Viele von Ihnen werden bei manchen Gelegenheiten bemerkt haben, dass die W-Lan Verbindung hat eine zu hohe Latenz, insbesondere wenn wir sie mit der Latenz vergleichen, die wir über Kabel erhalten. Wenn wir uns über Kabel verbinden, beträgt die Verbindungslatenz (die Zeit, die ein Paket von unserem PC zum Router benötigt) normalerweise 1 ms und noch weniger, aber über WLAN können wir auch bei Latenzen gute Latenzen von 3-4 ms finden in einigen Fällen länger als 100 ms. Heute werden wir in diesem Artikel erklären, warum dies geschieht und wie wir dieses häufige Problem entschärfen können.
Warum habe ich eine hohe Latenz im WLAN?
Bevor wir darüber sprechen, warum ich eine hohe Latenz in WLAN-Netzwerken habe, sollten wir ein wenig darüber wissen, wie die drahtlosen WLAN-Netzwerke, die wir alle regelmäßig verwenden, funktionieren.
Drahtlose WiFi-Netzwerke verwenden die CSMA / CA-Netzwerkzugriffskontrollprotokoll (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) , das heißt, sie nutzen Mehrfachzugriff durch Trägererkennung und Kollisionsvermeidung. Dieses Protokoll ist unerlässlich, da es mehreren Stationen (z. B. drahtlosen Clients) ermöglicht, dasselbe Übertragungsmedium (in diesem Fall Luft) zu verwenden. Jedes an der Kommunikation beteiligte Team kündigt vorher seine Sendeabsicht an, um mögliche Kollisionen der Frames in der Luft zu vermeiden. Dank dieses Verhaltens vermeiden wir Framekollisionen und deren anschließende Neuübertragung. Falls jemand sendet, wird eine zufällige Zeit abgewartet, um die Wahrscheinlichkeit neuer Kollisionen zu verringern.
Grundsätzlich besteht der Kommunikationsprozess in WiFi-Netzwerken aus drei Schritten: Zuerst hören wir, ob das Netzwerk frei ist, wenn es frei ist, übertragen wir die Informationen und schließlich warten wir auf die Bestätigung des Empfängers, dass er alles richtig empfangen hat . CSMA/CA löst einige typische Probleme in drahtlosen Netzwerken:
- „Versteckte“ WiFi-Clients: Ein Client könnte glauben, dass der Kanal frei ist, obwohl dies nicht der Fall ist, weil ein anderer Client sendet und dieser Client es nicht „hört“.
- Exposed WiFi-Clients: Ein Client könnte glauben, dass der Kanal belegt ist, obwohl dies nicht der Fall ist, weil der andere Client die Kommunikation nicht stört.
In WiFi-Netzwerken bis WiFi 5 nutzen wir OFDM (Orthogonales Frequenzmultiplex) , ermöglicht diese Technologie das Multiplexen einer Reihe von Trägerwellen unterschiedlicher Frequenzen, wobei jede einzelne Informationen trägt und in QAM oder PSK moduliert wird. In WiFi-5-Netzwerken beträgt die Quadraturamplitudenmodulation 256QAM, während sie im neuesten WiFi-6-Standard bis zu 1024QAM unterstützt, daher können wir im neuesten Standard mehr Daten pro Symbol senden. In WiFi-6-Netzwerken, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Technologie integriert, was eine enorme Verbesserung gegenüber der OFDM-Technologie ist, die wir bisher hatten, OFDMA-Technologie ist die OFDM-„Multi-User“, die es uns ermöglicht, das Spektrum eines bestimmten Kanals zu teilen, diese werden Subcarrier oder Subcarrier genannt und sind ideal für Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit. Der Kanal wird entsprechend den Anforderungen der drahtlosen Clients in Gruppen unterteilt, wodurch die drahtlosen WLAN-Netzwerke erheblich optimiert werden, wenn Dutzende von Clients verbunden sind.
Eine hohe Latenz in einem WiFi-Netzwerk kann verschiedene Gründe haben, in einigen Fällen kann nur ein Grund angegeben werden, und in anderen Fällen kann es jeden einzelnen der Gründe geben, die wir angeben werden.
