Mini-Series จัดการ Wi-Fi ยังไงให้ปัง : The Basic

อาทิตย์ที่แล้วผมได้เขียนบทความ “How to Fix Hotel Wi-Fi Internet?” และได้รับการตอบรับค่อนข้างดี มีผู้อ่านหลายท่านติดต่อมาขอฉบับภาษาไทย ผมเลยลอง search หาบทความภาษาไทยที่เกี่ยวข้องไว้ส่งไปให้อ่านเอง แต่ตกใจที่หาแทบไม่ได้ ส่วนใหญ่ที่เจอจะเป็นงานวิชาการที่อ่านยาก ไม่ก็เป็นโพสต์แนะนำสินค้าที่ให้ข้อมูลถูกบ้างผิดบ้าง

ผมเลยเริ่มเขียน Mini-Series นี้ขึ้นโดยแบ่งเป็นตอนสั้นๆโดยมีวัตถุประสงค์หลักคือให้ความรู้เกี่ยวกับแก่นของ Wi-Fi ไม่ลงลึกทางทฤษฎี ไม่เจาะจงยี่ห้ออุปกรณ์ และพยายามเขียนให้เข้าใจง่ายเพื่อให้ผู้อ่านนำไปประยุกต์ใช้ได้จริงกับอุปกรณ์ทุกชนิดทุกยี่ห้อ ตอนนี้มีแพลนอยู่ในใจสามสี่บทความแล้ว แต่หากถ้าใครอยากรู้เรื่องอะไรเป็นพิเศษ แนะนำเข้ามาได้ครับ หวังว่า blog ชุดนี้จะมีประโยชน์กับผู้อ่านทุกท่านครับ

เทคโนโลยี IEEE 802.11

IEEE 802.11 เป็นเทคโนโลยีโครงข่ายไร้สายหรือที่เราเรียกกันติดปากว่า Wi-Fi หลายคนเข้าใจผิดว่าชื่อนี้ย่อมาจาก Wireless Fidelity (เดาว่ามาจากเครื่องเสียง Hi-Fi) แต่จริงๆแล้ว Wi-Fi เป็นเครื่องหมายการค้าของ Wi-Fi Alliance เหมือนกับที่เราเรียกผงซักฟอกว่าแฟ้บ อีกชื่อนึงที่ถูกใช้บ่อยโดยเฉพาะในองค์กรคือ WLAN (Wireless LAN) หรือระบบ LAN ไร้สาย ซึ่งทั้งหมดนี้หมายถึงเทคโนโลยีตัวเดียวกัน

Wi-Fi Alliance ซึ่งเดิมเคยใช้ชื่อ Wireless Ethernet Compatibility Alliance หรือ WECA เป็นองค์กรที่ทำหน้าที่ทดสอบและรับรองอุปกรณ์ Wi-Fi ต่างรุ่นต่างยี่ห้อให้สามารถทำงานร่วมกันได้ภายใต้มาตรฐานของ IEEE 802.11 ถ้าอยากเช็ค Cert ของอุปกรณ์เช็คได้จากเว็ป www.wi-fi.org

ตัวอย่างใบ Cert ของ Ruckus R510

Wi-Fi ใช้ Radio Frequencies (RF) หรือสัญญาณวิทยุเป็นสื่อในการรับ-ส่งข้อมูล แต่ด้วยข้อจำกัดของ RF ที่เป็นการสื่อสารแบบ Half-Duplex ซึ่งอุปกรณ์ในช่องสัญญาณ (Channel) เดียวกันจะไม่สามารถส่งข้อมูลได้พร้อมๆกันเปรียบเหมือนเครื่องรับส่งวิทยุ (Walkie-Talkie) ที่ส่งได้แค่ทีละคน ทุกครั้งก่อนใช้จะต้องเช็คว่าช่องสัญญาณนั้นว่าง พอมีคนส่ง คนอื่นๆในช่องนั้นต้องฟังและรอจนช่องสัญญาณนั้นว่างคนต่อไปถึงจะใช้ได้

Flow Chart กระบวนการส่งข้อมูลของระบบ Wi-Fi

Wi-Fi ใช้หลักการเดียวกับ Walkie-Talkie แต่ใช้ Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance (CSMA/CA) ควบคุมการการรับ-ส่งข้อมูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสาร โดยใช้หลักการ “Listen before Talk” หรือฟังก่อนพูด

Carrier Sense หมายถึงกลไกในการเช็คช่องสัญญาณว่ามีคนใช้งานหรือไม่ Multiple Access คือความสามารถในการรองรับอุปกรณ์ได้หลายตัวโดยทุกตัวจะต้องมีโอกาสในการใช้ช่องสัญญาณเท่าเทียมกัน ส่วน Collision Avoidance คือวิธีการลดโอกาสที่จะเกิด collision โดยการจัดระเบียบการส่งข้อมูลของอุปกรณ์ทุกตัวในช่องสัญญาณไม่ให้ชนกัน เราจะหยิบยกหลักการทำงานของ CSMA/CA มาใช้ในบทความต่อๆไป

