فناوری Airtime Fairness چیست و چگونه عملکرد شبکه وای فای را بهبود می‌دهد؟

مقدمه

فناوری Airtime Fairness یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های بهینه‌سازی شبکه‌های WiFi است که برای افزایش کارایی اکسس پوینت‌ها و مدیریت عادلانه منابع بی‌سیم طراحی شده است. در شبکه‌هایی که کاربران و دستگاه‌های مختلف با سرعت‌های متفاوت به یک اکسس پوینت متصل هستند، معمولاً تجهیزات قدیمی‌تر زمان بیشتری از کانال بی‌سیم را اشغال می‌کنند و باعث کاهش عملکرد سایر کاربران می‌شوند. Airtime Fairness با توزیع منصفانه زمان استفاده از کانال WiFi، از تأثیر منفی دستگاه‌های کند بر کل شبکه جلوگیری کرده و تجربه کاربری بهتری را در محیط‌های خانگی، اداری و سازمانی فراهم می‌کند.

در بسیاری از شبکه‌های بی‌سیم، کاربران تصور می‌کنند کند شدن وای‌فای تنها به دلیل سرعت پایین اینترنت یا ضعف تجهیزات شبکه رخ می‌دهد. در حالی که یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش کارایی شبکه‌های WiFi، نحوه اشتراک‌گذاری زمان استفاده از کانال بی‌سیم میان دستگاه‌های مختلف است.

فرض کنید در یک دفتر کار، چند لپ‌تاپ جدید با استاندارد WiFi 6، چند تلفن همراه با WiFi 5 و تعدادی دستگاه قدیمی با WiFi 4 به یک اکسس پوینت متصل هستند. در چنین شرایطی، حتی اگر تجهیزات جدید توانایی انتقال داده با سرعت بسیار بالا را داشته باشند، وجود دستگاه‌های کندتر می‌تواند عملکرد کل شبکه را تحت تأثیر قرار دهد.

برای حل این مشکل، تولیدکنندگان تجهیزات شبکه فناوری‌ای به نام Airtime Fairness را توسعه داده‌اند. این قابلیت با مدیریت هوشمند زمان استفاده از کانال بی‌سیم، باعث می‌شود دستگاه‌های کند نتوانند سهم نامتناسبی از منابع شبکه را اشغال کنند و کاربران دیگر را با افت سرعت مواجه سازند.

در این مقاله به‌صورت کامل بررسی خواهیم کرد که Airtime Fairness چیست، چگونه کار می‌کند، چه مزایا و معایبی دارد و در چه شرایطی فعال یا غیرفعال کردن آن می‌تواند به بهبود عملکرد شبکه کمک کند.

فناوری Airtime Fairness چیست؟

Airtime Fairness یا «توزیع عادلانه زمان استفاده از کانال بی‌سیم» یک فناوری مدیریت منابع در شبکه‌های WiFi است که به جای تقسیم مساوی حجم داده یا تعداد بسته‌ها، زمان دسترسی به کانال بی‌سیم را به شکل عادلانه میان کاربران توزیع می‌کند.

در شبکه‌های بی‌سیم سنتی، هر دستگاه صرف‌نظر از سرعت ارتباط خود، فرصت تقریباً برابری برای ارسال و دریافت داده دارد. این موضوع باعث می‌شود دستگاه‌های کندتر زمان بیشتری برای انتقال همان مقدار داده مصرف کنند و در نتیجه ظرفیت شبکه کاهش یابد.

فناوری Airtime Fairness این مشکل را با تخصیص منصفانه زمان استفاده از کانال برطرف می‌کند. در نتیجه دستگاه‌های سریع‌تر می‌توانند داده بیشتری را در همان بازه زمانی منتقل کنند و بازده کلی شبکه افزایش پیدا می‌کند.

چرا دستگاه‌های کند باعث کاهش سرعت کل شبکه می‌شوند؟

برای درک اهمیت فناوری Airtime Fairness ابتدا باید نحوه عملکرد شبکه‌های WiFi را بشناسیم.

تمام دستگاه‌های متصل به یک اکسس پوینت از یک رسانه مشترک برای ارسال و دریافت داده استفاده می‌کنند. به همین دلیل هر دستگاه باید منتظر بماند تا کانال بی‌سیم آزاد شود و سپس داده‌های خود را منتقل کند.

حال فرض کنید سه دستگاه زیر به شبکه متصل هستند:

• لپ‌تاپ با سرعت 1200Mbps
• گوشی موبایل با سرعت 866Mbps
• دستگاه قدیمی با سرعت 72Mbps

اگر هر سه دستگاه فرصت برابری برای استفاده از کانال داشته باشند، دستگاه قدیمی برای انتقال داده‌های خود زمان بسیار بیشتری مصرف خواهد کرد. در نتیجه کاربران سریع‌تر مجبور می‌شوند مدت بیشتری منتظر بمانند و کارایی کل شبکه کاهش پیدا می‌کند.

