มีหลายท่านสงสัยว่าการที่เราใช้ channel อื่น ๆ ที่ไม่ใช่ 1, 6, 11 บน 2.4GHz มันผิดหลัก best practice ตรงไหน วันนี้ขอมาเหลา

TL;DR aka Version สั้น

อุปกรณ์ 2 ตัวที่ใช้ช่องสัญญาณข้าง ๆ กันบน 2.4GHz จะทับช่วงความถี่และกวนกัน ปัญหานี้เราเรียกว่า Adjacent Channel Interference (ACI) ซึ่งกระทบฝั่ง Receiver ที่อาจจะได้รับสัญญาณไม่ชัด Transmitter เลยต้องส่งซ้ำเป็นเหตุให้ Retry/Retransmission สูง ซึ่งทำให้ throughput ลดลง

จบ version สั้น ถ้าใครไม่อยากอ่านต่อ สรุปคือถ้าทุกคนใช้แค่ Ch. 1, 6, 11 ที่ 20MHz เราจะไม่มีปัญหา ACI

Version ยาว

2.4GHz เป็น spectrum ที่มีความกว้างแค่ประมาณ 83MHz (2.401GHz - 2.483GHz) ซึ่งถูกแบ่งเป็น 13 channel เริ่มจาก Ch. 1 ที่ 2.401, Ch. 2 ที่ 2.406, Ch. 3 2.411 จนถึง channel 13 ที่ 2.461 (ขอละ Ch. 14 ที่ใช้แค่ที่ญี่ปุ่นและบน 802.11b เท่านั้น) สังเกตไหมครับว่าแต่ละ channel ห่างกันแค่ 5MHz

Wi-Fi ใช้ channel ที่มีความกว้าง 22MHz (DSSS) ฉะนั้น Ch. 1 จะเริ่มที่ 2.401 จบที่ 2.423 และ Ch. 2 เริ่มที่ 2.406 - 2.428 และ Ch. 3 2.411 - 2.433 ไปเรื่อย ๆ จนถึงช่อง 13 (2.461 - 2.483) .ถ้าดู Ch. 1 กับ 2 เราจะเห็นช่วงความถี่จะทับกันที่ 2.406 - 2.423 หมายถึงถ้าส่งสัญญาณพร้อม ๆ กัน มันจะกวนกันในช่วงนี้

หนึ่งในกฎเหล็กของ Wi-Fi คือ "Listen Before Talk" อุปกรณ์ทุกตัวก่อนที่จะส่งสัญญาณจะต้องฟังก่อนส่งว่า channel ว่างไหมโดยใช้กลไกที่เรียกว่า CCA (Clear Channel Assessment) ซึ่งถ้าช่องสัญญาณมีการใช้งานอยู่มันจะเช็คว่าเป็นสัญญาณ Wi-Fi หรือ Non-Wi-Fi และดังแค่ไหน

ถ้า device อ่าน preamble (Layer 1) รู้เรื่องเหมือนเราฟังภาษาเดียวกันออก มันจะมองว่าเป็น Wi-Fi Signal และถ้าสัญญาณดังกว่า -85dBm ตัว device จะถือว่า channel busy ไม่ส่ง รอเช็คจนกว่า channel จะว่าง แต่ถ้าสัญญาณที่ได้ยินต่ำกว่า -85dBm มันจะส่งทับไปเลย

แต่ถ้า device เช็คสัญญาณแล้วฟังไม่รู้เรื่อง จะจัดอยู่ในกลุ่ม Non-Wi-Fi ตัว device จะวัดความดังเหมือนกรณีของ Wi-Fi แต่ต่างกันตรงที่ CCA ของ Non-Wi-Fi จะอยู่ที่ -65dBm หมายถึงถ้าสัญญาณที่อยู่ในช่องเบากว่า -65dBm จะถือว่าช่องสัญญาณนั้นว่างและส่งได้

แล้วสรุปว่ามันเกี่ยวกับการใช้หรือไม่ใช้ Ch. 1, 6, 11 ยังไง ผมขอแบ่งเป็น 3 กรณีครับ

กรณีที่ 1 - AP 2 ตัวใช้ Channel ที่ไม่ทับกันเช่น Ch. 1 (2.401 - 2.423) กับ Ch. 6 (2.426 - 2.448) อันนี้คือไม่มีความถี่ที่ทับกันเลย เคสนี้เราไม่มีปัญหา ACI ต่างคนต่างส่งไม่ต้องเข้าคิวรอกัน

กรณีที่ 2 - AP 2 ตัวเลือกใช้ Ch. 1 ทั้งคู่ เราจะมีปัญหา co-channel interference (CCI) แต่ไม่มี ACI อุปกรณ์จะไม่ส่งทับกันเพราะใช้ channel เดียวกันอ่าน preamble กันรู้เรื่อง device จะเข้าคิวรอส่งกันอย่างเป็นระเบียบ

กรณีสุดท้าย - AP 2 ตัวใช้ channel ข้าง ๆ กัน ปัญหาคือเวลาที่ทำ CCA check ต่างคนต่างอ่าน preamble กันไม่ออก มองว่าสัญญาณอีกฝั่งเป็น non-Wi-Fi ตัวอุปกรณ์มันจะถือว่า channel ว่าง (เว้นแต่ว่าอีกฝั่งสัญญาณดังกว่า -65dBm) และส่งทับไป พอ RF มันชนกัน เกยกัน หักล้างกัน waveform ก็เปลี่ยน ฝั่ง Receiver ได้รับสัญญาณไม่ชัดก็ไม่ตอบ Ack กลับ ฝั่ง Transmitter ก็ต้องส่งใหม่ ทำให้มี retransmission frame เยอะ ซึ่งดึง aggregated throughput ลง Wi-Fi จะช้ามาก

ปัญหานี้เกิดขึ้นง่ายมากบน 2.4GHz โดยเฉพาะกลุ่ม consumer AP ที่ไม่ lock channel ที่ใช้ได้ ถ้าเราเปิดโหมด auto channel ตัว AP มันอาจจะเลือกใช้ช่องอะไรก็ได้ที่มันว่าง ต้นเหตุหลักของ ACI

หนึ่งในปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของ Wi-Fi คือ channel interference ซึ่งเป็นเรื่องอาจจะเลี่ยงไม่ได้ แต่การที่เราใช้แค่ channel 1, 6, 11 อย่างน้อยอุปกรณ์ก็ยังเข้าคิวส่งกันอย่างเป็นระเบียบ เลี่ยงการชนกัน ไม่ใช่ใครอยากส่งเมื่อไหร่ก็ส่ง เรื่องนี้ไม่ได้แค่ดีกับแค่ตัวเรา แต่ดีกับเพื่อนบ้านที่ใช้ 2.4GHz รอบ ๆ ตัวเราด้วยครับ