Router WiFi, alcuni dati sui quali riflettere

Quando si deve scegliere un router WiFi oggi c’è davvero l’imbarazzo della scelta. Anzi, talvolta si può rischiare di esagerare acquistando un dispositivo che all’atto pratico può risultare eccessivo per la tipologia di connessione a banda larga di cui si dispone o, invece, sottodimensionato rispetto alle effettive esigenze.

Nell’articolo Velocità WiFi ottenibili realisticamente con i vari standard abbiamo visto, innanzi tutto, che nelle sigle che contraddinguono i vari router WiFi e che vengono strombazzate dai singoli produttori c’è tantissimo marketing. Le prestazioni che si otterranno all’atto pratico in fase di trasferimento dati tipicamente si discosteranno (e spesso di molto) dai valori dichiarati nelle specifiche.

I produttori mentono? No, non proprio. Innanzi tutto usano sommare le bande disponibili come se un dispositivo client potesse impegnarle tutte contemporaneamente; per secondo negli ultimi modelli di router WiFi si riferiscono all’utilizzo, ad esempio, della modulazione 1024-QAM che non è ancora supportata da praticamente nessun client.

I limiti di un router WiFi: quanto contano nella scelta

Numero di client collegabili

Diversamente rispetto a quanto alcuni ritengono, alcuni router WiFi consentono di gestire più di 253 dispositivi client (in realtà sarebbero 254 ma un indirizzo IP è assegnato al router). Di norma, infatti, il router viene configurato per supportare la subnet mask 255.255.255.0 con la classe di IP locali 192.168.1.0 o IP locali 192.168.0.0. Agendo sulla subnet mask, salvo limitazioni specifiche da parte del router, è possibile superare i 253 client supportati: vedere l’articolo Subnet mask, cos’è e a che cosa serve.

Già il limite di 253 dispositivi, comunque, è lontano da raggiungere sia a casa che in un ufficio di di dimensioni medio-piccole. Per un’impresa o, ad esempio, per una struttura ricettiva, invece, tale limite potrebbe in alcuni casi andare piuttosto stretto, soprattutto se si consentisse l’accesso alla WiFi da parte dei clienti o comunque se si usassero telecamere IP e altri dispositivi smart.

Numero di porte Ethernet disponibili sul router WiFi

In un router mainstream, per quanto riguarda la connettività cablata, di solito si trovano appena 4 porte Ethernet. Innanzi tutto, soprattutto se si utilizzasse una connessione broadband FTTH (1 Gbps e in futuro fino a 40 Gbps con lo standard NG-PON2), è bene verificare che le porte siano di tipo GbE o, meglio ancora, 10 GbE ovvero di supportare trasferimenti dati fino a 10 Gbps (in futuro 100GbE).
Come abbiamo visto nell’articolo Cavi ethernet: differenze e caratteristiche fondamentale è la scelta dei cavi di collegamento. Inutile usare un router con porte 10GbE se poi i cavi Ethernet che collegano i client sono gli ormai superati Cat-5, capaci di “muovere” al massimo 100 Mbps (Fast Ethernet). Si avrebbe un collo di bottiglia che affosserà le prestazioni riducendole ai minimi termini.

Se si volessero usare connessioni Ethernet cablate, le porte sul router di solito non bastano mai: si potrà ricorrere a uno o più switch (usando al solito cavi Ethernet adatti) collegandovi a valle tutti i dispositivi che si vogliono (arrivando potenzialmente a collegare al router fino a 254 client o anche più a seconda della subnet mask e delle specifiche del dispositivo).

Connessione WiFi: la banda disponibile

I produttori sono soliti sommare, nelle specifiche, la banda complessivamente gestibile dal router WiFi sui 2,4 e 5 GHz (e nel prossimo futuro anche sui 6 GHz con il WiFi 6E: La FCC approva l’utilizzo delle frequenze sui 6 GHz del WiFi 6E).

I router di oggi sono generalmente dual-band o tri-band: ciò significa che alle frequenze “tradizionali” del WiFi sui 2,4 GHz abbinano anche una o due bande sui 5 GHz.

Sulla carta, un router WiFi 5 (802.11 ac) che lavora sui 5 GHz 4×4 MIMO, non può offrire più di 1733 Mbps di banda (a patto comunque di usare anche un canale ampio 80 MHz). Lo si vede anche in questa tabella riassuntiva analizzando il contenuto dello specchietto “802.11ac 80 MHz channel (234 subcarriers out of 256)“.
Come abbiamo visto nell’articolo Velocità WiFi ottenibili realisticamente con i vari standard, tale valore è difficilissimo da raggiungere perché sono molteplici i fattori che vanno tenuti in considerazione (a partire dalla compatibilità del client con lo standard WiFi, dalla distanza, dalla presenza di interferenze).

Inoltre, il valore in Mbps citato va comunque considerato come la velocità massima teoricamente ottenibile con un solo client collegato. Nell’esempio, se si disponesse di 10 client contemporaneamente attivi, ognuno di essi non userà più di 173 Mbps; con 20 client simultaneamente attivi si scenderà a meno di 87 Mbps e via dicendo.

Di norma un singolo router mainstream non può gestire più di 100 client in contemporanea e alcuni produttori si fermano a 50 o anche meno. Ovviamente i dispositivi che non fanno traffico non vanno conteggiati.