ช่องสัญญาณ (Channel)

Wi-Fi ใช้ RF เป็นสื่อเช่นเดียวกับสัญญาณโทรศัพท์มือถือ (900/1800/2100MHz) แต่ใช้ย่านความถี่ 2400MHz และ 5000MHz ที่เรียกกันติดปากว่า 2.4GHz และ 5GHz ซึ่งเป็นย่านที่ทุกคนสามารถใช้ได้โดยไม่ต้องขอใบอนุญาตจากทางกสทช แต่ผมแนะนำให้ศึกษาแนวทางการใช้ความถี่วิทยุย่าน 2.4GHz และ 5GHz ในบ้านเราก่อนนะครับ

คลื่นความถี่จะถูกจัดสรรให้เป็นช่อง หรือ Channel ต่างๆ เช่น 2.4GHz ที่กว้าง 100MHz ถูกแบ่งเป็น 14 Channel แต่ละ Channel จะมีช่วงความถี่เฉพาะตัวเช่น Channel 1 เริ่มที่ 2401 ถึง 2423 โดยมี Center Frequency ที่ 2.412

คลื่นความถี่ของแต่ละ Channel นี้ไม่ต้องจำนะครับ เอาแค่เราเข้าใจว่า Channel มีความกว้าง (width) ฉะนั้นและถ้าเลือกใช้ไม่ดีมีโอกาสทับกันได้ หากดูตามรูปด้านล่างจะเห็นได้ว่า Channel ที่ไม่ทับกันในย่าน 2.4GHz มีแค่สามช่องคือ 1, 6, และ 11

ประเทศทั่วโลกส่วนใหญ่รวมถึงไทยและยุโรปสามารถใช้ Channel 1-13 ได้ แต่อเมริกาอนุญาตให้ใช้แค่ 1-11 ส่วน Channel 14 เท่าที่ทราบมีแค่ญี่ปุ่นเท่านั้นที่ใช้ WiKi นี้มีรายละเอียดเกี่ยวกับช่องสัญญาณที่ใช้ได้ในแต่ละประเทศครับ

โดยส่วนตัวแล้วผมไม่แนะนำให้ใช้ Channel 12-14 โดยเฉพาะถ้าติดตั้งในองค์กรหรือ Hotspot สาธารณะเพราะยังมีอุปกรณ์ Wi-Fi จำนวนมากที่รองรับแค่ Channel 1-11 (อาจเพราะ Wi-Fi chipset ส่วนใหญ่มาจากอเมริกา) ถ้าเราตั้งค่า AP ที่ช่อง 13 อุปกรณ์จะไม่เห็น SSID และไม่สามารถเเชื่อมต่อกับ AP ได้

ส่วนความถี่ย่าน 5GHz หากดูจากภาพข้างล่างเป็น Channel ที่ใช้ได้ในทวีปอเมริกาเหนือเริ่มตั้งแต่ช่อง 36 จบที่ 165 รวมแล้ว 25 ช่อง แต่ช่องที่ใช้ได้จริงๆคือช่วงที่เป็นสีเขียวซึ่งมีแค่ 9 ช่อง ส่วนช่องสีเหลืองสีส้มเป็นช่อง Dynamic Frequency Selection (DFS) Channel ที่ถูกจัดสรรไว้ให้ระบบอื่นใช้เช่น Weather Radar ซึ่งจริงๆแล้ว Wi-Fi สามารถใช้ช่อง DFS ได้ (แต่ค่อนข้างจะยุ่งยากและใช้เวลานาน) แต่ถ้าเมื่อไหร่ AP ตรวจจับเจอสัญญาณเรดาร์ channel นั้นจะถูกปิด และ AP จะต้องย้ายไปใช้ channel อื่นซึ่งอาจจะทำให้ client disconnect จากการย้ายช่อง

เรื่องสุดท้ายที่อยากฝากไว้คือถ้าเราไปซื้ออุปกรณ์ Wi-Fi จากต่างประเทศ เช่น Laptop หรือ มือถือ หรือ IoT Gadget เราต้องตรวจสอบก่อนว่าประเทศนั้นใช้ Channel ไหนบ้าง ผมเคยพลาดไปซื้อ Wi-Fi USB Adapter จากญี่ปุ่นแต่เพราะที่โน่นไม่ใช้ Channel 144 – 165 อุปกรณ์ตัวนี้เลยไม่รองรับช่องสัญญาณนั้น ทั้งๆที่บ้านเราใช้ Channel 149-165 กันเยอะมาก

ฺBlog หน้าเราจะมาคุยกันเรื่องสัญญาณรบกวน หรือ Channel Interference ซึ่งผมย้ำนักย้ำหนาว่าเป็นศัตรูตัวฉกาจของ Wi-Fi เราจะมาดู Channel Interference มีกี่ชนิดและส่งผลต่อประสิทธิภาพของ Wi-Fi อย่างไรบ้าง

หากสนใจติดตามบทความชุดต่อๆไปสามารถ Join email list นี้ได้ครับ

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s