Google WiFi automatinio kanalų parinkimo sistema

Kaip Google WiFi renkasi geriausią kanalą jūsų namams

Turbūt daugelis esate patyrę tą nemalonų jausmą, kai internetas namuose pradeda lėtėti, vaizdo konferencijos trūkinėja, o filmai kraunasi amžinai. Dažnai problema slypi ne jūsų interneto greityje, o tame, kad jūsų WiFi maršrutizatorius dirba perpildytame kanale. Google WiFi sistema šią problemą sprendžia automatiškai – ji pati renkasi optimaliausius kanalus, nereikalaudama jokių techninių žinių iš vartotojo. Bet kaip tai veikia? Pabandykime suprasti.

Pirmiausia reikia žinoti, kad WiFi signalai keliauja tam tikrais dažnių kanalais. Įsivaizduokite greitkelį su keliais eismo juostomis – kiekviena juosta yra atskiras kanalas. Kai per daug automobilių bando važiuoti viena juosta, susidaro spūstis. Tas pats vyksta ir su WiFi signalais. Jūsų kaimynų maršrutizatoriai, bevielės pelės, Bluetooth įrenginiai, net mikrobangų krosnelės – visi jie konkuruoja dėl to paties radijo spektro.

Google WiFi sistema naudoja išmanią algoritmų kombinaciją, kuri nuolat stebi aplinką ir priima sprendimus realiu laiku. Ji nėra paprastas maršrutizatorius, kuris kartą nustatomas ir užmirštamas – tai dinamiška sistema, kuri mokosi ir prisitaiko prie kintančių sąlygų.

Dviejų dažnių pasaulis: 2.4 GHz ir 5 GHz

Google WiFi dirba dviejuose dažnių ruožuose – 2.4 GHz ir 5 GHz. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų, todėl sistema turi protingai nuspręsti, kurį naudoti konkrečiam įrenginiui konkrečiu momentu.

2.4 GHz dažnis yra tarsi senas, patikimas draugas. Jis veikia didesnėje teritorijoje, geriau prasiskverbia pro sienas ir kliūtis. Problema ta, kad šis dažnis yra labai perpildytas – jame dirba dauguma senesnių įrenginių, kaimynų maršrutizatoriai, belaidės klaviatūros ir pelės. Be to, 2.4 GHz ruože yra tik trys kanalai, kurie nepersidengia tarpusavyje (1, 6 ir 11 kanalai), nors iš viso jų yra 11-14, priklausomai nuo šalies.

5 GHz dažnis yra kaip naujas greitkelis – greitesnis, mažiau perpildytas, turintis daugiau kanalų (iki 23 nepersidengiančių kanalų). Tačiau šis dažnis turi trumpesnį veikimo atstumą ir prasčiau prasiskverbia pro kliūtis. Jei esate kitame kambaryje už poros sienų, 5 GHz signalas gali būti gerokai silpnesnis nei 2.4 GHz.

Google WiFi sistema naudoja technologiją, kurią galima pavadinti „band steering” – ji automatiškai nukreipia įrenginius į tinkamesnį dažnį. Jūsų išmanusis telefonas šalia maršrutizatoriaus? Sistema jį nukreips į greitesnį 5 GHz. Išėjote į kitą namų galą? Sistema gali perjungti į 2.4 GHz, kad išlaikytų stabilų ryšį.

Kaip sistema skenina aplinką ir renka duomenis

Google WiFi įrenginiai nuolat atlieka tai, kas vadinama „background scanning” – foninį skenavimą. Net kai aktyviai naudojate internetą, sistema skiria dalį savo resursų aplinkos stebėjimui. Tai vyksta taip greitai ir efektyviai, kad vartotojas to net nepastebi.

Kiekvienas Google WiFi įrenginys veikia kaip jutiklis, kuris stebi:
– Kokius kanalus naudoja aplinkui esantys maršrutizatoriai
– Koks signalo stiprumas kiekviename kanale
– Kiek triukšmo ar interferencijos yra kiekviename kanale
– Kaip keičiasi situacija skirtingu paros metu

Sistema taip pat stebi savo veikimą – kiek duomenų perduodama, kiek įvyksta pakartotinių perdavimų (kai duomenų paketas nepasiekia tikslo ir turi būti siunčiamas iš naujo), kokia vidutinė sparta kiekviename kanale. Visa ši informacija analizuojama ir naudojama priimant sprendimus.

Įdomu tai, kad jei namuose turite kelis Google WiFi įrenginius (tai vadinama „mesh” tinklu), jie visi bendradarbiauja ir dalijasi informacija. Vienas įrenginys gali pastebėti, kad virtuvėje 2.4 GHz 6 kanalas yra perpildytas, ir perduoti šią informaciją kitiems įrenginiams. Tai leidžia sistemai turėti išsamų vaizdą apie visą jūsų namų WiFi aplinką.

