บทความนี้เราจะมาทำความรู้จัก Wi-Fi Channel คืออะไร Wi-Fi ใช้ย่านความถี่ช่วงไหนบ้าง DFS Channel คืออะไร ทำงานยังไง ทำไมเราถึงต้องให้ความสนใจกับช่องนี้

ช่องสัญญาณ (Wi-Fi Channel)

Channel หรือ ช่องสัญญาณ เป็นพื้นฐานของการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุ (Radio Frequency) เช่นวิทยุ AM/FM Walkie Talkie หรือตัว Wi-Fi เองก็อาศัยช่องสัญญาณในการทำงาน แค่ใช้ต่างย่านความถี่กัน

Wi-Fi ทำงานในย่านความถี่ 2400MHz และ 5000MHz หรือที่เรียกกันติดปากว่า 2.4GHz และ 5GHz ซึ่งเป็น Unlicensed Bands หรือย่านความถี่เสรีที่ทุกคนสามารถใช้ได้โดยไม่ต้องขอใบอนุญาตจากกสทช

ล่าสุด Federal Communications Commission หรือ FCC (กสทช อเมริกา) ประกาศให้คลื่นความถี่ 6GHz เป็นย่านความถี่เสรีอีกชุด เพื่อแก้ปัญหาช่องสัญญาณไม่พอใช้และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของ Wi-Fi

เรามาดูย่านความถี่ที่ Wi-Fi ใช้กันครับ

2.4GHz

2.4GHz เป็นย่านความถี่เสรีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ไม่ใช่แค่ในอุปกรณ์ Wi-Fi แต่รวมถึงโทรศัพท์บ้านแบบเคลื่อนที่ (cordless phone) กล้องวงจรปิดไร้สาย Baby Monitor อุปกรณ์ Bluetooth อุปกรณ์ Zigbee รวมถึงเตาอบ Microwave ก็ใช้คลื่นวิทยุในย่านนี้เช่นกัน

ใช่ครับ Microwave ด้วย แต่เตามันไม่ใช่อุปกรณ์สื่อสารแล้วทำไมมันถึงใช้คลื่นความถี่นี้ล่ะ

จริงๆแล้วต้องพูดว่า เพราะว่าเตาอบไมโครเวฟนี่เลย ที่ทำให้คลื่นความถี่ 2.4GHz ได้ถูกเปิดเสรี เพราะเตาไมโครเวฟใช้คลื่น 2.45GHz ในการอุ่นอาหารให้ร้อน ลองนึกดูครับว่าถ้าต้องขออนุญาต กสทช ทุกครั้งก่อนซื้อเตา Microwave จะวุ่นวายแค่ไหน

ใครเคยใช้โทรศัพท์บ้านไร้สายจะรู้ เวลาเราใช้เตาไมโครเวฟ สัญญาณโทรศัพท์จะซ่าๆ หรือใครใช้เน็ต Wi-Fi ตั้ง AP หรือ Router อยู่ใกล้ๆเตาจะหลุดตอนเวฟ ใช่ครับ เพราะเตามันใช้คลื่นความถี่ช่วงนี้เลย

ลองดู Clip ข้างล่างนี่ ผมใช้ Ekahau Spectrum Analyzer วัดค่าพลังงานในอากาศย่าน 2.4GHz ตอนแรกก็เขียวๆไม่มีอะไร แต่พอใช้เวฟปั๊บ แดงเถือกเลย เห็นมั้ยครับ ใครว่าเตาไมโครเวฟมีฉนวนกันคลื่น 100% นี่ไม่จริงครับ ถึงจะดีแค่ไหน ก็ต้องมีคลื่นหลุดลอดออกมาบ้าง

ออกทะเลไปไกล กลับมาเข้าเรื่องกันต่อครับ

ย่านความถี่ 2.4GHz จะกว้างประมาณ 100Mhz เริ่มจาก 2.401 ถึง 2.495 แต่ใช้ได้จริงๆประมาณ 60MHz ถึง 80MHz แล้วแต่ประเทศ และจะถูกแบ่งให้เป็นช่อง หรือ Channel ทั้งหมด 14 ช่องโดยมี Channel Width หรือความกว้างของช่องสัญญาณอยู่ที่ 22MHz และแต่ละช่องสัญญาณจะห่างกัน 5MHz เช่น Channel 1 เริ่มจาก 2401 ถึง 2423 โดยมี Center Frequency ที่ 2.412 ส่วน Channel 2 เริ่ม 2.406 ถึง 2.428 มี Center ที่ .2417 ไปจนถึงช่อง 14

