Zašto nemate punu brzinu Interneta preko WiFi?

Korisnici većih (100 Mbps i više) Internet paketa često imaju problema sa podrškom svojih provajdera, jer podrška jednostavno ne želi da prihvati reklamacije na brzinu na WiFi. Korisnici to često shvataju kao bahatost sa strane provajdera, ili eventualno neinformisanost agenata korisničkog servisa, međutim, realnost se često razlikuje od naših očekivanja, kao što je i u ovoj situaciji slučaj.

Šta je WiFi i kako radi?

WiFi je standard za bežične komunikacije malih razdaljina između uređaja krajnjeg korisnika. Standardizaciju realizuje IEEE u okviru 802.11 standarda, od kojih su najpoznatiji 802.11n i 802.11ac.

WiFi koristi deljeni RF spektar na frekvencijama 2.4GHz i 5GHz, u zavisnosti od pristupnog uređaja i rutera koji se koriste.

WiFi ima dve klasifikacije uređaja: klijent i ruter (AP, pristupna tačka)

Ruter, odnosno pristupna tačka / AP, “emituje signal”, i pruža pristup mreži bežičnim putem. Svaka mreža ima određe komponente – kanal, naziv (SSID), MAC / fizičku adresu (BSSID), “lozinku” (enkripciju – WPA, metodu kontrole pristupa)…

Klijent je uređaj koji se povezuje na ruter i poseduje MAC adresu. Klijent inicira povezivanje na željenu mrežu, pri čemu sa mrežom dogovara ključ koji zatim vezuje sa lozinkom koju zna, i šalje nazad ruteru kako bi ruter verifikovao lozinku i odobrio pristup.

WiFi koristi deljeni RF spektar, što praktično znači da svi ruteri u Vašem okruženju dele određeni protok. WiFi 802.11n na 2.4GHz ima 13 kanala koje možete koristiti za Vašu mrežu, međutim, ti kanali se preklapaju.

Širina kanala kod 802.11n mreža može biti 20 MHz ili 40 MHz (označen i kao “HT”). Međutim, “razmak” između kanala na 2.4GHz je 5 MHz, što znači da je ukupan propusni opseg celokupnog frekventnog opsega za 2.4GHz zapravo samo 65 MHz.

Ovo u praksi znači da možete imati 3 mreže na 20 MHz koje se ne preklapaju (kanali 1, 6/7 i 13) ili 2 mreže koje se ne preklapaju ako je jedna mreža na 40 MHz (kanali 1 i 13).

Kako su u modernom društvu retke lokacije sa samo 3 mreže na različitim kanalima, dolazi do preklapanja mreža. WiFi standard ima metode koje koristi kako bi mogao da radi i u situacijama kada se više mreža nalazi na istom kanalu (tj. opsegu kanala).

Jedna od navedenih metoda je i CSMA/CA (Carrier-sense multiple access with collision avoidance).

Pojednostavljeno, proces slanja podataka počinje “slušanjem” (sensing), kada klijent čeka određeni period i meri upotrebu kanala kako bi utvrdio da li neki drugi klijent šalje ili ne (ovde se javlja tzv. “hidden node problem”, gde jedan klijent može da “ne primeti” drugog, i da krene da šalje podatke u istom trenutku kada to radi i neki drugi uređaj, što izaziva sudar/koliziju (collision) i pravi privremeni prekid slanja).

Ukoliko klijent utvrdi da neko šalje, tj. da je kanal zauzet, podaci se baferuju i proces slušanja se nastavlja dok se ne utvrdi da niko na tom kanalu ne šalje.

Kada kanal postane slobodan, klijent će početi da šalje podatke. Kako je u bežičnim komunikacijama jako teško slati i primati podatke u istom trenutku, klijent podatke šalje u manjim paketima i posle svakog paketa sačeka da dobije potvrdu (acknowledgement).

Ukoliko dobije potvrdu, šalje sledeći paket, a ukoliko ne dobije potvrdu, pretpostavlja da je došlo do kolizije, i u tom slučaju obustavlja slanje i čeka nasumično određeni vremenski period i ponovo kreće od prvog koraka.

