Kanal Design

Eins der größten Themen im WLAN Umfeld ist ein ordnungsgemäßes Kanaldesign. In den letzten Jahren haben wir immer wieder große Probleme durch eine Optimierung des Kanaldesigns lösen können.

Dieses Thema würde ich in zwei Bereiche bzw. Frequenzen unterteilen, 2.4GHz und 5GHz.

2.4GHz

Im Bereich von 2.4GHz gibt es eigentlich nur ein Kanal Design, 1-6-11! Innerhalb von Europa ist auch ein Design von 1-5-9-13 möglich. Gegen dieses Design sprechen aber drei Punkte:

B Datenraten

Grundsätzlich sollten wir die B Datenraten deaktivieren. Daher sollte dieses Problem sich einfach lösen lassen. 802.11b nutzt DSSS zur Modulation. DSSS basiert auf 22MHz breiten Kanälen.

Bei einem 4 Kanaldesign haben wir aber nur 20MHz pro genutzten Kanal zur verfügung. 802.11g/n nutzt OFDM zur Modulation. Diese Modulation nutzt 20MHz breite Kanäle.

— Tabelle Kanal, Träger Frequent, Start, Ende —

Nachbarn

Habe ich meine Datenraten angepasst, gibt es noch ein größeres Problem. Access Points arbeiten grundsätzlich auf einem Kanal. Datenpakete auf einem benachbarten Kanal überlagern die Übertragung auf meinem Kanal. Daher sollte ich prüfen, welches Kanaldesign wird in der Nachbarschaft genutzt.

Habe ich eine Gebäude auf der grünen Wiese, feel free. Nutzt der Mitmieter meiner Lagerhalle ein Kanal Design 1-6-11, sollte ich kein 1-5-9-13 nutzen, vice versa.

Dementsprechend sollte ich meine Umgebung immer den Gegebenheiten vor Ort anpassen. Habe ich einen unbelehrbaren Nachbar der vielleicht die Kanäle 2,7,13 nutzt, kann ich versuchen meinen Nachbarn zu beraten. Lässt sich dieser nicht beraten, sollte ich wohl auch 2,7,13 nutzen.

BLE 4.0

Das 2.4GHz Band ist ein offenes Band, dass auch durch Bluetooth genutzt wird. Mit Bluetooth 4.0 (BLE) gibt es 3 Advertising Kanäle, 37 (2402MHz), 38 (2426MHz) & 39 (2480MHz). Die Daten Kanäle sind im restlichen 2.4GHz Band angesiedelt. Android und Apple fokussieren allerdings die Nutzung von nur 9 weiteren Kanälen die wie die Advertising Kanäle zwischen den WLAN Kanälen 1, 6 & 11 liegen. Diese Co-Location können wir nur mit einem 1-6-11 Design nutzen.

5GHz

Im 5GHz Bereich sieht es etwas anders aus. Die Thematik mit benachbarten Kanälen haben wir hier nicht. Unsere Kanäle sind grundsätzlich 20MHz breit (ja, 40MHz-160MHz sind auch möglich, Bündelung) und die Kanäle sind hierfür auch ausgelegt. 36-40-44-48 usw. Ich kann somit jeden Kanal nutzen. Kanalüberlagerungen mit benachbarten Kanälem wie im 2.4GHz Bereich gibt es nicht.

Die Thematiken in diesem Bereich sind ganz andere. Zum einen müssen wir zwischen Indoor und Outdoor unterscheiden, zum anderen müssen wir aber auch die Möglichkeiten der Clients beachten.

Indoor

Gemäß ETSI können wir Indoor folgende Bänder nutzen:

Die UNII 2 und UNII 2e Bänder setzen allerdings ein Client DFS voraus. Ein aktives Roaming ist auf diesen DFS Kanälen nicht bzw. eingeschränkt möglich.

Outdoor

Im Outdoor Bereich dürfen wir nur das UNII 2e Band nutzen. In Europa sind also die Kanäle 100-140 möglich. Zukünftig können hier noch weitere Kanäle hinzukommen.

Bei der Kanalwahl sollte man noch beachten, dass die Kanäle 120-128 eine CAC von 10 Minuten anstatt 1 Minute auf allen anderen Kanälen voraussetzt. Aus diesem Grund werden diese Kanäle häufiger nicht genutzt. Abhängig von dem Anwendungsfall und Ort, können oder sollten aber auch diese Kanäle genutzt werden.

Clients

Neben dem Indoor/Outdoor Unterschied müssen auch die Clients auf entsprechend Funktionen überprüft werden. Auch heute unterstützt nicht jeder Client 5GHz. Selbst wenn mein Client 5GHz unterstützt, muss dieser noch nicht alle Kanäle unterstützen.

Mike Albano hat hierzu ein interessantes Projekt gestartet. Auf seiner Seite können „Association Request‘s“ hochgeladen und einem Gerät zugeordnet werden. Durch dieses Community Projekt entsteht eine Übersicht der unterschiedlichsten Geräte und deren Funktionen.

Mike Albano – Client Übersicht (EN)
Diese Daten liefern einen guten Anhaltspunkt. Bei Zebra Barcode Scanner ist es aber z.B. so, dass diese Geräte von Haus nur das UNII1 Band aktiviert haben. Das UNII2 und UNII2e lässt sich über die Regestry (Windows CE) oder StageNow (Android) aktivieren. Dementsprechend liefert der „Association Request“ nicht die möglichen Kanäle, sondern die nach aktueller Konfiguration möglichen Kanäle zurück.

Ergänzung

Grundsätzlich spielen im Kanaldesign noch weitere Punkte eine Rolle. Es geht mir hierbei um den Einstieg, nicht erwähnt ist z.B. TPC. In Zukunft werde ich weitere Punkte ergänzen und weitere Details zu den genannten Themen wie z.B. 802.11k/r/v oder DFS veröffentlichen.