ตารางช่องสัญญาณ 2.4GHz

เกือบทุกประเทศทั่วโลกรวมถึงไทยและยุโรปสามารถใช้ Channel 1 ถึง 13 ได้ แต่อเมริกาอนุญาตให้ใช้แค่ 1 ถึง 11 ส่วน Channel 14 นี่ ไม่น่าจะมีใครใช้แล้ว

wiki นี้มีรายละเอียดเกี่ยวกับช่องสัญญาณที่ใช้ได้ในแต่ละประเทศ อยากรู้ประเทศไหนใช้ช่องอะไรสามารถเช็คดูได้ครับ

ดูจากภาพข้างบนจะเห็นรูปครึ่งวงกลม 14 วง ซึ่งแต่ละวงคือช่องสัญญาณของตัวเอง และกินพื้นที่ 22MHz

ลองสังเกตดูจะเห็นว่ามีหลายวงทับซ้อนกันอยู่

ช่อง 1 จะถูกสัญญาณจากช่อง 2, 3, 4, และ 5 ทับ ดังนั้นคลื่นสัญญาณที่อยู่ในช่องข้างๆกันสามารถกวนกันได้ คล้ายๆในกรณีเราฟังวิทยุอยู่ แล้วเราได้ยินสัญญาณแทรกเข้ามาจากช่องอื่น WiFi ก็อารมณ์เดียวกันครับ พอสัญญาณตีกัน การสื่อสารก็มีปัญหา

ปัญหานี้เราเรียกว่า Channel Interference หรือสัญญาณรบกวน ซึ่งจะมีอยู่หลายชนิด ใครสนใจข้อมูลเจาะลึกเรื่องนี้แนะนำให้เข้าไปดูในบทความ Channel Interference ศัตรูตัวฉกาจของ Wi-Fi ได้เลยครับ

หากดูตามรูปข้างบนจะเห็นได้ว่า Channel ที่ไม่ทับกันมีแค่สามช่องคือ 1, 6, และ 11 ฉะนั้น เวลาเราตั้งค่า AP ในย่าน 2.4GHz เราควรใช้แค่สามช่องนี้เท่านั้นเพื่อลดการทับซ้อนของสัญญาณ

และขอเพิ่มเติมอีกนิดนึง ผมไม่แนะนำให้ใช้ Channel 12-14 โดยเฉพาะถ้าใช้ในองค์กรหรือ Hotspot สาธารณะเพราะยังมีอุปกรณ์ WiFi จำนวนมากที่รองรับแค่ Channel 1-11 ถ้าเราตั้งค่า AP ที่ช่อง 13 อุปกรณ์จะไม่เห็น SSID และไม่สามารถเชื่อมต่อกับ AP ได้

เราสามารถเช็คช่องสัญญาณของ Wi-Fi เราผ่าน WiFi Analyzer เช่น inSSIDer หรือใครใช้ iPhone ก็สามารถใช้เช็คง่ายๆลองดูในบทความ เปลี่ยน iPhone/iPad AirPort Utility ให้เป็น Wi-Fi Scanner ครับ

5GHz

5GHz เป็นอีกหนึ่งย่านความถี่เสรี เช่นเดียวกับ 2.4GHz มีความกว้างที่ใช้งานได้ประมาณ 500 MHz มีช่องสัญญาณให้เลือกถึง 25 ช่องที่ไม่ทับกัน