Kao što možete primetiti iz navedenog, WiFi komunikacija je poprilično osetljiva na smetnje i uticaj drugih uređaja. Dodatno, 2.4GHz frekventni opseg koriste mnogi drugi uređaji koji ne funkcionišu na 802.11n protokolu i ne mogu da sačekaj da WiFi uređaji završe sa slanjem, već “gaze” po njihovim prenosima, što pravi smetnje. Neki od tih uređaja su mikrotalasne rerne, bežični telefoni, uređaji za bežični video nadzor, bežična zvona za vrata, dronovi i slične igračke, itd.

Situacija na 5GHz je malo bolja iz tri razloga: mali broj uređaja osim WiFi koristi 5GHz frekventni opseg, radio talasi na frekvencijama u 5GHz opsegu teže prodiru kroz prepreke kao što su zidovi, pa su manje šanse da signal sa tuđih uređaja dopre do Vašeg i obrnuto, i naravno 5GHz frekventni opseg ima mnogo veći broj kanala na raspolaganju (44 kanala u Evropskoj uniji) i omogućava kombinovanje kanala do 80 MHz, međutim, može da radi i sa 20 MHz, a širina jednog kanala je upravo 20 MHz.

Od čega zavisi brzina protoka na WiFi?

Brzina protoka na WiFi zavisi od više parametara, neki od kojih su očigledni: WiFi standard koji se koristi, širina kanala, jačina signala, broj antena na klijent uređaju i na ruteru, količina RF smetnji na frekventnom opsegu mreže, količina mreža u okolini; a neki baš i nisu: brzina procesora u uređajima, način povezivanja WiFi čipa sa procesorom, protokol za prenos podataka, metoda modulacije, …

Kako biste imali najbrži mogući protok na WiFi – 866.7 Mbps na PHY sloju, ovo su zahtevani uslovi:

• Klijentski uređaj i ruter sa 2×2 MIMO (dve antene i podrška za više spatial streams, tj. konekcija u prostoru između uređaja)
• 802.11ac na 5GHz sa ne-DFS kanalom i širinom kanala od 80 MHz, QAM256 modulacija sa SGI (short guard interval, 400ns)

Napominjem da WiFi protokol ima 30% gubitaka u ime neefikasnosti protokola, korekcije grešaka, i sličnog, pa će realna brzina biti do 600 Mbps, naravno dodatno umanjena za neefikasnosti u TCP/IP delu.

Šta znači sve ovo?

Počeću od jednostavnog – antene. Broj antena kod WiFi je jako bitan, te proizvođači rutera stavljaju sve veći broj antena na svoje rutere. Međutim, jednako je bitan i broj antena na prijemnom uređaju, što nije lako proveriti, i u 90% slučajeva kod Android mobilnih telefona koji ne pripadaju “flagship” klasi, broj antena je 1. Ovo znači da ni ruter sa 8 antena neće ubrzati WiFi, koji će raditi brzinom od 433 Mbps na PHY sloju (80 MHz) i realnim protokom do 300 Mbps.

Jedini uređaji za koje znam da sigurno poseduju 2 antene su Apple iPhone počevši od modela iPhone 6S, kao i Samsung Galaxy S serija, počevši od modela Galaxy S6.

Veliki broj impresivnih telefona kineskih brendova (OPPO, Xiaomi, ZTE) imaju samo jednu antenu za WiFi. Huawei uređaji pod Honor brendom po pravilu imaju samo jednu antenu ma koliko koštali jer je Honor uvek bio budžet brend, i ciljane su specifikacije na papiru i jeftina cena, a broj antena ne piše nigde, čak se ne može videti ni kroz operativni sistem, bez da se povežete na ruter sa 4 ili više antena i proverite Link speed na mreži.

Tragična je i situacija sa jeftinijim Mediatek telefonima, koji imaju 1 antenu i podržavaju 5GHz 802.11ac WiFi na 80 MHz, što daje teoretsku brzinu do 433 Mbps, ali im je WiFi čip spojen preko SDIO magistrale, što im ograničava brzinu protoka na vrednost do 100 Mbps bez obzira na samu brzinu PHY sloja, jer je veza između WiFi čipa i procesora prespora. Više informacija imate na ovom linku.