Wir sind weit weg vom WLAN-Router oder AP
Wenn wir sehr weit vom WLAN-Router oder AP entfernt sind, haben wir eine geringe Abdeckung, was bedeutet, dass das Paket länger braucht, um von unserem WLAN-Client zum WLAN-Router oder AP zu gelangen. Das Wichtigste, wenn wir sehr weit vom Zugangspunkt entfernt sind, ist, dass normalerweise andere WiFi-Clients senden, so dass wir "warten" müssen, bis der Kanal für uns frei ist, um zu senden, was zu einer höheren Latenz führen kann als normal, und sogar, dass es Kollisionen gibt und wir das Paket erneut übertragen müssen.
Außerdem ist ein ganz wichtiges Detail, dass die „langsameren“ Kunden die schnelleren verletzen, weil sie länger brauchen, um ihr Paket zu versenden. Wenn wir sehr weit vom WLAN-Router oder AP entfernt sind, sinkt die Synchronisationsgeschwindigkeit und wir haben weniger echte Geschwindigkeit, daher muss dies auch berücksichtigt werden.
Viele WLAN-Clients gleichzeitig verbunden
Wenn viele WiFi-Clients gleichzeitig mit einem WiFi-Router oder AP verbunden sind, wird das drahtlose Netzwerk stärker zusammengebrochen und wir müssen länger warten, bis der Kanal frei ist, um senden zu können. Die neuen Router enthalten Technologien wie MU-MIMO und OFDMA, die es ermöglichen, diesen Aspekt enorm zu verbessern, indem sie gleichzeitig Gruppen zum Senden (MU-MIMO) und Unterträger (OFDMA) erstellen, um alle Clients zu bedienen.
Wenn viele WiFi-Clients gleichzeitig mit demselben Router oder AP verbunden sind, unabhängig davon, ob sie sich im „Standby“ befinden, übertragen sie immer einige Daten, sodass die Kanalbelegung größer ist und wir haben ein größerer Zusammenbruch des drahtlosen Netzwerks, daher müssen wir "warten", bis der Kanal frei ist, um senden zu können. In diesem Fall ist es wie zuvor, wenn wir viele WLAN-Clients haben, ist es möglich, dass einige Clients aufgrund ihres Typs der WLAN-Netzwerkkarte oder aufgrund ihrer geringen Abdeckung „langsam“ sind, was sich auf den Rest auswirkt das Netzwerk.
Es gibt eine Technologie namens ” Sendezeit Fairness ” Dadurch kann der WLAN-Router oder AP jedem der drahtlosen Clients eine bestimmte Zeit zur Verfügung stellen, um senden zu können. Auf diese Weise können wir in einer Umgebung mit einer Mischung aus schnellen und langsamen Clients die Leistung von improve die schnellsten Clients, da sie nicht von den langsamsten Clients unterbrochen werden, was die WLAN-Verbindung beschleunigt und die Latenz reduziert. Diese Funktion ist ideal in Umgebungen, in denen Dutzende von drahtlosen Clients verbunden sind.
WiFi-Clients übertragen viele Daten
Wenn ein oder mehrere WiFi-Clients viele Daten übertragen, wird es schwieriger, ein „Loch“ im drahtlosen Netzwerk zu finden, damit wir unser Paket senden können, daher erhöht sich die Latenz, ohne dass wir dies tun können etwas. Wenn wir einen oder mehrere drahtlose Clients haben, die nicht aufhören, Daten zu senden und zu empfangen, werden die anderen drahtlosen Clients geschädigt, da sie länger warten müssen, bis sie senden können. Dies könnte durch eine Bandbreitenkontrolle pro verbundenem WLAN-Client gemildert werden, sodass derselbe WLAN-Client nicht die gesamte verfügbare Kanalzeit belegen kann. Auf diese Weise verringert sich die Latenz der WLAN-Verbindung.
Interferenzen mit anderen WLAN-Netzwerken und Frequenzbändern
Wenn unser WLAN-Router oder AP auf demselben WLAN-Kanal wie andere benachbarte Netzwerke sendet, können sowohl Ihr Router oder AP als auch Ihre WLAN-Clients gestört werden, da diese Sendezeit „beanspruchen“. Diese Störungen können auch zu hohen Latenzzeiten führen, da unser Kunde warten muss, bis das Netzwerk frei ist.
