WLAN 5GHz taajuusalue ja leveät kanavat

5GHz:lla on enemmän kanavia ja vähemmän häiriöitä, mikä mahdollistaa nopeat langattomat yhteydet. Kanavia yhdistämällä voidaan kapasiteettia kasvattaa moninkertaiseksi.

Ensimmäisen kerran 5GHz tuli käyttöön 802.11a:n myötä, mutta silloin se oli kallis eikä vielä yleistynyt. 802.11n mahdollisti sekä 2,4GHz että 5GHz taajusalueiden käytön, minkä jälkeen 5GHz alkoi yleistyä. Uusin 802.11ac toimii vain 5GHz:lla, mutta edelleen kaikki laitteet tukevat 802.11n:ä ja useimmat myös 2,4GHz taajuusaluetta.

Kanavat

5GHz taajuusalueella käytetään samaa 5MHz kanavajakoa kuin 2,4GHz:llakin. Onneksi päällekkäisyyksistä ei synny samanlaista ongelmaa, koska käytetään vain joka neljättä kanavaa: 36, 40, 44… eli 20MHz jakoa. Useimpia tukiasemia ei edes voi asettaa välikanaville. Aivan koko taajuusalue ei ole käytössä, vaan siellä on kanavia, joita ei voi käyttää ja joillakin kanavilla on erikoisrajoituksia.

5GHz Channels
5GHz Channels

Alunperin Yhdysvalloissa sai käyttää vain neljää alinta kanavaa, joista siellä käytetään nimitystä UNII-I. Myöhemmin kanavia on tullut käyttöön lisää sielläkin, mutta niiden käytöllä on erilaisia rajoituksia.

Euroopassa kanavia 36–64 saa käyttää vain sisätiloissa. Suurin sallittu lähetysteho on 200mW (23dBm), mikä on suurempi kuin 2,4GHz 100mW (20dBm), mutta ei kuitenkaan täysin kumoa 6dB vaimentumaa, joka aiheutuu korkeammasta taajuudesta. Tukiasemakäytössä maksimilähetysteholla ei ole merkitystä, koska käyttäjien laitteiden lähetysteho on tyypillisesti paljon alempi. WLAN-käytössä yhteys on aina kaksisuuntainen, joten ei ole mitään hyötyä siitä, että tukiasema kuuluu, jos laite ei pysty lähettämään vastausta tukiasemalle. Yleensä tukiasemissa on oletuksena maksimiteho, jolloin 2,4GHz kuitenkin kuuluu 3dBm voimakkaampana, minkä takia monet laitteet liittyvät siihen ensisijaisesti.

Kanavilla 100–140 voi käyttää 1W (30dBm) lähetystehoa ja myös ulkona. Kahden pisteen välille voi rakentaa jopa kymmenien kilometrien linkin. Tukiasemakäytössä suurella teholla ei tosiaan ole käyttöä. Kanaville 120–128 osuvat säätutkat, joita tukiasemien pitää varoa häiritsemästä. Käynnistyessään tukiasemat kuuntelevat näitä kanavia 10 minuuttia ennen kuin lähettävät mitään. DFS-kanavilla 52–140 käynnistymisviive on yksi minuutti. Jos tukiasemat huomaavat tutkasignaalin käytön aikana, ne vaihtavat kanavaa automaattisesti. Useimmat laitteet vaihtavat varmuuden vuoksi ei-DFS-kanaville 36–48, jolloin ne voivat joutua päällekkäisille kanaville.

Yläkanavat 149–165 ovat neljän kanavan välein parittomilla kanavilla. Euroopassa näillä saa lähettää Short Range Device (SRD) -määritysten mukaan 25mW (14dBm) teholla, mutta useimmat laitteet eivät yläkanavia tue. Tukiasemakäytössä tuo 14dBm riittäisi hyvin ja näillä kanavilla ei ole muita rajoituksia, mutta laitetuen puuttuessa niiden käyttöä pitää aina harkita tapauskohtaisesti.

Kuuluvuus ja solukoko

5GHz aallonpituus on puolet verrattuna 2,4GHz WLAniin, mikä tarkoittaa signaalin nopeampaa vaimentumista. 2,4GHz kuuluu 6dB voimakkaampana eli nelinkertaisena verrattuna 5GHz signaaliin. Yksi 5GHz tukiasema kattaa siis pienemmän alueen avoimessa tilassa eikä läpäise seiniä kuten 2,4GHz. Paremman signaalin takia monet laitteet liittyvät mielummin 2,4GHz verkkoon. Ratkaisuna on säätää 2,4GHz tukiasemien lähetysteho 6–7dB pienemmäksi kuin 5GHz lähetysteho.

