization จาก beacon จะพบได้บ่อยในพื้นที่ๆมี AP หนาแน่น เช่นตาม lobby หรือห้องประชุมโรงแรม เราอาจจะได้สัญญาณเต็ม 5 ขีด แต่ Wi-Fi จะวิ่งช้ามาก และบางครั้งถึงกับเกาะไม่ได้ เคยเจอไหมครับ ตอนไปพักที่โรงแรม เล่นเน็ตในห้องแขกวิ่งเร็วมาก แต่พอเดินไปนั่งกินกาแฟที่ lobby เน็ตอืดอย่างชัดเจนทั้งๆที่ไม่ได้ทำอะไร แค่เปลี่ยนพื้นที่เล่น

วิธีการแก้ไขคือตั้ง MBR ที่ 6Mbps จะช่วยลด channel airtime utilization ลงอย่างมีประสิทธิภาพ

กลับมาดูตัวอย่างข้างบน ถ้าเราใช้ MBR ที่ 6Mbps เราจะเสีย airtime แค่ 360,000 bits/6,000,000 = 6% เทียบกับ 36% ที่ 1Mbps ประหยัด airtime ลง 6 เท่า และถ้าเราใช้ MBR 12Mbps ตัว beacon จะใช้ airtime แค่ 3%

แต่ข้อควรระวังคือ การที่เราเลือกใช้ MBR สูงๆอาจจะทำให้ client เก่า connect ไม่ได้ โดยเฉพาะใน BYOD environment อย่าง guest network กรณีนี้อยากแนะนำให้ใช้ลองที่ 12Mbps ถ้ามีปัญหา user ใช้ไม่ได้ ค่อยถอยลงมาใช้ 6Mbps แต่ยังไงก็เร็วกว่า 1Mbps ราวฟ้ากับดินครับ