RF頻譜中的干擾問題
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此白皮書幫助揭密網(wǎng)絡(luò)管理員在探索干擾問題時(shí)遇到的 10 大傳言。
作為一名網(wǎng)絡(luò)管理員，您關(guān)心 WLAN 的性能。您希望優(yōu)化其性能以盡量減少最終用戶對速度和（或）連通性的抱怨。在設(shè)計(jì)和部署無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，您聽到與無線網(wǎng)絡(luò)中干擾問題相關(guān)的很多“傳言”或“傳聞”。本白皮書澄清了與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的 10 大傳言。
第 1 條 -“僅 802.11 網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生干擾問題?！?/STRONG>
全世界安裝有大量 802.11 設(shè)備，其它 802.11 網(wǎng)絡(luò)可能對您的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾。這種干擾稱為同信道干擾和鄰信道干擾。因?yàn)樗?802.11 設(shè)備遵循相同的協(xié)議，因此它們具有協(xié)作傾向– 即相同信道上的兩個(gè)接入點(diǎn) (AP) 將共享信道容量。
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還有很多類型的設(shè)備工作于 802.11 網(wǎng)絡(luò)工作所在的未經(jīng)許可的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻帶。這些設(shè)備包括微波爐、無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備、無線攝像機(jī)、戶外微波鏈路、無線游戲控制器、Zigbee、熒光燈和 WiMax 等等。甚至不良電氣連接也可導(dǎo)致寬 RF 頻譜發(fā)射（干擾）。
這些非 802.11 干擾源一般不會和 802.11 設(shè)備協(xié)作，并可導(dǎo)致802.11 網(wǎng)絡(luò)中吞吐量大幅損失。此外，它們還可能導(dǎo)致二次效應(yīng)，例如速率補(bǔ)償 – 在這種效應(yīng)中，由干擾引起的重新傳輸會使 802.11 設(shè)備錯(cuò)誤地認(rèn)為應(yīng)該使用比預(yù)期值低的數(shù)據(jù)率。
總結(jié)：未經(jīng)許可的 ISM 頻帶是 FCC 在非管制頻帶共享方面的試驗(yàn)。我們?nèi)匀辉诘却匠雠_。使 802.11 網(wǎng)絡(luò)達(dá)到優(yōu)化工作狀態(tài)的最佳方法是消除或盡量減少影響網(wǎng)絡(luò)的干擾源。
第 2 條 -“看起來我的網(wǎng)絡(luò)工作正常，因此干擾可能不會導(dǎo)致問題。”
802.11 協(xié)議設(shè)計(jì)為能耐受一定程度的干擾。當(dāng) 802.11 設(shè)備在開始傳輸前檢測到突發(fā)干擾，它將暫停傳輸，直到突發(fā)干擾結(jié)束為止。如果在 802.11 傳輸過程中途突發(fā)干擾（并導(dǎo)致數(shù)據(jù)包接收不良），則發(fā)射器會因?yàn)槲词盏酱_認(rèn)數(shù)據(jù)包而重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。結(jié)果，通?？梢酝瓿蓴?shù)據(jù)包傳送。
這些暫停和重新傳輸?shù)膭?dòng)作導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量受到嚴(yán)重影響。例如，微波爐在 50% 忙閑度下發(fā)射干擾（因?yàn)樗鼈冸S著 60 赫茲交流電源進(jìn)行開關(guān)循環(huán)）。這意味著工作于與您 802.11 接入點(diǎn) (AP) 相同頻率下的微波爐可以使您網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐量降低 50%。因此，如果您的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為達(dá)到 24 Mbps，則它在微波爐附近工作時(shí)可能降低到 12 Mbps。
如果您在 WLAN 上的唯一應(yīng)用為便利的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)（如網(wǎng)上沖浪），這種吞吐量損失可能并不明顯。但是，如果您向網(wǎng)絡(luò)中加入諸如無線局域網(wǎng)語音 (VoWLAN) 等對容量和延時(shí)敏感的應(yīng)用，控制干擾的影響就將成為關(guān)鍵問題。