Inoltre, a seconda della regione in cui ci si trova (per regione intendiamo Europa, Nord America e così via) sulle bande WiFi sono disponibili più o meno canali di comunicazione impegnabili e utilizzabili da parte del router e dei client connessi.
La banda sui 2,4GHz comprende 14 canali da 1 a 14 mentre la banda sui 5 GHz si appoggia a 8 canali: 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60 e 64.

Un router tri-band aggiunge alcuni canali addizionali sui 5 GHz (upper channels) che variano ad esempio tra Europa e Stati Uniti ma che in ogni caso sono uguali o superiori al numero 100.
In un router WiFi tri-band le due bande a 5 GHz lavorano fianco a fianco ma uno stesso dispositivo client non può impegnare contemporaneamente tutte le bande.

Come si vede nello schema pubblicato di seguito, alcuni canali sui 5 GHz sono indicati come DFS (Dynamic Frequency Selection).
L’utilizzo delle frequenze corrispondenti è regolato per legge e impone ai produttori di router WiFi che rilevino continuamente l’eventuale presenza di interferenze dovute all’attività di radar (si pensi ai radar meteorologici) e si spostino a loro volta su altre frequenze in maniera da non causare disservizi interagendo negativamente con altri apparati di comunicazione.

Fonte: Wireless LAN Professionals

In alcuni casi, soprattutto se si realizzassero link via WiFi usando antenne direzionali, può capitare che la connessione cada improvvisamente (con la disconnessione dei vari client) selezionando uno dei canali DFS. Se ciò dovesse accadere, bisognerà necessariamente ripiegare sull’utilizzo di frequenze non interessate dal meccanismo DFS: Realizzare un collegamento WiFi a lunga distanza.

In generale è bene acquistare un router WiFi di livello superiore o tri-band almeno quando si utilizza una connessione Internet superveloce. Ovvio che con una semplice ADSL 20 Mbps in downstream (appena 1 Mbps in upstream) o con una fibra misto-rame entry level (30 Mbps in downstream) già è inutile un router tri-band WiFi 5, figurarsi un WiFi 6 (802.11 ax).
Con connessioni in fibra ottica capaci di consentire il trasferimento dati a oltre 500-600 Mbps, si può acquistare anche un fiammante router WiFi AX11000 (WiFi 6, 11 Gbps di banda aggregata) ma è bene tenere presente che se si scambiano dati da un dispositivo wireless che non supporta WiFi 6 non si potranno raggiungere velocità di trasferimento dati “importanti”.
Uno smartphone come l’iPhone XS Max, così come la maggior parte dei dispositivi mobili e dei notebook in circolazione, non permetterà di trasferire dati a oltre 400 Mbps perché si tratta di dispositivi WiFi 802.11 ac (WiFi 5) 2×2 MIMO quindi le prestazioni crollano verticalmente rispetto al “potenziale” del router.

Raggio di copertura della rete WiFi

Abbiamo detto, spesso, che la reti WiFi che operano sulle frequenze dei 2,5 GHz offrono un maggiore raggio di copertura e consentono di superare più facilmente gli ostacoli: Che differenza c’è tra WiFi 2,4 GHz e 5 GHz?.
Questo è certamente vero: basti pensare che mediamente, alla stessa distanza dal router WiFi, il segnale sui 5 GHz subisce un’attenuazione pari a 6 dB se paragonato con uno sui 2,4 GHz.

C’è però anche un rovescio della medaglia.

Il problema con le reti sui 2,4 GHz deriva dalle tante – troppe – interferenze che ne possono influenzare negativamente il comportamento. Telefoni cordless, baby monitor, Bluetooth, forni a microonde (che impattano sul WiFi in generale, anche sui 5 GHz) sono spesso causa di problemi: WiFi non funziona: la connessione è instabile. Attenzione alle interferenze.
Quello sui 2,4 GHz è inoltre uno spettro oggi affollatissimo: capita frequentemente di “vedere” con una scansione le reti WiFi di vicini che sono piuttosto lontani rispetto al proprio ufficio o alla propria abitazione. Lo stesso accadrà con la propria WiFi così che parte dello spettro delle frequenze sarà condiviso da due o più utenti.

Le reti WiFi sui 5 GHz usano invece canali di comunicazione decisamente più ampi (80 MHz e oltre contro i 20 MHz del WiFi sui 2,4 GHz) e possono sfruttare meccanismi 4×4 MIMO (o anche più aggiornati) oltre al beamforming (direzionamento del segnale verso la posizione fisica dei client). In questo modo la banda utilizzabile risulterà notevolmente incrementata.

Nei dispositivi MIMO (Multiple Input, Multiple Output) il canale di comunicazione può essere contemporaneamente utilizzato da più dispositivi wireless (router e i dispositivi collegati – sempre che siano compatibili – possono inviare e ricevere simultaneamente più stream di dati incrementando così la velocità del collegamento.
I dispositivi 2×2 MIMO gestiscono i trasferimenti dati usando 2 antenne, una per ciascuno stream; quelli 4×4 MIMO con 4 antenne e così via.

Quanto alla alla scelta del router WiFi, nell’articolo Router WiFi potente, come sceglierlo: guida all’acquisto abbiamo presentato alcuni aspetti secondo noi degni di maggiore attenzione.