به همین دلیل در شبکه‌های پرتراکم، تنها وجود چند دستگاه قدیمی می‌تواند سرعت و کیفیت ارتباط سایر کاربران را تحت تأثیر قرار دهد.

Airtime Fairness چگونه کار می‌کند؟

اساس عملکرد Airtime Fairness بر مفهوم «برابری زمانی» استوار است.

در روش‌های سنتی، شبکه تلاش می‌کند فرصت ارسال بسته‌های داده را میان کاربران تقسیم کند. اما در فناوری Airtime Fairness معیار اصلی، زمان استفاده از کانال بی‌سیم است.

به عنوان مثال اگر سه کاربر به شبکه متصل باشند، سیستم تلاش می‌کند زمان تقریباً یکسانی را برای هر کاربر در نظر بگیرد.

در این حالت:

• دستگاه سریع در ۱ ثانیه حجم زیادی از داده را منتقل می‌کند.
• دستگاه کند در همان ۱ ثانیه حجم کمتری از داده را جابه‌جا می‌کند.

نتیجه این است که هیچ کاربری نمی‌تواند با اشغال بیش از حد کانال بی‌سیم باعث افت عملکرد سایر کاربران شود.

این مکانیزم به ویژه در محیط‌هایی با تعداد زیاد کاربران مانند شرکت‌ها، دانشگاه‌ها، هتل‌ها و مراکز آموزشی بسیار مؤثر است.

مثال عملی از عملکرد Airtime Fairness

فرض کنید یک اکسس پوینت به سه دستگاه متصل است:

بدون Airtime Fairness، دستگاه قدیمی مدت بیشتری کانال را اشغال می‌کند و باعث می‌شود دو دستگاه دیگر نتوانند از حداکثر توان خود استفاده کنند.

اما پس از فعال شدن فناوری Airtime Fairness، زمان استفاده از کانال برای هر سه دستگاه مدیریت می‌شود و دستگاه‌های سریع‌تر فرصت بیشتری برای انتقال حجم بالاتری از داده در همان بازه زمانی خواهند داشت.

نتیجه نهایی:

• افزایش سرعت متوسط کاربران
• کاهش تأخیر شبکه
• بهبود عملکرد سرویس‌های آنلاین
• استفاده بهتر از ظرفیت اکسس پوینت

مزایای فناوری Airtime Fairness

• افزایش بهره‌وری شبکه بی‌سیم

مهم‌ترین مزیت Airtime Fairness استفاده بهینه از ظرفیت موجود شبکه است. این فناوری اجازه نمی‌دهد کاربران کند باعث هدر رفتن منابع ارزشمند کانال بی‌سیم شوند.

• بهبود تجربه کاربران دارای دستگاه‌های جدید

کاربران دارای لپ‌تاپ، تلفن همراه یا تجهیزات جدید می‌توانند از سرعت واقعی استانداردهای جدید WiFi بهره‌مند شوند.

• عملکرد بهتر در محیط‌های پرتراکم

در شبکه‌هایی که ده‌ها یا صدها کاربر به یک اکسس پوینت متصل هستند، Airtime Fairness تأثیر قابل توجهی در افزایش کیفیت ارتباط دارد.

• کاهش تأخیر در شبکه

کاهش زمان انتظار کاربران برای دسترسی به کانال بی‌سیم باعث بهبود سرویس‌هایی مانند تماس VoIP، ویدئوکنفرانس و بازی‌های آنلاین می‌شود.

• افزایش ظرفیت سرویس‌دهی اکسس پوینت

با مدیریت بهتر منابع، یک اکسس پوینت می‌تواند تعداد بیشتری کاربر را با کیفیت مناسب پشتیبانی کند.

معایب Airtime Fairness 

با وجود مزایای فراوان، این فناوری در برخی شرایط محدودیت‌هایی نیز دارد.

• کاهش اولویت دستگاه‌های بسیار قدیمی

برخی تجهیزات قدیمی ممکن است پس از فعال شدن Airtime Fairness سهم کمتری از منابع شبکه دریافت کنند.

• احتمال بروز مشکل در برخی تجهیزاتIoT

در بعضی سناریوها، حسگرها یا تجهیزات هوشمند قدیمی ممکن است رفتار متفاوتی از خود نشان دهند.

• وابستگی به کیفیت پیاده‌سازی سازنده

عملکرد Airtime Fairness در برندهای مختلف یکسان نیست و کیفیت پیاده‌سازی آن می‌تواند بر نتیجه نهایی تأثیر بگذارد.

تفاوت Airtime Fairness و QoS

بسیاری از مدیران شبکه این دو فناوری را با یکدیگر اشتباه می‌گیرند.

QoS مشخص می‌کند کدام ترافیک مهم‌تر است، اما Airtime Fairness تعیین می‌کند چه کسی چه مدت از کانال بی‌سیم استفاده کند.

تفاوت Airtime Fairness و Band Steering

Band Steering کاربران را به باند مناسب هدایت می‌کند، در حالی که Airtime Fairness زمان استفاده از کانال را مدیریت می‌کند.