Sprendimų priėmimo logika ir algoritmai

Kai Google WiFi sistema nusprendžia pakeisti kanalą, ji neveikia impulsyviai. Tai būtų kaip nuolat šokinėti iš vienos greitkelio juostos į kitą – galite sukelti daugiau problemų nei išspręsti. Vietoj to, sistema naudoja sudėtingą sprendimų medį, kuris įvertina daugybę faktorių.

Pirmiausia sistema nustato, ar dabartinis kanalas tikrai problemiškas. Jei tik trumpam padidėjo triukšmas (pavyzdžiui, kaimynas įjungė mikrobangų krosnelę), sistema paprasčiausiai palauks. Bet jei problema išlieka ilgiau ar darosi vis blogiau, prasideda paieškos procesas.

Sistema analizuoja visus galimus kanalus ir kiekvienam priskiria tam tikrą „balą” pagal šiuos kriterijus:
– Kiek kitų tinklų naudoja tą kanalą
– Koks stiprus tų tinklų signalas
– Ar yra neWiFi interferencijos (Bluetooth, bevieliai telefonai)
– Kaip gerai tas kanalas veikė praeityje
– Ar yra reguliacinių apribojimų (kai kurie 5 GHz kanalai negali būti naudojami, jei aptinkamas oro navigacijos radaras)

Kai naujas kanalas pasirenkamas, perjungimas vyksta gana greitai – paprastai per kelias sekundes. Dauguma šiuolaikinių įrenginių automatiškai prisijungia prie naujo kanalo, nors labai seni įrenginiai kartais gali reikalauti rankinio atjungimo ir prijungimo.

DFS kanalai ir reguliaciniai reikalavimai

Čia tampa įdomu. Dalis 5 GHz kanalų priklauso tam, kas vadinama DFS (Dynamic Frequency Selection) zona. Šie kanalai taip pat naudojami oro navigacijos radarams, meteorologijos stotims ir kitiems svarbiems įrenginiams. Todėl WiFi maršrutizatoriai privalo nuolat klausytis, ar šiuose kanaluose nėra radarų signalų.

Google WiFi sistema gali naudoti DFS kanalus, bet tik jei įsitikina, kad jie laisvi. Prieš pradėdama naudoti DFS kanalą, sistema turi jį stebėti 60 sekundžių – tai vadinama „CAC” (Channel Availability Check). Jei per tą laiką neaptinkama jokių radarų signalų, kanalas gali būti naudojamas.

Bet štai įdomiausia dalis – jei sistema naudoja DFS kanalą ir staiga aptinka radaro signalą, ji privalo per 10 sekundžių visiškai išsijungti iš to kanalo ir pereiti į kitą. Tai gali sukelti trumpą WiFi trikdį, bet tai būtina, kad nebūtų trukdoma svarbiems įrenginiams.

Praktiškai tai reiškia, kad jei gyvenant netoli oro uosto ar karinės bazės, Google WiFi greičiausiai vengs DFS kanalų arba juos naudos labai atsargiai. Sistema mokosi iš patirties – jei tam tikrame kanale dažnai aptinkami radarai, ji tą kanalą žymisi kaip mažiau pageidaujamą.

Mesh tinklo ypatumai ir iššūkiai

Kai turite ne vieną, o kelis Google WiFi įrenginius, kurie sudaro mesh tinklą, automatinis kanalų parinkimas tampa dar sudėtingesnis, bet ir galingesnis. Kiekvienas įrenginys gali naudoti skirtingus kanalus, priklausomai nuo vietinių sąlygų.

Pavyzdžiui, jūsų pagrindinis Google WiFi įrenginys svetainėje gali naudoti 5 GHz 36 kanalą, nes jis mažiausiai perpildytas. Tuo tarpu įrenginys miegamajame gali naudoti 5 GHz 149 kanalą, nes ten aptiko mažiau kaimynų tinklų. Tai leidžia kiekvienam įrenginiui veikti optimaliomis sąlygomis.

Tačiau yra vienas niuansas – mesh tinklo įrenginiai tarpusavyje taip pat bendrauja per WiFi (nebent turite laidinį backhaul ryšį). Tai reiškia, kad sistema turi subalansuoti du dalykus: optimizuoti kanalus klientų įrenginiams IR užtikrinti gerą ryšį tarp pačių Google WiFi įrenginių.

Google sprendžia šią problemą naudodama tai, kas vadinama „dedicated backhaul” – kai įmanoma, mesh įrenginiai bendrauja tarpusavyje naudodami atskirą kanalą ar net atskirą radijo modulį. Tai leidžia išvengti situacijos, kai jūsų nešiojamo kompiuterio duomenys konkuruoja su duomenimis, keliaujančiais tarp pačių WiFi įrenginių.

