Latencia alta al usar el Wi-Fi: motivos y cómo mitigar este problema

Muchos de vosotros, en algunas ocasiones, habréis notado que la conexión WiFi tiene una latencia demasiado alta, sobre todo si lo comparamos con la latencia que conseguiremos vía cable. Cuando nos conectamos vía cable, la latencia de la conexión (el tiempo que tarda en ir un paquete desde nuestro PC hasta el router) suele ser 1ms e incluso inferior, sin embargo, vía WiFi podemos encontrarnos latencias buenas de 3-4ms, a incluso a latencias superiores a 100ms en algunos casos. Hoy en RedesZone os vamos a explicar por qué ocurre esto, y cómo podemos mitigar este problema tan frecuente.

¿Por qué tengo una latencia alta en WiFi?

Antes de empezar a hablar sobre por qué tengo una latencia alta en redes WiFi, debemos saber un poco cómo funcionan las redes inalámbricas WiFi que todos utilizamos habitualmente.

Las redes inalámbricas WiFi utilizan el protocolo de control de acceso a redes CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), es decir, hacen uso de acceso múltiple por detección de portadora y prevención de colisiones. Este protocolo es fundamental porque permite que múltiples estaciones (como los clientes inalámbricos), utilicen el mismo medio de transmisión (en este caso, el aire). Cada equipo involucrado en la comunicación anuncia su intención de transmitir antes de hacerlo, con el objetivo de evitar las posibles colisiones de las tramas en el aire. Gracias a este comportamiento, evitaremos las colisiones de las tramas y su posterior retransmisión. En caso de que haya alguien transmitiendo, se espera un tiempo aleatorio para reducir la probabilidad de nuevas colisiones.

Básicamente el proceso de comunicación en las redes WiFi consiste en tres pasos, primero se escucha a ver si la red está libre, si está libre transmitimos la información, y por último, esperamos la confirmación del receptor indicando que ha recibido todo correctamente. CSMA/CA soluciona algunos problemas típicos en redes inalámbricas:

• Clientes WiFi «ocultos»: un cliente podría creer que el canal está libre, cuando en realidad no lo está porque hay otro cliente transmitiendo y éste no lo «escucha».
• Clientes WiFi expuestos: un cliente podría creer que el canal está ocupado, cuando en realidad no lo está porque el otro cliente no interfiere en la comunicación.

En las redes WiFi hasta WiFi 5, hacemos uso de OFDM (multiplexación por división de frecuencias ortogonales), esta tecnología permite multiplexar un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información y se modula en QAM o en PSK. En las redes WiFi 5 la modulación de amplitud en cuadratura es de 256QAM, mientras que en el último estándar WiFi 6 soporta hasta 1024QAM, por tanto, podremos enviar más datos por símbolo en el último estándar. En las redes WiFi 6 se incorpora la tecnología OFDMA (acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales), que supone una grandísima mejora respecto al OFDM que teníamos hasta el momento, la tecnología OFDMA es el «multiusuario» de OFDM, permitiéndonos compartir el espectro de un cierto canal, esto se le denomina subcarriers o subportadoras, y son ideales para aplicaciones de baja velocidad. El canal se divide y se reparte en grupos en función de la necesidad de los clientes inalámbricos, optimizando enormemente las redes inalámbricas WiFi cuando tenemos decenas de clientes conectados.

La latencia alta en una red WiFi se puede deber a varios motivos, en algunos casos se puede dar solamente un motivo, y en otros casos podrían darse todos y cada uno de los motivos que os vamos a indicar.

Estamos lejos del router WiFi o AP

Cuando estamos muy lejos del router WiFi o AP tenemos una baja cobertura, esto significa que el paquete tardará más en llegar desde nuestro cliente WiFi hasta el router WiFi o AP. Lo más importante cuando estamos muy lejos del punto de acceso, es que, normalmente también hay otros clientes WiFi transmitiendo, por lo que tendremos que «esperar» hasta que el canal esté libre para nosotros poder emitir, por lo que podría hacer que la latencia sea más alta de lo normal, e incluso a que haya colisiones y tengamos que retransmitir el paquete.

Además, un detalle muy importante es que los clientes más «lentos» perjudican a los más rápidos, porque tardan más en enviar su paquete. Cuando estamos muy lejos del router WiFi o AP, la velocidad de sincronización bajará, y tendremos menos velocidad real, por tanto, esto también debemos tenerlo en cuenta.

Muchos clientes WiFi conectados a la vez

Cuando hay muchos clientes WiFi conectados simultáneamente a un router WiFi o AP, la red inalámbrica estará más colapsada, y tendremos que esperar más tiempo hasta que el canal esté libre para poder emitir. Los nuevos routers incorporan tecnologías como MU-MIMO y OFDMA que permiten mejorar este aspecto enormemente, creando grupos para transmitir (MU-MIMO) a la vez, y creando subportadoras (OFDMA) para dar servicio a todos los clientes.

Cuando tenemos muchos clientes WiFi conectados a la vez a un mismo router o AP, independientemente de que estén en «stand-by», siempre van a estar transfiriendo algún dato, por lo que la ocupación del canal será mayor, y tendremos un mayor colapso en la red inalámbrica, por tanto, tendremos que «esperar» hasta que el canal esté libre para poder emitir. En este caso ocurre lo mismo que antes, si tenemos muchos clientes WiFi, es posible que algunos clientes sean «lentos» ya sea por su clase de tarjeta de red WiFi o porque tienen poca cobertura, y esto afectará al resto de la red.