Das 2.4-GHz-Band hat eine größere Reichweite als das 5-GHz-Band, dies ist ein klares Problem für Interferenzen mit den WLAN-Netzwerken der Nachbarn. Wenn wir das 2.4-GHz-Band verwenden, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir mehr Interferenzen mit benachbarten WLAN-Netzwerken haben und daher eine höhere Latenz bei der Verbindung haben. Wenn wir das 5-GHz-Band (das eine geringere Reichweite hat) verwenden, werden wir sicherlich keine Interferenzen mit benachbarten Netzwerken haben oder zumindest nicht so viele Interferenzen mit benachbarten WiFi-Netzwerken sollte immer das 5GHz-Band verwenden. Bald werden wir dank WiFi 6E das 6GHz-Band zur Verfügung haben, dies wird es uns ermöglichen, die Interferenzen der WiFi-Netzwerke durch ein neues Frequenzband enorm zu reduzieren.
Wie Sie gesehen haben, sind dies die Gründe, warum wir eine hohe Latenz in unserer WLAN-Verbindung haben könnten. Jetzt werden wir Ihnen einige Lösungen geben, um das Problem zu mildern (weil Sie es sicherlich nicht vollständig lösen können).
Lösungen zur Minderung des Problems hoher Latenzzeiten im WLAN
Wenn Sie weit vom Router entfernt sind
Wenn Sie weit vom WLAN-Router oder WLAN-Zugangspunkt entfernt sind, können Sie am besten näher an den sendenden AP herangehen. Auf diese Weise haben Sie eine bessere Abdeckung, eine höhere Synchronisierungsgeschwindigkeit, eine höhere Leistung und eine geringere Latenz. Falls Sie ein WLAN-Netzwerkadministrator sind, empfehlen wir Ihnen, die Airtime Fairness-Funktionalität zu aktivieren, um zu verhindern, dass diese „langsamen“ Clients, die so weit vom AP entfernt sind, die schnelleren Clients in der Nähe des Access Points schädigen. Es kann auch eine gute Entscheidung sein, die Trennfunktionen für zu weit entfernte WLAN-Clients zu verwenden, um sie aus dem WLAN-Netzwerk zu werfen und anderen nicht zu schaden.
Wenn viele WLAN-Clients gleichzeitig verbunden sind
Für den Fall, dass viele WLAN-Clients gleichzeitig mit demselben WLAN-Router oder AP verbunden sind, haben wir zwei Möglichkeiten, dies erträglicher zu machen und die Latenz nicht zu beeinträchtigen. Als erstes können wir die „Airtime Fairness“ aktivieren, damit langsame Clients schnelleren Clients keinen Schaden zufügen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen zusätzlichen Access Point zu installieren, um die Last der drahtlosen Clients zu verteilen, oder ein WiFi-Mesh-System mit gleichzeitigem Triple-Band, um ein Frequenzband speziell für die Verbindung der Knoten zu haben (wenn es Ethernet-Backhaul viel besser ermöglicht), In Auf diese Weise verteilen wir alle drahtlosen Clients auf mehrere Knoten und führen einen Lastausgleich durch.
Wenn Sie Kunden haben, die viele Daten übertragen
Für den Fall, dass Clients viele Daten übertragen, ist es am besten, die maximale Bandbreite pro WLAN-Client zu begrenzen, zum Beispiel jeden mit unserem Netzwerk verbundenen WiFi-Client mit einer symmetrischen Geschwindigkeit von 50 Mbit / s herunterzuladen dass ein drahtloser WiFi-Client die gesamte WiFi-Bandbreite des Netzwerks monopolisiert. Darüber hinaus wäre es auch in diesem Fall ratsam, Airtime Fairness zu aktivieren, um zu verhindern, dass langsame Clients die schnelleren beschädigen, und das drahtlose Netzwerk bestmöglich zu optimieren.
Verwenden Sie 5 GHz oder 6 GHz und wechseln Sie bei Bedarf den Kanal
Für den Fall, dass Sie das 2.4-GHz-Band zum Verbinden verwenden, empfehlen wir, eine Verbindung zum 5-GHz-Band oder zum zukünftigen 6-GHz-Frequenzband herzustellen, um möglichst wenig Störungen zu haben. Im Falle von Störungen verbessert sich durch den Wechsel des WLAN-Kanals auch die Latenz der Verbindung, zusätzlich für den Fall, dass Sie sehr große Kanalbreiten wie 40MHz in 2.4GHz oder 80MHz in 5GHz nutzen, ggf Breite des Kanals (auf Kosten der Reduzierung der maximalen realen Geschwindigkeit) haben Sie weniger Interferenzen mit anderen WiFi-Netzwerken.
Wie Sie gesehen haben, können wir je nach Szenario, in dem wir uns befinden, verschiedene Aktionen durchführen, um die Latenz unserer WLAN-Verbindung zu verbessern.