Takođe je bitna jačina signala, pre svega iz očiglednih razloga, ali takođe i zbog metode modulacije koja se koristi – sa jačim signalom se mogu koristiti naprednije metode modulacije koje omogućavaju veću brzinu.

Dalje, bitan je MIMO (Multiple Input Multiple Output). MIMO označava spobonost uređaja da koristi više od jedne antene za prenos podataka u jednom trenutku, što – na primer – omogućava dupliranje brzine dodavanjem 2 antene. U praksi ne postoje klijentski uređaji sa više antena koji ne podržavaju MIMO, pa se MIMO vezuje za broj antena. Kod rutera u poslednjih 10 godina važi isto “pravilo” – više antena uvek znači i podršku za MIMO – kako bi se te antene mogle koristiti i sa jednim uređajem.

Broj uređaja u okolini je jako važan i bitno utiče na periodične prekide, padove brzine i “ping spikes” (kratkotrajne skokove vrednost ping-a), čak i kada je konfiguracija mreže i uređaja takva da omogućava najveće brzine komunikacije. Pravilo je – što manje tuđih mreža, to bolja Vaša mreža.

Napominjem da ne možete da “gazite” tuđe mreže, čak i ako stojite pored rutera, a komšijin uređaj razgovara sa njegovim ruterom na istom kanalu kao i Vaš uređaj i ruter, Vama će biti smanjena brzina dok komšijine komunikacije ne prestanu.

Za kraj, evo kraćeg opisa tehničkih termina iz prethodnog poglavlja:

• DFS – Dynamic Frequency Selection – omogućava korišćenje određenih frekvencija za WiFi koje se inače koriste za vojni i meteorološki radar kao i satelitske komunikacije. U praksi to znači da će na svakih pola sata (ili sat vremena) ruter vršiti skeniranje frekventnog opsega i da će Vam nestati mreža na par minuta. To ne želite.
• Širina kanala na 2.4GHz – vrednost podesite na 20 MHz osim ako ne živite na selu gde nema tuđih mreža. 40 MHz Vam pruža duplo veću brzinu, ali samo ako ne postoje mreže koje se preklapaju sa Vašom, jer se na 40 MHz kombinuje čak 8 kanala, pa su smetnje na bilo kojem od njih destruktivne po komunikacije mnogo više nego na 20 MHz (kada se koristi 4 kanala).
• Širina kanala na 5GHz – što više to bolje, u većini slučajeva možete komotno podesiti 80 MHz ako nemate više od 3 tuđe mreže na 5GHz koje vidite na svom uređaju. Opet, za brzine Interneta oko 100 Mbps možete koristiti i širinu kanala od 40 MHz, a za Internet do 50 Mbps možete koristiti 20 MHz, kako biste poboljšali kvalitet veze.
• SGI – Podešavanje koje označava povećanje efikasnosti prenosa podataka zarad manje otpornosti na smetnje. Možete probati sa uključenim SGI, pa ako primetite smetnje onda ga isključite.
• Modulacija – modulacija označava efikasnost prenosa podataka. Postoje tri osnovne vrste modulacije kod WiFi mreža – BPSK, QPSK i QAM. QAM se dalje “deli” na 16, 64 i 256. Vrsta modulacije zavisi od jačine signala i količine RF smetnji, i određuje se automatski i u kontinuitetu od strane uređaja i rutera nezavisno od želje korisnika. Što je bolja modulacija, to je veća brzina. Najbrža je QAM256, a najsporija QPSK. BPSK se ne koristi kod 802.11n/ac mreža. Više informacija na ovom linku.

Koliko utiče kvalitet provajderovog rutera na ostvarene WiFi brzine?

Ukratko – ne puno.

SBB korisnicima već godinama ustupa na korišćenje Ubee EVW32c ili Technicolor CGA2121 uređaje, koji podržavaju do 300 Mbps na 2.4GHz (2×2 MIMO + 40 MHz) ili 866 Mbps na 5 GHz (2×2 MIMO + 80 MHz), a najbrži paket koji SBB nudi je 500 Mbps (EON Premium u GIGA gradovima). U praksi to znači da ćete na 5GHz WiFi sa “dobrim” telefonom ili laptopom imati svih 500 Mbps iz paketa, ako je link speed 866 Mbps, jer je u tom slučaju maksimalna realna brzina protoka do 600 Mbps.