Existe una tecnología llamada «Airtime Fairness» que permite al router WiFi o AP proporcionar un determinado tiempo a cada uno de los clientes inalámbricos para poder emitir, de esta forma, cuando estamos en un entorno con mezcla de clientes rápidos y lentos, podremos mejorar el rendimiento de los clientes más rápidos porque no se verán interrumpidos por los clientes más lentos, agilizando y reduciendo la latencia de la conexión WiFi. Esta característica es ideal en entornos donde hay decenas de clientes inalámbricos conectados.

Clientes WiFi transfiriendo muchos datos

Si tenemos uno o varios clientes WiFi transfiriendo muchos datos, será más complicado encontrar un «hueco» en la red inalámbrica para nosotros poder emitir nuestro paquete, por tanto, la latencia aumentará sin poder hacer nada. Cuando tenemos un cliente inalámbrico o varios que no paran de enviar y recibir datos, los otros clientes inalámbricos se verán perjudicados porque tendrán que esperar más tiempo hasta que puedan transmitir. Esto se podría mitigar realizando un control de ancho de banda por cliente inalámbrico conectado, para que un mismo cliente WiFi no sea capaz de ocupar todo el tiempo de canal disponible, de esta forma, la latencia de la conexión WiFi disminuirá.

Interferencias con otras redes WiFi y bandas de frecuencia

Si nuestro router WiFi o AP está transmitiendo en el mismo canal WiFi que otras redes vecinas, podríamos tener interferencias tanto con su router o AP, como también sus clientes WiFi porque estarán «ocupando» tiempo en el aire. Estas interferencias también podrían ocasionar una latencia elevada porque el cliente nuestro tendrá que esperar hasta que la red esté libre.

La banda de 2.4GHz tiene un mayor alcance que la banda de 5GHz, esto supone un problema claro para las interferencias con las redes WiFi de los vecinos. Si hacemos uso de la banda de 2.4GHz es muy probable que tengamos más interferencias con las redes WiFi vecinas, y, por tanto, tendremos mayor latencia en la conexión. Si utilizamos la banda de 5GHz (que tiene menos alcance) seguramente no tengamos interferencias con las redes vecinas, o al menos, no tendremos tantas interferencias con las redes WiFi vecinas, por tanto, si quieres tener la mejor latencia deberías utilizar siempre la banda de 5GHz. Próximamente tendremos disponible la banda de 6GHz gracias al WiFi 6E, esto nos permitirá reducir las interferencias de las redes WiFi enormemente al disponer de una nueva banda de frecuencias.

Tal y como habéis visto, estos son las razones por las que podríamos tener una latencia alta en nuestra conexión WiFi, ahora os vamos a dar algunas soluciones para mitigar el problema (porque seguramente no lo puedas solucionar por completo).

Soluciones para mitigar el problema de tener latencia elevada en WiFi

Si estás lejos del router

Si estás lejos del router WiFi o punto de acceso WiFi, lo mejor que puedes hacer es acercarte al AP que está emitiendo, de esta forma, tendrás mejor cobertura, mayor velocidad de sincronización, mayor rendimiento y menor latencia. En el caso de que seas un administrador de redes WiFi, te recomendamos que actives la funcionalidad de Airtime Fairness, para evitar que estos clientes «lentos» que están tan lejos del AP, perjudiquen a los clientes más rápidos que están cerca del punto de acceso. Además, podría ser buena decisión que utilices las funciones de desconexión a los clientes WiFi que están demasiado lejos, con el objetivo de expulsarles de la red WiFi y que no perjudiquen a los demás.

Si hay muchos clientes WiFi conectados a la vez

En el caso que haya muchos clientes WiFi conectados a la vez al mismo router WiFi o AP, tenemos dos formas para que esto sea más llevadero y no perjudique a la latencia. Lo primero que podremos hacer es activar el «Airtime Fairness», para que los clientes lentos no perjudiquen a los clientes más rápidos. Otra opción es que instales un punto de acceso adicional para repartir la carga de los clientes inalámbricos, o un sistema WiFi Mesh con triple banda simultánea para tener una banda de frecuencias específicamente para la interconexión de los nodos (si permite Ethernet backhaul muchísimo mejor), de esta forma, estaremos repartiendo entre varios nodos a todos los clientes inalámbricos, realizando un balanceo de carga.

Si tienes clientes transfiriendo muchos datos

En el caso de que tengas clientes transfiriendo muchos datos, lo más recomendable es limitarles el ancho de banda máximo por cliente inalámbrico, por ejemplo, poner que cada cliente WiFi conectado a nuestra red pueda descargar a 50Mbps simétricos de velocidad, de esta forma, evitaremos que un cliente WiFi inalámbrico acapare todo el ancho de banda WiFi de la red. Además, en este caso también sería recomendable habilitar el Airtime Fairness para evitar que clientes lentos perjudiquen a los más rápidos, y optimizar la red inalámbrica lo mejor posible.

Usa 5GHz o 6GHz y cambia los canales si es necesario

En el caso de que estés utilizando la banda de 2.4GHz para conectarte, os recomendamos conectar a la banda de 5GHz o a la futura banda de frecuencias en 6GHz, con el objetivo de tener las mínimas interferencias posibles. En el caso de que tengas interferencias, cambiar de canal WiFi también te mejorará la latencia de la conexión, además, en el caso de que uses anchos de canal muy grandes como 40MHz en 2.4GHz o 80MHz en 5GHz, posiblemente si reduces el ancho de canal (a costa de reducir la velocidad real máxima) tendrás menos interferencias con otras redes WiFi.

Tal y como habéis visto, dependiendo del escenario donde nos encontraremos, podremos realizar diferentes acciones con el objetivo de mejorar la latencia de nuestra conexión WiFi.

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