به عنوان مثال:

• Band Steering کاربر را از 2.4GHz به 5GHz منتقل می‌کند.
• Airtime Fairness نحوه استفاده کاربران از همان باند را کنترل می‌کند.

به همین دلیل بسیاری از اکسس پوینت‌های حرفه‌ای هر دو فناوری را همزمان ارائه می‌کنند.

Airtime Fairness در چه تجهیزات شبکه‌ای استفاده می‌شود؟

امروزه این قابلیت در بسیاری از تجهیزات شبکه مشاهده می‌شود، از جمله:

• اکسس پوینت‌های سازمانی
• روترهای بی‌سیم حرفه‌ای
• سیستم‌های Mesh WiFi
• کنترلرهای وایرلس
• تجهیزات هتلینگ و سازمانی
• زیرساخت‌های WiFi دانشگاهی

هرچه تعداد کاربران بیشتر باشد، اهمیت این قابلیت نیز افزایش پیدا می‌کند.

Airtime Fairness در برندهای مختلف

بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات شبکه این فناوری را در محصولات خود پیاده‌سازی کرده‌اند.

• میکروتیک

در برخی تجهیزات بی‌سیم میکروتیک قابلیت‌های مشابه برای مدیریت زمان استفاده از کانال ارائه شده است.

• یوبیکیوتی

اکسس پوینت‌های UniFi از فناوری‌های پیشرفته مدیریت کاربران از جمله Airtime Fairness بهره می‌برند.

• سیسکو

در شبکه‌های سازمانی سیسکو این قابلیت یکی از ابزارهای مهم افزایش ظرفیت وای‌فای محسوب می‌شود.

• تی پی لینک

بسیاری از اکسس پوینت‌ها و سیستم‌های مش جدید TP-Link از این فناوری پشتیبانی می‌کنند.

• گرنداستریم

در اکسس پوینت‌های سری GWN نیز قابلیت‌های مدیریت هوشمند کاربران برای بهبود عملکرد شبکه ارائه شده است.

هرسوالی که داری در انجمن مطرح کن

آیا Airtime Fairness را فعال کنیم؟

در اغلب شبکه‌های مدرن پاسخ مثبت است.

فعال‌سازی Airtime Fairness معمولاً در شرایط زیر توصیه می‌شود:

• شرکت‌ها و دفاتر اداری
• مدارس و دانشگاه‌ها
• هتل‌ها
• مراکز خرید
• سالن‌های همایش
• شبکه‌های دارای تعداد زیاد کاربر

در این محیط‌ها بهبود عملکرد شبکه کاملاً محسوس خواهد بود.

چه زمانی بهتر است Airtime Fairness غیرفعال باشد؟

در برخی شرایط خاص ممکن است غیرفعال کردن این قابلیت منطقی‌تر باشد.

از جمله:

• وجود تعداد زیاد تجهیزات بسیار قدیمی
• شبکه‌های صنعتی با تجهیزات خاص
• برخی سامانه‌های IoT قدیمی
• محیط‌هایی با تعداد بسیار کم کاربر

در چنین شرایطی بهتر است قبل از اعمال تنظیمات، عملکرد شبکه آزمایش شود.

تاثیر Airtime Fairness در شبکه‌های WiFi 6 و WiFi 7

با ظهور فناوری‌هایی مانند OFDMA، MU-MIMO و BSS Coloring تصور می‌شود Airtime Fairness دیگر اهمیت چندانی ندارد؛ اما این تصور کاملاً درست نیست.

اگرچه WiFi 6 و WiFi 7 مدیریت منابع را بسیار بهینه‌تر انجام می‌دهند، اما Airtime Fairness همچنان می‌تواند در محیط‌های پرتراکم و شبکه‌های دارای کاربران متعدد نقش مهمی در افزایش کارایی داشته باشد.

ترکیب این فناوری با قابلیت‌های جدید نسل‌های پیشرفته WiFi باعث افزایش ظرفیت شبکه، کاهش تأخیر و بهبود تجربه کاربری خواهد شد.

جمع‌بندی

Airtime Fairness یکی از مهم‌ترین فناوری‌های بهینه‌سازی شبکه‌های بی‌سیم است که با توزیع عادلانه زمان استفاده از کانال WiFi، مانع از تأثیر منفی دستگاه‌های کند بر عملکرد سایر کاربران می‌شود.

این فناوری به ویژه در شبکه‌های سازمانی، محیط‌های پرتراکم و زیرساخت‌های حرفه‌ای وای‌فای می‌تواند باعث افزایش ظرفیت شبکه، کاهش تأخیر و بهبود کیفیت ارتباط کاربران شود. اگر از اکسس پوینت یا روترهای مدرن استفاده می‌کنید، فعال‌سازی Airtime Fairness در اکثر سناریوها می‌تواند یکی از ساده‌ترین راهکارها برای افزایش بهره‌وری شبکه بی‌سیم باشد.