在电信基础设施发达的国家和城市，用户越来越抱怨Wi-Fi。 在充满使用Wi-Fi的客户端设备的城市环境中，平均通信质量逐年恶化。 有什么办法可以扭转这种趋势？
现在，全世界有超过
65亿台设备通过此无线标准连接到网络，到2020年，它们的数量将达到近210亿台，这相当于地球上每人2.8台设备。 因此，缺乏带宽的无线通道只会使情况恶化。 但是，要解决此问题，仅安装功能更强大的路由器是不够的。 “虚拟交通拥堵”的原因不仅是“狭窄的道路”，还有许多其他因素。
如今，每所房屋和许多公寓中都有Wi-Fi路由器，有些甚至有一些，连接速度的提高通常与带宽的密集使用有关。 此外，移动运营商正在蚕食Wi-Fi范围，将部分流量打包到其中，随着5G的到来，情况可能会恶化。
也就是说，Wi-Fi实际上已经成为其自身成功的受害者。 如何解决这个问题，或者至少减轻它？
人群拥挤
尽管在不同的国家/地区，监管机构可能会对Wi-Fi频谱的许可施加某些要求，但总体而言，此范围还是差不多是开放的。 用户必须遵守技术要求，包括传输功率限制，但无需特殊许可。 如今，几乎所有公共Wi-Fi网络（包括家庭网络）都在2.4 GHz和5 GHz频带内运行。 同时，在相同的传输功率下，2.4 GHz的波能更好地穿透墙壁和家具，并且与5 GHz的波相比，实际上传输得更远。
例如，在美国，监管机构为Wi-Fi分配了84.5 MHz的带宽。 在802.11b / g / n标准的框架内，信道宽度为20或22 MHz，因此，只有三个信道可以容纳在公共频带中，而不会相互重叠：1、6和11。在欧洲，情况几乎相同：
13个信道 ，其中同时存在不能相互重叠只能使用三个。 在日本，要容易一些：14个频道和4个同时不重叠的频道。
因此，如果您在Wi-Fi网络列表中看到三个以上的2.4 GHz路由器，或者如果其中三个，但其中一个使用的信道不是1、6和11，则表示信道重叠。
在5 GHz Wi-Fi中，情况有所不同：在5170至5905 GHz范围内铺设了38个10和20 MHz宽度的非重叠信道（在美国-5180-5825和24个20 MHz的信道，在欧洲和日本，信道甚至更少） 看来，互不干扰的信道数应增加5 GHz范围内的通信质量。 但是在这里，区域的特殊性介入了：在不同的国家中，某些频道可能不可供公众使用，因为军事和气象雷达和卫星电视都在这些频率下工作。 因此，由于将流量“适应”到“问题”频率的复杂性，绝大多数路由器都完全忽略了它们。
因此，在两个范围的每个范围中，我们都有一系列不重叠的通道。 但是由于路由器和客户端设备的丰富，这种重叠变成了正常情况。 发生冲突时（两个Wi-Fi传输相交），所有参与者暂时保持沉默，稍停片刻后他们又回到空中。 随着冲突次数的增加，停顿的持续时间呈指数增长，结果，Wi-Fi连接的速度和可靠性下降。
在人口稠密的地区，以太的拥塞可能导致2.4吉赫兹范围内的连接几乎没有蠕变。 这导致了一个事实，在许多国家/地区，提供商已开始关闭此范围的视频或语音，并且大多数智能手机制造商通常不建议使用2.4 GHz的Wi-Fi。 尽管IEEE 802.11ac标准与较旧的IEEE 802.11n向后兼容，但它通常仅在5 GHz范围内工作。
可以将现代Wi-Fi与高峰时段繁忙的高速公路相提并论。 但是，如上所述，这不仅与客户端连接数有关。 从2.4 GHz到5 GHz的过渡旨在解决信道拥塞的问题，但与此同时，我不得不牺牲覆盖范围。 这导致了一个事实，许多用户开始使用硬件放大器并构建网状网络，以便在每个房间中获得良好的信号水平。 放大器监听以太，接收来自路由器的信号，并以更高的功率复制它，有时在另一个通道上。 这导致在相同频率范围内Wi-Fi传输的覆盖数量增加。
供应商和运营商
从这个角度来看，公共Wi-Fi接入点已成为真正的罪恶。 2005年，西班牙提供商Fon Wireless首次引入了基于专用路由器的社区热点的概念，如今这种现象在世界范围内越来越流行。 一些互联网服务提供商开始使用其客户的路由器为订户快速部署
此类点 。 根据Juniper Research的调查，到2017年，
全球三分之一的家用路由器将能够作为社区的接入点进行操作。 Wi-Fi频谱的一部分将被分配用于这些需求，路由器所有者自己甚至不会对此发出警告。
但这还不是全部。 智能手机数量的快速增长导致以下事实：分配给移动通信的频谱带宽实际上已经耗尽。 电信运营商计划在未来几年中将移动数据传输的很大一部分负担转移到无牌Wi-Fi频段。 类似的技术被称为LTE-U（未经许可的LTE）和LAA（许可的辅助访问）。 它们暗示使用4G LTE和路由器以与Wi-Fi相同的5 GHz范围传输数据。 尽管电信运营商声称这对Wi-Fi用户影响