ตารางข้างล่างสรุปช่องสัญญาณทั้งหมดในย่าน 5GHz โดยอ้างอิงจากช่องที่สามารถใช้งานได้ในสหรัฐฯ แต่ละประเทศจะใช้ช่องสัญญาณไม่เหมือนกัน อย่างไทยเราเองจะใช้ช่องชุดเดียวกันกับอเมริกา แต่ญี่ปุ่นใช้ได้แค่ช่อง 36 ถึง 144 ฉะนั้นต้องเช็คดีๆครับตอนที่เราซื้ออุปกรณ์ที่ต่างประเทศ ผมเองก็เคยพลาดมาแล้ว ไปซื้อ USB WiFi NIC 3×3 อย่างดีเลยที่ญี่ปุ่น แพงด้วย แต่พอกลับใช้ในไทยดันมองไม่เห็น SSID ในช่อง 161 เพราะอุปกรณ์ในญี่ปุ่นไม่รองรับช่องนี้

ป.ล. ทาง FCC สหรัฐฯ แบ่งช่องสัญญาณเป็นกลุ่มๆ โดยใช้ชื่อ UNII ย่อมาจาก Unlicensed National Information Infrastructure ซึ่งใช้แค่ในอเมริกาเท่านั้น

ข้อดีของการที่มีช่องสัญญาณมาก นอกจากเราจะหลีกเลี่ยง Channel Interference ได้แล้ว เรายังสามารถทำ Channel Bonding หรือการรวมช่องสัญญาณเพื่อได้ Bandwidth ที่กว้างขึ้น เช่นนำ Channel 36 กับ 40 มารวมกัน เราจะได้ ช่องที่กว้าง 40MHz

ช่องที่กว้างกว่าสามารถรับส่งสัญญาณได้เร็วกว่า เหมือนท่อน้ำที่ใหญ่กว่าสามารถรองรับปริมาณน้ำได้มากกว่า

โดยเทคโนโลยี Wi-Fi มาตรฐาน 802.11ac หรือ 802.11ax สามารถรองรับ Channel Bonding ได้ถึง 160MHz แต่ด้วยช่องสัญญาณที่มีจำกัด ปกติจะใช้กันที่ 20/40 หรืออย่างหรูเลยที่ 80MHz

บทความนี้เราจะไม่เจาะลึกเรื่องความเร็วหรือ Data Rate แต่ถ้าสนใจแนะนำให้ไปอ่านได้ในบทความ ไขรหัส MCS Index เบื้องหลังความเร็ว Wi-Fi ได้ครับ

6GHz

6GHz เป็นย่านความถี่น้องใหม่ที่พึ่งเปิดตัวพร้อม Wi-Fi 6E หรือ มาตรฐาน Wi-Fi 6 ที่ทำงานในย่านความถี่นี้

ย่านนี้มีความกว้างรวมถึง 1200MHz (5925 – 7125) และรองรับได้ 59 ช่องสัญญาณ และด้วยความกว้างของย่านนี้ เราสามารถทำ 160MHz Channel Bonding ได้ถึง 7 ช่อง วิ่งได้ถึง 2.4Gbps โดยมี 7 ช่องให้เลือกใช้ไม่ทับกัน

คลื่นความถี่นี้ยังมีแค่ไม่กี่ประเทศรับรอง ณ เวลานี้ ประเทศที่อนุมัติให้ใช้งานที่คลื่นนี้มี สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ชิลี เกาหลีใต้ UAE และล่าสุดประเทศบราซิล เท่านั้น และด้วยเทคโนโลยีที่ยังใหม่ อุปกรณ์ที่รองรับ 6E ยังมีน้อยในตลาด แต่สำหรับประเทศไทยเองต้องรอลุ้นเมื่อไหร่ กสทช จะอนุมัติย่านความถี่นี้ให้เราได้ใช้กัน

ตอนนี้เราเข้าใจย่านความถี่ต่างๆที่ WiFi ใช้แล้ว เรามาดูช่องความถี่พิเศษกันบ้างครับ

Dynamic Frequency Selection (DFS) Channel

ถ้า 5GHz เปรียบเป็น ซุปเปอร์แมน DFS ก็เป็นคริ๊ปโตไนท์

Dynamic Frequency Selection หรือ DFS คือช่องสัญญาณช่วงหนึ่งในย่าน 5GHz ที่ถูกกึ่งสงวนไว้เพื่อให้ Radar ต่างๆใช้งาน เช่นเรดาห์ทางทหาร และ เรดาห์ตรวจอากาศ