Kas nutinka, kai kanalai keičiasi

Daugelis žmonių nerimauja – ar nepraras ryšio, kai Google WiFi nuspręs pakeisti kanalą? Atsakymas yra: labai trumpam, bet dažniausiai to net nepastebėsite.

Kai sistema nusprendžia perjungti į naują kanalą, ji pirmiausia informuoja visus prijungtus įrenginius specialiu pranešimu. Šiuolaikiniai įrenginiai supranta šį pranešimą ir pasiruošia perjungimui. Pats perjungimas užtrunka maždaug 1-3 sekundes. Per tą laiką gali nutrūkti aktyvus duomenų perdavimas, bet dauguma programų tai apdoroja sklandžiai.

Jei žiūrite YouTube vaizdo įrašą, jis gali trumpam sustoti ir vėl tęsti. Jei naršote internete, greičiausiai nieko nepastebėsite. Tačiau jei žaidžiate online žaidimą ar esate vaizdo konferencijoje, gali būti trumpas „lag” ar užšalimas.

Būtent todėl Google WiFi sistema vengia keisti kanalus per dažnai. Ji paprastai laukia, kol ryšio kokybė tikrai pablogėja, arba keičia kanalus naktį, kai mažiau tikėtina, kad kas nors aktyviai naudoja internetą. Sistema taip pat stebi, ar yra aktyvių balso skambučių ar vaizdo srautų – tokiu atveju kanalų keitimas atidedamas.

Ką galite padaryti, kad sistema veiktų geriau

Nors Google WiFi sistema veikia automatiškai, yra keletas dalykų, kuriuos galite padaryti, kad padėtumėte jai veikti efektyviau.

Pirma, patalpinkite Google WiFi įrenginius protingai. Jei jie stovi spintelėje ar už didelių metalinių objektų, jų gebėjimas tiksliai nuskaityti aplinką sumažėja. Geriausia vieta – atviroje erdvėje, maždaug žmogaus ūgio aukštyje. Taip įrenginys gali geriau „matyti” visus kanalus ir priimti geresnius sprendimus.

Antra, jei pastebite nuolatinius WiFi problemų, pabandykite iš naujo paleisti Google WiFi sistemą. Kartais po ilgo veikimo laikotarpio sistema gali „įstrigti” tam tikrame kanale. Perkrovimas verčia ją iš naujo įvertinti aplinką ir galbūt pasirinkti geresnį kanalą.

Trečia, reguliariai atnaujinkite Google WiFi programinę įrangą. Google nuolat tobulina automatinio kanalų parinkimo algoritmus, prideda naujų funkcijų ir taiso klaidas. Atnaujinimai paprastai vyksta automatiškai naktį, bet galite juos inicijuoti rankiniu būdu per Google Home programėlę.

Ketvirta, jei gyvenant daugiabučiame name su dešimtimis WiFi tinklų, apsvarstykite galimybę naudoti laidinį ryšį kritiniams įrenginiams. Jokia automatinio kanalų parinkimo sistema negali atlikti stebuklų, kai visi 13 galimi kanalai yra perpildyti. Darbo kompiuteriui ar žaidimų konsolei laidas vis tiek bus patikimesnis.

Kai technologija susiduria su realybe

Google WiFi automatinio kanalų parinkimo sistema yra puikus pavyzdys, kaip sudėtinga technologija gali būti padaryta paprasta vartotojui. Jums nereikia žinoti, kas yra DFS kanalas ar kaip veikia band steering – sistema viską daro už jus.

Tačiau svarbu suprasti, kad tai nėra tobula sistema. Ji veikia remiantis taisyklėmis ir algoritmais, kurie negali numatyti visų situacijų. Kartais ji priims ne idealų sprendimą. Kartais jūsų kaimynas įsijungs naują galingą maršrutizatorių būtent tame kanale, kurį jūsų sistema ką tik pasirinko.

Gera žinia ta, kad sistema mokosi ir prisitaiko. Kuo ilgiau ji veikia jūsų namuose, tuo geriau supranta jūsų specifinę aplinką. Ji žino, kad kiekvieną vakarą 19 val. kaimynų WiFi tinklai tampa aktyvesni. Ji žino, kad tam tikri kanalai jūsų vietoje veikia geriau nei kiti. Ir ji naudoja šią informaciją, kad priimtų vis geresnius sprendimus.

Automatinis kanalų parinkimas yra viena iš tų technologijų, kuri tiesiog veikia fone, o jūs ja džiaugiatės tik tada, kai ji neveikia. Kai viskas gerai, jūs apie tai negalvojate – tiesiog naudojatės greitu ir stabiliu internetu. O tai ir yra geriausias technologijos įvertinimas.