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reseau:choix_frequence_5ghz

Comment choisir une fréquence/canal (bande des en 5GHz) ?

La réflexion vaut pour tout appareil sur la bande des 5GHz, mais les exemples de ce document s'appuient sur le système AirOs (pour les antennes), et OpenWRT (pour les routeur abonné·es).

Tous ces paramétrages se passent côté point d'accès (AP) uniquement. Les stations (STA) s'adaptent 1).

TL;DR : une proposition de stratégie d'usage des fréquences :

La stratégie générale est d'éviter les interférence entre les matériels en étant respectueux des autres usages de la bande des 5 GHz :

  • pour les équipements wifi que l'on maîtrise,
    • on va choisir des canaux qui ne se télescopent pas d'un matériel à l'autre, fixées pour éviter les comportements imprévisibles, et les plus étroites possibles
  • pour les équipements wifi tiers, on va s'adapter (changer de fréquence) en fonction de ce que l'on voit à l'usage
  • pour les radars (cf DFS) on fera en sorte d'avoir toujours une fréquence de repli quand on doit céder la place

On établit ainsi le plan radio suivant :

Bande de fréquence Usage Espacement/recouvrement des canaux
5150-5250 MHz Routeurs abonnés Ça n'est pas gênant si plusieurs routeurs abonnés du quartier utilisent la même fréquence 2)
5250-5350 MHz Routeurs abonnés (second choix)
5470-5600 MHz Antennes (fréquence principale F1) On évite de ré-utiliser les canaux et on laisse une marge de 10MHz entre deux canaux utilisés
5600-5650 MHz Antennes (fréquence secondaire F2) On peut coller les cannaux de 2 antennes, voir les réutiliser : c'est une fréquence de repli
5650-5700 MHz Antennes (fréquence principale F1) On évite de ré-utiliser les canaux et on laisse une marge de 10MHz entre deux canaux utilisés

Stratégie pour les antennes

  • largeur de canal (channel width) : le plus étroit permettant de transporter le débit de l'uplink du quartier (ex: 10MHz)
  • Choisir pour chaque AP deux fréquences qu'on nommera F1 et F2 :
    • F1 une fréquence principale dans 5470-5600 MHz ou 5650-5725 MHz en évitant les chevauchement avec les autres équipements du quartier et en laissant une marge de 10MHz avant/après pour les bavures
    • F2 une fréquence de secours en cas de DFS dans 5600-5650 MHz3)

Configuration initiale pour les antennnes…

… sous AirOs 8 (onglet « Wireless »)
  • Control Frequency List, MHz : ON, y inclure F1 et F2 uniquement.
  • Center Frequency : F1
  • Advanced/Automatic Power Control : Reliable 4)
… sous AirOs 6 (onglet « Wireless »)

Cette stratégie n'a pas l'air de fonctionner sous AirOS 6 : l'antenne semble se positionner sur n'importe quelle fréquence de la liste au lieu d'aller en prio sur la fréquence choisie dans Frequency.

  • Frequency : F1
  • Frequency List, MHz: inclure F1 et F2 uniquement

Que faire en cas d'interférence / mauvaise performance ?

  • Étudier les interférences, à la fois du côté de l'AP et de chaque station et choisir une nouvelle F1
  • Réduire la largeur de canal

Comment étudier les interférences…

… Sous AirOS 8

L'onglet principal fournit une visualisation bien utile avec la barre colorée côté AP ET station (bleu = clair, rouge = bruité) :

deux colones, une pour la station une pour l'AP, avec dans chaque une barre colorée qui donne par un gradient le niveau de bruit par fréquence

… Sous AirOS 6
  • Les outils inclus sont trop limités :
    • « site survey » ne montrera que les équipements avec le même channel width → à peu près inutile
    • « airview » fait le job… mais c'est un machin en Java qui demande de couper le lien wifi pour fonctionner…
  • Faire avec un ordi est une fausse bonne idée (on ne verra pas les channel width non supportés par l'ordi (typiquement le 10MHz n'est jamais supporté)

Utiliser du matos dédié au test sous airOS8 à la fois côté AP puis côté station (oui, c'est lourdingue…).

Stratégie pour les routeurs abonné·es

Configuration initiale

  • auto/fixé : fixé
  • canal : idéalement : dans 5150-5250 MHz5)
  • largeur de canal (channel width) : 80MHz (ça n'empêche pas les matos qui ne le supportent pas de se connecter)

Que faire en cas d'interférence / mauvaise performance ?

* changer de canal au sein de 5150-5250 MHz, voire dans 5250-5350 MHz (délai d'une minute au démarrage, cf DFS) * réduire la largeur (channel width) pour moins de début mais plus de fiabilité

Comment étudier les interférences ?

Pas d'outil « clefs en main » dans OpenWRT, le plus simple est de le faire depuis un ordi, par ex avec

$ sudo nmcli device wifi list --rescan yes

Et maintenant la théorie !