Nopeaa vaimentumista ja huonoa läpäisykykyä kannattaa käyttää hyväksi pienentämään tukiasemien solukokoa. Kun tukiasema kattaa pienemmän alueen niin sille mahtuu vähemmän käyttäjiä. Näin kullekin käyttäjälle jää enemmän lähetysaikaa eli tiedonsiirto nopeutuu. Kääntöpuolena tietenkin tarvitaan enemmän tukiasemia, mutta solukoon pienentäminen on avain suorituskykyiseen verkkoon.

Leveät kanavat

802.11n:ssä oli ensimmäistä kertaa mahdollista yhdistää kanavia. Kaksi 20MHz kanavaa yhdistämällä saadaan yli kaksinkertainen kapasiteetti, koska kanavien väliin jäävä suojavyöhykekin voidaan hyödyntää. 802.11n:ssä 40MHz kanavan voi ottaa käyttöön myös 2,4GHz alueella, mutta siellä ei ole riittävästi tilaa. 5GHz:lla rinnakkaisista kanavista on oikeasti hyötyä ja 40MHz kanavat ovat nykyään oletusarvo tukiasemissa.

Kanavien yhdistäminen pitää ottaa huomioon kanavasuunnittelussa. Jos laitetaan vierekkäiset tukiasemat kanaville 36 ja 40 ja otetaan käyttöön 40MHz kanavat niin laitteet vuorottelevat. Kanavalla 36 oleva laite käyttää kanavia 36–43 ja kanavalla 40 oleva laite 40–47. Päällekkäisyyden takia ne eivät voi lähettää yhtä aikaa. Laitteet pitää siis asettaa kanaville 36 ja 44. Standardissa 40MHz kanavat on numeroitu 38, 46, 54… mutta useimmissa laitteissa on 20MHz mukainen numerointi, jolloin tällainen virhe on mahdollinen.

802.11ac mahdollistaa 80MHz ja 160MHz levyiset kanavat. Niillekin on varattu omat kanavanumerot, koska muuten päällekkäisyyksiä tulee tehtyä vielä helpommin. Näin leveillä kanavilla alkaa 5GHz:llakin tulla ahdasta. Toinen ongelma on kanavan vapautumisen odottelu. Jos naapurustossa on muita tukiasemia samoilla kanavilla, ei tukiasema voi lähettää ennen kuin kaikki kanavat ovat yhtä aikaa vapaana. 802.11ac mahdollistaa kanavaleveyden dynaamisen muuttamisen, eli tukiasema pitää asetusta maksimina ja valitsee kanavaleveyden tilanteen mukaan. Leveät kanavat edellyttävät tukea myös päätelaitteilta, muuten niistä ei ole hyötyä. 160MHz tuli vasta Wave 2:n mukana eli sille ei juuri ole tukea, mutta ei sitä ahtauden takia oikein voi muutenkaan käyttää. Kahden pisteen välisellä yhteydellä se kyllä on käyttökelpoinen.

Viranomaiset rajoittavat kokonaislähetystehoa. Aiemmin mainitut maksimit on laskettu 20MHz kanaville. 40MHz kanavalla se pitää puolittaa (-3dBm), 40MHz:lla pudottaa neljäsosaan (-6dBm) ja 160MHz:lla kahdeksasosaan (-9dBm). Yleensä tällä ei ole merkitystä tukiasemakäytössä, koska maksimitehoja ei muutenkaan ole järkevää käyttää. Kahden pisteen välisellä yhteydellä kylläkin, mutta joskus on pakko keskittää sallittu lähetysteho kapeammalle kaistalle vakaan yhteyden ylläpitämiseksi. Leveä kanava kuluttaa myös kannettavien laitteiden virtaa vastaavasti enemmän. Jos leveän kanavan käyttö nopeuttaa tiedonsiirtoa (eli lyhentää lähetysaikaa) vastaavasti, nettovaikutus on kuitenkin nolla. Käytännössä virrankulutus kasvaa jonkin verran uudelleenlähetysten vuoksi.

Suosituksia

Käyttäjien laitteet kannattaa ohjata 5GHz:lle suuremman kapasiteetin ja pienempien häiriöiden takia aina kun mahdollista. Yksinkertaisin tapa ohjata laitteita on pitää 2,4GHz lähetysteho mahdollisimman alhaisena tai sammuttaa se kokonaan.

40MHz kanavat ovat hyvin tuettuja ja nopeuttavat tiedonsiirtoa. Pitää vain olla tarkkana, etteivät vierekkäiset tukiasemat ole päällekkäisillä taajuuksilla. Vaikka kanavat olisi alunperin asetettu järkevästi, saattaa DFS aiheuttaa odottamattomia kanavavaihdoksia. 80MHz kanavia voi käyttää harkiten, jos laitteet niitä tukevat. Harkintaa aiheuttaa esimerkiksi se, että alin 80MHz kanava 42 täyttää koko DFS-vapaan taajuusalueen. Leveillä kanavilla on pakko elää DFS-rajoitusten puitteissa. 160MHz kanavat kannattaa jättää erikoiskäyttöön.

Lue myös:

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.