圖 2 ：802.11b 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的最大數(shù)據(jù)率為 11 Mbs （曲線圖 A ），一般可維持的數(shù)據(jù)率所導(dǎo)致的吞吐速率最高約為最大數(shù)據(jù)率的 60% ，即約 6 Mbs 。一旦數(shù)據(jù)率超過最大值的 60% ，網(wǎng)絡(luò)性能就會大幅下降到無法使用的程度。曲線圖 B 所示為 802.11b 無線網(wǎng)絡(luò)可維持的 60% 吞吐量。曲線圖 C 所示為具有典型網(wǎng)絡(luò)流量和干擾問題的802.11b 無線網(wǎng)絡(luò)。拿曲線圖 C 來說，如果不消除干擾問題，則可用容量不足以添加諸如 VoWLAN 等高要求或關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用。
總結(jié)：干擾是存在的 … 或許您 WLAN 的容量掩蓋了問題。如果您向無線網(wǎng)絡(luò)中添加諸如 VoWLAN 等高要求的應(yīng)用，則干擾很可能會導(dǎo)致問題。
第 3 條 -“我在部署前進(jìn)行過 RF 掃描。因此我已找到所有干擾源。”
關(guān)于干擾最麻煩的一個(gè)問題就是它們在本質(zhì)上是間歇性的。干擾可能只會在每天的特定時(shí)間發(fā)生（當(dāng)某人使用干擾設(shè)備 – 例如無繩耳機(jī)或微波爐時(shí)）或在每星期的某幾天發(fā)生。除非持久進(jìn)行初始 RF 掃描，否則很容易漏掉間歇性干擾源。
即使進(jìn)行了廣泛的 RF 掃描（例如在每個(gè)區(qū)域進(jìn)行 24 小時(shí)測量），但事情會隨時(shí)間變化。人們很容易向您的無線環(huán)境中引入干擾設(shè)備，例如 Blueberry 耳機(jī)。不管進(jìn)行多少定期掃描也無法保證您的環(huán)境無論何時(shí)均無干擾。
總結(jié)：您無法完全消除干擾問題。您需要一個(gè)快速簡便的方法來定期檢
第 4 條 -“我的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備自動(dòng)處理干擾?！?/STRONG>
很多較新的基于交換機(jī)的 WLAN 基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品自稱能管理 RF 干擾問題。實(shí)際上，它們在一定程度上受它們所基于的 802.11 芯片集以及 802.11 協(xié)議本身限制。
使用 802.11 芯片集，基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商可以檢測非 802.11 信號 – 干擾的存在。為應(yīng)對這種干擾，他們嘗試更改受干擾影響區(qū)域的 AP 的 802.11 信道。
這種方法的問題在于它并未真正解決問題。如圖 4 所示，某些干擾設(shè)備（例如藍(lán)牙、無繩電話和 802.11FH）的頻率是跳動(dòng)的，不可能更改信道以避開這些類型的設(shè)備 – 它們在整個(gè)頻帶中無處不在。即使對于工作于靜態(tài)頻率的設(shè)備，也很難管理大型蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的信道分配。
要真正解決問題，關(guān)鍵在于能夠分析干擾源（即識別干擾設(shè)備及其物理位置）以確定處理干擾的最佳措施。在許多情況下，此“最佳措施”是從樓宇中清除該設(shè)備。在其它情況下，可以移動(dòng)或屏蔽該設(shè)備使其不影響網(wǎng)絡(luò)。
總結(jié)：自動(dòng)應(yīng)對干擾是一種理想狀態(tài)，但在今天還不切實(shí)際。
第 5 條
-“我可以通過擁有高密度 AP 克服干擾問題?！?/STRONG>
802.11 接入點(diǎn)廉價(jià)的特性使極高密度部署很具誘惑力。例如，某些網(wǎng)絡(luò)中，在每個(gè)房間中部署一個(gè) AP。這種部署類型的優(yōu)點(diǎn)在于通過允許頻譜“空間復(fù)用”極大地增加了網(wǎng)絡(luò)容量。直觀看來，通過四處遍布更多 AP，即使存在干擾，客戶端也更可能順利運(yùn)行。 不幸的是，當(dāng)密集部署 AP 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須降低每個(gè)接入點(diǎn)的發(fā)射信號功率。否則，接入點(diǎn)會相互產(chǎn)生干擾 – 這稱為同信道干擾。 AP 發(fā)射功率的減小正好抵消了干擾免疫性的潛在優(yōu)勢。因此，實(shí)際上密集部署 AP 的網(wǎng)絡(luò)在干擾免疫性上并不明顯優(yōu)于較低密度部署的網(wǎng)絡(luò)。 總結(jié)：過度設(shè)計(jì)您網(wǎng)絡(luò)的容量是合理的，但這無法解決干擾問題。 第 6 條 -“我可以使用數(shù)據(jù)包嗅探器分析干擾問題?！?/STRONG> 802.11 數(shù)據(jù)包嗅探器具有和 WLAN 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備相同的問題。它們僅可看見 802.11 芯片告訴它們的信息，而且僅可向您報(bào)告干擾的二次指標(biāo)，例如增加的重新傳輸和降低的速率。但它們無法分析干擾問題、確定干擾原因和幫您找出干擾設(shè)備的物理位置。 來自 802.11 芯片的數(shù)據(jù)的第二個(gè)難題在于它們的功率測量值未經(jīng)校準(zhǔn)。因此，您接收的來自 802.11 芯片的關(guān)于 AP（或其它設(shè)備）信號強(qiáng)度的數(shù)據(jù)無法采用絕對 dBm 單位表示。