De quelles fréquence dispose-t-on ?

Plage de fréquence Autorisé pour liens en extérieur ? Puissance max Temps de silence radio DFS au démarrage
5150-5350 MHz non 200mW 0 min (pas de DFS)
5250-5350 MHz non 200mW 1 min
5470-5600 MHz oui 1W 1 min
5600-5650 MHz oui 1W 10 min6)
5650-5725 MHz oui 1W 1 min

En résumé pour l'usage « réseau de quartier », on dispose de la plage 5470-5725 MHz avec une puissance de 1W. Qu'on peut choisir de découper en canaux de largeur (channel width) différente pour « économiser » plus ou moins la place 7).

Faut-il laisser la sélection de canal en auto ?

- sur les appareils sous AirOS v6, c'est le cas par défaut, on peut laisser cette sélection auto par simplicité, mais être attentif au fait que le choix effectué ne sera peut-être pas pertinent… Surtout dans le cas de plusieurs antennes dans un périmètre restreint.

- sur les appareils sous AirOS v8, il n'est pas possible de laisser la sélection de canal en automatique, il faut donc se poser la question de la bonne fréquence, et de fréquences de secours.

- sur les appareils sous OpenWRT, on choisit soit un canal fixe soit on laisse en auto.

Interférences avec les radars météo : DFS

Toutes les fréquences que nous employons requièrent l'usage du DFS (Dynamic Frequency Selection), afin de céder la priorité aux radars météo opérant sur la bande des 5GHz. C'est une obligation réglementaire implémentée logiciellement dans les antennes/routeurs. Le protocole est le suivant :

  • Au démarrage de l'antenne en mode AP, elle attend un certain nombre de minutes (1 ou 10, cf tableau) pour s'assurer qu'aucun radar météo n'utilise cette fréquence. Pendant ce temps d'attente, le lien est coupé et l'interface de l'antenne affiche DFS Wait. Au bout de ce délai, l'antenne devient active et les stations peuvent s'y connecter.
  • Par la suite, si un radar météo se met à utiliser sa fréquence, l'antenne le détecte et change de fréquence immédiatement (si une frequency list est définie, elle piochera dedans, sinon n'importe où)

La largeur de canal des radars météos est de max 10MHz (cf doc de l'ITU dans la biblio), mais ils bavent probablement, aussi il est probable que 2 canaux voisins puisent être désactivés en même temps par le DFS.

Interférence entre les antennes du réseau de quartier

On les évite en choisissant pour les différents points d'accès (AP) d'une même zone géographique des fréquences fixes, qui ne se superposent pas. Particulièrement si les antennes sont sur le même bâtiment (ex: relais).

On peut vérifier la non-superposition via l'outil de surveillance, par exemple pour le réseau de quartier st-félix :

graphe représentant les fréquences des différents AP permetant de vérifier une superposition

Les antennes « bavent » autour de leur canal, aussi il conviendra le laisser une marge entre deux antennes pour limiter les interférences.

Par exemple, si j'utilise la fréquence centrale 5600MHz avec un channel width de 10MHz, j'occupe le canal 5595-5605MHz, en comptant une marge de 5MHz, je vais éviter la zone 5590-5610MHz pour les autres antennes.

Interférences avec les équipements wifi type « routeurs abonnés » faimaison

Certains routeurs abonnés que nous utilisons peuvent proposer un point d'accès sur la bande des 5GHz. Il est suggéré soit de désactiver cette fonction pour ne pas parasiter les antennes soit se cantoner aux fréquences réservées à l'usage intérieur (attention, openwrt par défaut pioche dans toutes les fréquences, intéreur et extérieur).

 sur cette capture, l'interface montre que le point d'accès 2.4GHz est activé mais celui de la bande des 5GHz est désactivé

Interférences avec les équipements wifi tiers

On est pas tout seuls à faire du wifi ;-) ; il convient donc d'observer l'environnement radio des deux côtés d'un lien (AP/station) pour guider le choix de la fréquence, l’affiner/le faire évoluer.

Sources

(il y a des versions françaises de tous les docs)

1)
sauf pour les stations antennes dont le channel width doivent être configuré à l'identique de son AP
2)
puissance limitées et à équipements à l'intéreur des murs
3)
pas grave si on a des chevauchements : c'est une fréquence de secours
4)
permet d'émettre « juste assez fort », peut éviter de parasiter d'autres équipements et permettre une ré-utilisation de fréquences à différents endroits du quartier
5)
pas de délai lié au DFS
6)
c'est pas clair que ça soit une obligation réglementaire mais en tout cas le matos ubiquiti fonctionne comme ça
7)
5MHz/8MHz/10MHz/20MHz/40MHz/80MHz, selon le matériel
reseau/choix_frequence_5ghz.txt · Dernière modification: 2022/09/27 16:43 de jocelynd