Telekom Srbija od 2014. korisnicima na bakarnoj infrastrukturi ustupa na korišćenje uređaje koji podržavaju do 300 Mbps na 2.4GHz (2×2 MIMO + 40 MHz), što znači da na 20 MHz sa kvalitetnim uređajem možete ostvariti svih 100 Mbps iz najvećeg NET 100 paketa koji je dostupan na bakarnoj infrastrukturi. Na optičkoj infrastrukturi, Telekom Srbija korisnicima ustupa na korišćenje Huawei HG8245Q2 ONT uređaj koji podržava do 300 Mbps na 2.4GHz (2×2 MIMO + 40 MHz) ili 866 Mbps na 5 GHz (2×2 MIMO + 80 MHz), što znači da ćete imati punu brzinu iz paketa za sve pakete, osim za najbrži paket NET 1000, gde ćete imati 60% od ugovorenog protoka.

Svakako, Zakonom o elektronskim komunikacijama je predviđena prosečna brzina protoka u obračunskom periodu veća ili jednaka 80% od ugovorene brzine, osim za bežični prenos, pa nemate osnova da se žalite svakako.

Koliko utiče kvalitet mog uređaja na ostvarene WiFi brzine?

Glavni uticaj na ostvarene brzine preko WiFi ima zapravo Vaš uređaj i njegove karakteristike. Razlika u kvalitetu uređaja može biti toliko velika da na SBB-ovom Technicolor CGA2121 kablovskom modemu na paketu do 500 Mbps, jedan uređaj (Samsung Galaxy A50) ostvaruje brzinu od 280 Mbps a drugi uređaj (Samsung Galaxy Note 9) punu brzinu od 488 Mbps, u istim okolnostima, mereno uzastopno.

Kao što sam gore napomenuo, proizvođači mobilnih telefona ne navode informacije o sposobnostima uređaja u vidu maksimalne brzine na WiFi vezi, što znači da možete samo da se nadate da će telefon imati zadovoljavajuće performanse. Ipak, neko nezvanično pravilo je da telefoni “flagship” klase, cene iznad 800€, imaju zadovoljavajuće performanse na WiFi. Naravno, ovo važi samo za mreže na 5GHz.

Domet na 5GHz

Nerealno je očekivati pokrivenost punom brzinu u više prostorija na 5GHz, a posebno pokrivenost van objekta ili čak u drugom objektu. WiFi ima izuzetno mali domet jer je ograničen snagom koja se sme emitovati – a, osim snage rutera, jednako je bitna i snaga Vašeg prijemnog uređaja, jer je neophodna dvosmerna veza kako bi se realizovala konekcija.

Mobilne mreže (2G, 3G i 4G) imaju mnogo veći domet iz jednog razloga – u vlasništvu su velikih kompanija koje su obavezane Zakonom i Licencama koje poseduju da poštuju određena pravila i koriste samo sertifikovanu opremu, a za uzvrat su im omogućene mnogo veće snage slanja (nekoliko redova veličine veće) + imaju dodeljenu frekvenciju koju koriste i koja im omogućava da sinhronizuju slanje na mreži kako bi maksimalno povećali efikasnost prenosa podataka, i za kraj: mobilne mreže koriste druge protokole komunikacije, koji su dvosmerni i full duplex, što omogućava da bazna stanica “čuje” telefon sa mnogo manjom snagom slanja jer uplink / return path saobraćaj (od uređaja do stanice) koristi potpuno drugu frekvenciju od downlink saobraćaja (od stanice do uređaja) – a koji se emituje sa velikom snagom.

Jedini način da trajno rešite probleme sa dometom jeste da kupite više rutera i strateški ih postavite na lokacije sa manjom pokrivenošću u Vašem domu ili dvorištu.