ช่อง DFS จะอยู่ใน UNII-2 กับ UNII-2 Extended Band ตั้งแต่ 52 ถึง 144 รวมทั้งหมด 16 ช่อง เกินกว่าครึ่งนึงจากทั้งหมด 25 ช่อง ดังนั้น ในย่าน 5GHz WiFi มี Channel ที่ใช้ได้จริงๆไม่เกิน 9 ช่อง ที่เหลือต้องแบ่งกันใช้กับ Radar

อ้าว แล้วทำไมเราต้องยอมให้ Radar มาใช้คลื่นความถี่ Wi-Fi ของเราล่ะ

สาเหตุที่เราต้องแชร์ย่านความถี่ เพราะจริงๆแล้ว Wi-Fi มาทีหลังครับ Radar เค้าใช้อยู่ของเขามานานแล้ว Wi-Fi นี่สิมาขอใช้คลื่นของเขา

แต่มันก็ไม่ได้เลวร้ายอย่างที่คิด เพราะ Radar ยังใจดี ยอมให้ Wi-Fi ใช้ช่อง DFS แต่มีข้อแม้ว่าต้องทำตามกฎ ซึ่งถ้าเราโอเค จะมีช่องสัญญาณให้ใช้เพิ่มอีก 16 ช่อง

ส่วนใครจะได้ใช้ก่อนใช้หลัง ถ้าจะให้สรุปแบบบ้านๆเลยคือ Radar เป็นลูกเมียหลวง Wi-Fi เป็นลูกเมียน้อย ถ้า Radar ไม่อยู่ Wi-Fi ถึงใช้ช่อง DFS ได้ แต่เมื่อไหร่ Radar กลับมา Wi-Fi ต้องหลีก (จริงๆน่าจะเปรียบ เมียหลวง กับ เมียน้อย ดูน่าจะตรงกว่า 555)

เรามาดูกันต่อครับว่า DFS ทำงานยังไง

DFS ทำงานอย่างไร

ทุกๆครั้งที่ Boot AP จะใช้เวลาอย่างน้อย 1 นาทีในการตรวจเช็ค Radar รอบตัว กระบวนการนี้เรียกว่า Channel Availability Check

ถ้าตรวจแล้วไม่เจอ Radar Wi-Fi ก็สามารถใช้ช่อง DFS ได้ ฉะนั้นเราจะสังเกตได้ว่า SSID ในช่อง 2.4GHz จะ Boot ขึ้นมาเร็วกว่า SSID ในช่อง DFS นาทีหรือสองนาที เนื่องจาก AP จะต้องเช็คหา Radar ทุกครั้งก่อนประกาศ SSID ออกมา

ระหว่างการใช้งาน AP จะตรวจจับ Radar ในช่อง DFS ตลอด และในกรณีที่ตรวจเจอ Clients ทุกตัวจะถูกย้ายไปช่องสัญญาณอื่นภายใน 10 วินาทีโดยอัตโนมัติ (Channel Move Time) และจะอยู่ช่องนั้นเป็นเวลาอย่างน้อย 30 นาที (Non-Occupancy Period) หลังจากนั้น AP ก็ตรวจเช็ค Radar อีกครั้ง ถ้าไม่เจอ AP จะแจ้ง Clients ให้ย้ายกลับมาช่องเดิม

อาจจะดูไม่มีอะไรแต่ ทุกครั้งที่ย้ายช่อง เน็ตจะหลุด ดังนั้นการย้ายช่องบ่อยๆกระทบกับประสิทธิภาพการทำงานของ Wi-Fi แน่นอน

ส่วนตัวแล้วแนะนำให้เลี่ยงช่อง DFS ครับ แต่ก็ขึ้นอยู่กับ Design ของเรา ถ้าเราใช้ช่อง 20MHz เรามีให้เลือกถึง 9 ช่องของเราเอง ไม่จำเป็นต้องง้อ DFS ครับ แต่ถ้าต้องการใช้ Channel Bonding เพื่อเพิ่มความเร็ว ผมแนะนำให้เทสดูครับว่าในพื้นที่เรานี่มี Radar ไหม โดยเช็คจาก Controller Log มันจะแจ้งครับว่า Radar Detected ถ้าไม่มีก็ใช้ได้ครับ