不大 ，但包括Google和Microsoft在内的许多
大公司都认为LTE-U和LAA肯定会加重Wi-Fi通道并降低通信质量。
你有跳棋还是走？
更进一步：在最新的IEEE 802.11ac标准中，减少了通道数量以提高速度，以便广播高分辨率视频流并节省仅在有限时间内以高频传输数据的移动设备的电池。 最大吞吐量增加到1.3 Gb / s。 相比于450 Mb / s。 在802.11n中。 但这是通过结合渠道等方式实现的。 在IEEE 802.11ac Wave 3中，通常将整个可用的Wi-Fi频谱分为仅两个160 MHz的通道，也就是说，在此模式下，只有两对设备可以同时工作而不会重叠。 例如，如果您的邻居使用这两个频道之一观看电影，而另一个邻居使用了第二频道，那么您将一无所有。
不知何故，在2.4 GHz频带上5 GHz范围的主要优势突然消失了-大量的非重叠信道。
考虑到以上所有因素，在未来几年中，大城市的Wi-Fi可能会从快速的替代移动互联网转变为令人讨厌的缓慢互联网。 遗憾的是，802.11ac标准的广泛采用提供了越来越宽的速度，但是通道却更少，只会使情况变得更糟。 顺便说一下，电信机构Ofcom早在2013年就
发表了一项研究 ，预测到2020年Wi-Fi频谱拥塞将达到关键水平。
DFS作为临时措施
还记得有关优先使用5 GHz范围的雷达的信息吗？ 如今，这些通道已被消费类设备所忽略，但是如果您开始大量使用它们，那么这种情况将完全改变。
正如船长所建议的，在大城市的每个角落都没有军事和气象雷达，其中许多雷达也不是全天候工作的。 因此，只要大规模实施DFS（
动态频率选择 ）机制，这部分频谱就可以供消费类设备使用：路由器不断监视优先信号源的活动，并且一旦雷达开始工作，它将切换到另一个信道或降低发射功率。 DFS意味着在接下来的半小时内释放该通道10秒钟，即使从优先级源检测到1毫秒的脉冲也是如此。
过去3-4年中发布的大多数消费类设备（主要是智能手机，平板电脑和笔记本电脑）都可以理解DFS命令，但为此，路由器必须是DFS主设备。 即，由路由器负责监视频谱并释放相邻信道。
但是在路由器中实现DFS主站功能并不是那么简单：由于雷达脉冲的瞬态（0.5 ms）和极低的能量水平（-62 ..- 64 dB / mlW），很难检测到雷达脉冲。 此外，雷达脉冲检测工具会占用路由器带宽的一部分，因为在决定使用信道之前，它被迫在使用信道之前先监听60秒，然后还要在数据交换会话之间进行监听。
迄今为止，DFS主控功能仅在昂贵的路由器中才能找到，而大型企业通常使用这种路由器。 但是DFS逐渐渗透到较低的价格段。 没错，这也不是万能药：毕竟，当从优先级源检测到信号时，路由器默认会被迫切换到其中一个通道，切换到5 GHz频谱的非DFS部分，并且那里相当拥挤。 此外，现代路由器通常在重启后才返回DFS通道。 在公司系统中，这是每天完成的工作，家用路由器可以工作数周甚至数月之久，而无需重启，直到所有者意识到Wi-Fi速度太低并且是时候重启了。
事实是，在现代DFS实现中，无线电模块一次仅侦听一个频道。 而且，当DFS主设备监视该频道时，其无线电模块不应在60秒内将任何内容传输到其他频道，以免干扰当前的收听。 为了避免这种情况，大多数DFS实施都需要重启路由器才能返回到打开的DFS通道。
但是，如果您创建了一种更有效的技术来检测优先级源，那么今天空闲的信道将有助于卸载5 GHz Wi-Fi频谱。 例如，您可以为路由器配备检测器系统-一个用于扫描频谱的附加无线电模块，以及一个用于检测雷达脉冲和控制信道的单独处理器。 同时，探测器系统应与Wi-Fi接收/传输系统完全分开，当一个处理器负责数据传输和优先信号源的搜索时，这将解决现代DFS实现中固有的大多数问题。 一个单独的无线电模块将允许您定期扫描所有通道，当优先源出现在当前通道中时，路由器将知道当前是否有另一个DFS通道打开，在那儿转移连接，而不是默认的公共通道。 同样，路由器可以在半小时限制后自动返回到先前的DFS通道，而不会中断连接。
同时，额外的处理器将有助于最大程度地减少错误检测的次数，从而增加DFS通道中的工作时间。 鉴于现代路由器处理器上不断增加的负载，第二个处理器看起来并不多余。
原则上，所有这些也是临时措施：越来越多的路由器开始使用现在的空闲通道，它们也将更快地过载。 但是到那时，可以同意其他范围供Wi-Fi网络使用。 或者，我们将不得不接受这样一个事实，即几年后，Wi-Fi将无法在特大城市中正常运行，说得通一点，很快。