Dodatak: WiFi “Range Extender” prevara

Takozvani “Range Extender” ili “Repeater” uređaji koji su preplavili tržište su prevara iz dva razloga:

• Repeater treba postaviti između uređaja i rutera, na mesto gde ima dovoljno-dobar prijem signala rutera i kontakt sa uređajem. U praksi ljudi stave repeater u sobu gde već nemaju signal i čude se zašto im jako loše radi, a “po pravilu” bi trebalo staviti repeater u prostor između sobe gde je ruter i sobe gde želite da koristite Internet. Izuzetak je ako povežete uređaje mrežnim kablom, ali to je onda običan Access Point a ne “Range Extender”. Svaki bežični ruter može da radi kao Access Point.
• Repeater će dodati dodatno kašnjenje (uvećan ping) i prepoloviti brzinu (jer koristi isti medijum za prenos podataka od rutera do sebe i od sebe do klijenta – izuzev ako koristi drugi frekventni opseg za vezu sa glavnim ruterom, tzv. tri-band uređaji koji su nepostojeći na našem tržištu)

Praktično, ti uređaji donose više problema nego koristi, i “najpametnije” (često i jeftinije jer su Repeateri skuplji od rutera iz nekog razloga) je da kupite običan ruter i mrežni kabl i napravite dodatni access point.

WiFi i Gaming

WiFi je u potpunosti nekompatibilan sa potrebama gejminga, i ne trebate koristit WiFi vezu ako Vam je bitna niska latencija – ping! Jedino rešenje je veza kablom, i koliko god Vi pokušavali, ne možete da dobijete konstantno stabilnu vezu na WiFi! Samo ćete protraćiti vreme i novac za džabe.

Dodatak: Ethernet kablovi “do 100 Mbps”?

U poslednje vreme, kako sve veći broj korisnika prelazi na pakete brže od 100 Mbps, javlja se naizgled nelogičan problem – veza kablom im je uvek do 100 Mbps, obično 95 Mbps!

U tom slučaju postoje 3 moguća uzroka:

• Loš kabl varijanta 1: Kabl poseduje samo 4 žice, i podržava Fast Ethernet brzine do 100 Mbps. Ovaj problem se javlja korisnicima koji sa Telekom xDSL usluge pređu na optiku i zadrže stare “žute” kablove koje su dobili uz xDSL modem, jer su ti kablovi izrađeni sa samo 4 žice, i podržavaju brzinu do 100 Mbps, a monteri optike često zaborave da korisniku promene kablove (uz ONT se ne dobija LAN kabl uopšte)
• Loš kabl varijanta 2: Kabl poseduje svih 8 žica, ali je negde oštećen ili je predugačak i usled auto negotiation protokola brzina se podešava na 100 Mbps. Dodatni simptom u ovakvim situacijama je što Ethernet veza periodično “pukne” i što treba par sekundi po uključenju kabla da se uopšte uspostavi veza (uređaji za to vreme vrše “dogovaranje” oko brzine koju koriste kao i koje žice će koristiti za komunikaciju)
• Loša mrežna kartica – podržava samo Fast Ethernet brzine: Ovaj problem se sve češće dešava u poslednjih par godina jer proizvođači jeftinijih laptopova masovno ubacuju Fast Ethernet mrežne kartice radi uštede novca, i u određenim situacijama ubace WiFi AC1200 karticu da to “nadoknade”. Desktop računari napravljeni posle 2008. generalno imaju Gigabit Ethernet kartice, ali laptopovi napravljeni pre 2009. godine i posle 2014. godine mogu imati 100 Mbps Fast Ethernet mrežne kartice.

---

Završetak

Moja preporuka svim korisnicima koji žele da uvek imaju dostupnu punu brzinu Internet paketa je da koriste isključivo mrežne kablove, a da WiFi koriste za povezivanje telefona i “smart uređaja” (kamere, termostati, sijalice, senzori, prekidači, alarmi, itd.) i za casual upotrebu (npr. gledanje filma/serije na laptopu, tableti koje deca koriste, itd.)

Svakako, ako imate zastareo uređaj, možete da kupite drugi, što će sigurno bitno povećati brzinu i kvalitet WiFi veze.

Bitno je da znate da nije Vaš operater kriv za to što nemate brzinu koju očekujete preko WiFi, niti Vaš operater može da utiče na to. Posmatrajte WiFi kao poklon, i proverite svoju stranu mreže i svoje uređaje PRE nego što krenete da se žalite. Uštedećete i sebi i njima dosta vremena.