這使您很難為它們報(bào)告的數(shù)量賦予意義。要使用絕對 dBm 單位精確表示信號強(qiáng)度，您需要諸如頻譜分析儀等校準(zhǔn)的測量設(shè)備。 總結(jié)：您需要分析干擾的正確工具 – 易于使用的頻譜分析儀。 第 7 條 -“我的無線策略不允許干擾設(shè)備進(jìn)入樓宇?！?/STRONG> 制訂無線策略是處理干擾問題的良好開端。但是，任何策略必須付諸實(shí)施才有效。因此，您如何實(shí)施一個(gè)“不允許無線設(shè)備的策略”呢？ 無線設(shè)備的一個(gè)重大屬性在于其廉價(jià)易得。結(jié)果是，員工非常容易購買這些設(shè)備（Blackberry 設(shè)備、無繩電話）并帶到工作場所。在很多情況下，員工并非有意造成問題，甚至不知道特定設(shè)備可能對您的無線網(wǎng)絡(luò)造成干擾。 請注意諸如無繩耳機(jī)和微波爐等設(shè)備可能是您的業(yè)務(wù)所必需的，因此不可能完全禁止它們。 總結(jié)：您不得不預(yù)期，干擾設(shè)備將潛入您的樓宇。您需要一種方法來找出這些未授權(quán)的設(shè)備并通過清除或屏蔽來處理它們造成的干擾。 第 8 條 -“5 GHz 頻帶上無干擾?！?/STRONG> 確實(shí)，與 2.4 GHz 頻帶相比，目前 5 GHz 頻帶的干擾設(shè)備較少。但是，這種情況將隨時(shí)間改變。就像大家都從 900 MHz 轉(zhuǎn)向 2.4GHz 以避免干擾一樣，這種“頻帶跳躍”效應(yīng)也將趕上 5 GHz 頻帶。 5 GHz 頻帶上已經(jīng)有某些設(shè)備，包括無繩電話、雷達(dá)、視野計(jì)傳感器和數(shù)字衛(wèi)星。 總結(jié)：目前在 5 GHz 頻帶上干擾尚未造成問題，但將來總會的。 第 9 條 -“我可以聘請顧問解決遇到的所有干擾問題?！?/STRONG> 如果您運(yùn)行 WLAN 已有時(shí)日，就了解網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常無法完美運(yùn)行。若無法洞察干擾情況，您就不得不猜測干擾是否是問題所在。缺乏洞察對 IT 人員來說是個(gè)問題 – 特別是當(dāng) CEO 問到為何他昨天連接到會議室時(shí)碰到麻煩的時(shí)候。 此外，超出控制問題的是，請顧問來解決此類問題即費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢。一份訪問和差旅報(bào)告就可能花費(fèi) $5,000 - 10,000（美元）。 總結(jié)：您無法負(fù)擔(dān)依賴第三方解決網(wǎng)絡(luò)干擾問題的花費(fèi)。您需要能夠快速方便地找出并定位網(wǎng)絡(luò)中的干擾第 10 條 -“我放棄。RF 分析對我來說太難理解?！?/STRONG> 不要泄氣?，F(xiàn)在有工具使 RF 分析變得較易理解，即使對那些自認(rèn)為是有線網(wǎng)絡(luò)專家而非無線網(wǎng)絡(luò)專家的人來說也是如此。例如，F(xiàn)luke Networks 的 AnalyzeAir™Wi-Fi 頻譜分析儀可以檢測、識別并定位您 802.11WLAN 中的物理干擾源。有關(guān)更多信息， 請?jiān)L問www.flukenetworks.com.cn/analyzeair/cn 。 總結(jié)：正確的工具，例如 AnalyzeAir Wi-Fi 頻譜分析儀，將極大地簡化您檢測、識別和定位 802.11 WLAN中 RF 干擾的任務(wù)。 AnalyzeAir™ Wi-Fi 頻譜分析儀 檢測、識別和定位 802.11 WLAN 中的 RF 干擾AnalyzeAir 讓 IT 網(wǎng)絡(luò)專家可以透視隱藏在深處的 RF 內(nèi)部世界，讓他們能夠以一種更加智能的可視方式查看頻譜。AnalyzeAir 軟件讓您可以查看、監(jiān)控、分析和管理所有影響您的 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)性能和安全性的 RF 源和無線設(shè)備，即使這些設(shè)備是未經(jīng)授權(quán)或暫時(shí)性的。
您是否收到最終用戶有關(guān) WLAN 性能的抱怨？攜帶 AnalyzeAir 到這類故障位置，可以快速解決妨礙無線連接性能的物理層 RF 問題。AnalyzeAir 設(shè)備查找器功能能夠找到問題設(shè)備，從而幫助您快速確定出現(xiàn)問題或未經(jīng)授權(quán)的問題設(shè)備的位置。 您是否正在準(zhǔn)備部署新的無線網(wǎng)絡(luò)或是擴(kuò)展現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)？提前了解您的 RF 頻譜將有助于預(yù)防以后的性能問題。有助于找出可能產(chǎn)生干擾的設(shè)備，以便在用戶開始抱怨之前拆除或屏蔽這些設(shè)備。 AnalyzeAir 軟件降低了頻譜分析的成本，簡化了頻譜分析的過程。許多單功能 RF 分析儀或昂貴工具只能提供不含設(shè)備識別和定位的 RF 信息，而 AnalyzeAir 則提供了方便理解、上手容易的解決方案，可幫助用戶迅速解決妨礙 WLAN 連接并影響性能的 RF 問題。
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