RF頻譜中的干擾問(wèn)題
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此白皮書(shū)幫助揭密網(wǎng)絡(luò )管理員在探索干擾問(wèn)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(hù)對速度和（或）連通性的抱怨。在設計和部署無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，您聽(tīng)到與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中干擾問(wèn)題相關(guān)的很多“傳言”或“傳聞”。本白皮書(shū)澄清了與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相關(guān)的 10 大傳言。
第 1 條 -“僅 802.11 網(wǎng)絡(luò )會(huì )產(chǎn)生干擾問(wèn)題?！?/STRONG>
全世界安裝有大量 802.11 設備，其它 802.11 網(wǎng)絡(luò )可能對您的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生干擾。這種干擾稱(chēng)為同信道干擾和鄰信道干擾。因為所有 802.11 設備遵循相同的協(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(lèi)型的設備工作于 802.11 網(wǎng)絡(luò )工作所在的未經(jīng)許可的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫學(xué)）頻帶。這些設備包括微波爐、無(wú)繩電話(huà)、藍牙設備、無(wú)線(xiàn)攝像機、戶(hù)外微波鏈路、無(wú)線(xiàn)游戲控制器、Zigbee、熒光燈和 WiMax 等等。甚至不良電氣連接也可導致寬 RF 頻譜發(fā)射（干擾）。
這些非 802.11 干擾源一般不會(huì )和 802.11 設備協(xié)作，并可導致802.11 網(wǎng)絡(luò )中吞吐量大幅損失。此外，它們還可能導致二次效應，例如速率補償 – 在這種效應中，由干擾引起的重新傳輸會(huì )使 802.11 設備錯誤地認為應該使用比預期值低的數據率。
總結：未經(jīng)許可的 ISM 頻帶是 FCC 在非管制頻帶共享方面的試驗。我們仍然在等待它正式出臺。使 802.11 網(wǎng)絡(luò )達到優(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(lái)我的網(wǎng)絡(luò )工作正常，因此干擾可能不會(huì )導致問(wèn)題?！?/STRONG>
802.11 協(xié)議設計為能耐受一定程度的干擾。當 802.11 設備在開(kāi)始傳輸前檢測到突發(fā)干擾，它將暫停傳輸，直到突發(fā)干擾結束為止。如果在 802.11 傳輸過(guò)程中途突發(fā)干擾（并導致數據包接收不良），則發(fā)射器會(huì )因為未收到確認數據包而重新發(fā)送數據包。結果，通?？梢酝瓿蓴祿鼈魉?。
這些暫停和重新傳輸的動(dòng)作導致無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的吞吐量受到嚴重影響。例如，微波爐在 50% 忙閑度下發(fā)射干擾（因為它們隨著(zhù) 60 赫茲交流電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)循環(huán)）。這意味著(zhù)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 )設計為達到 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 上的唯一應用為便利的數據聯(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(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)語(yǔ)音 (VoWLAN) 等對容量和延時(shí)敏感的應用，控制干擾的影響就將成為關(guān)鍵問(wèn)題。
圖 2 ：802.11b 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設計的最大數據率為 11 Mbs （曲線(xiàn)圖 A ），一般可維持的數據率所導致的吞吐速率最高約為最大數據率的 60% ，即約 6 Mbs 。一旦數據率超過(guò)最大值的 60% ，網(wǎng)絡(luò )性能就會(huì )大幅下降到無(wú)法使用的程度。曲線(xiàn)圖 B 所示為 802.11b 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可維持的 60% 吞吐量。曲線(xiàn)圖 C 所示為具有典型網(wǎng)絡(luò )流量和干擾問(wèn)題的802.11b 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。拿曲線(xiàn)圖 C 來(lái)說(shuō)，如果不消除干擾問(wèn)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)應用。
總結：干擾是存在的 … 或許您 WLAN 的容量掩蓋了問(wèn)題。如果您向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中添加諸如 VoWLAN 等高要求的應用，則干擾很可能會(huì )導致問(wèn)題。
第 3 條 -“我在部署前進(jìn)行過(guò) RF 掃描。因此我已找到所有干擾源?！?/STRONG>
關(guān)于干擾最麻煩的一個(gè)問(wèn)題就是它們在本質(zhì)上是間歇性的。干擾可能只會(huì )在每天的特定時(shí)間發(fā)生（當某人使用干擾設備 – 例如無(wú)繩耳機或微波爐時(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)區域進(jìn)行 24 小時(shí)測量），但事情會(huì )隨時(shí)間變化。人們很容易向您的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中引入干擾設備，例如 Blueberry 耳機。不管進(jìn)行多少定期掃描也無(wú)法保證您的環(huán)境無(wú)論何時(shí)均無(wú)干擾。
總結：您無(wú)法完全消除干擾問(wèn)題。您需要一個(gè)快速簡(jiǎn)便的方法來(lái)定期檢
第 4 條 -“我的基礎設施設備自動(dòng)處理干擾?！?/STRONG>
很多較新的基于交換機的 WLAN 基礎設施產(chǎn)品自稱(chēng)能管理 RF 干擾問(wèn)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，基礎設施供應商可以檢測非 802.11 信號 – 干擾的存在。為應對這種干擾，他們嘗試更改受干擾影響區域的 AP 的 802.11 信道。
這種方法的問(wèn)題在于它并未真正解決問(wèn)題。如圖 4 所示，某些干擾設備（例如藍牙、無(wú)繩電話(huà)和 802.11FH）的頻率是跳動(dòng)的，不可能更改信道以避開(kāi)這些類(lèi)型的設備 – 它們在整個(gè)頻帶中無(wú)處不在。即使對于工作于靜態(tài)頻率的設備，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(wèn)題，關(guān)鍵在于能夠分析干擾源（即識別干擾設備及其物理位置）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備。在其它情況下，可以移動(dòng)或屏蔽該設備使其不影響網(wǎng)絡(luò )。
總結：自動(dòng)應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(guò)擁有高密度 AP 克服干擾問(wèn)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(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)允許頻譜“空間復用”極大地增加了網(wǎng)絡(luò )容量。直觀(guān)看來(lái)，通過(guò)四處遍布更多 AP，即使存在干擾，客戶(hù)端也更可能順利運行。 不幸的是，當密集部署 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(huì )相互產(chǎn)生干擾 – 這稱(chēng)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：過(guò)度設計您網(wǎng)絡(luò )的容量是合理的，但這無(wú)法解決干擾問(wèn)題。 第 6 條 -“我可以使用數據包嗅探器分析干擾問(wèn)題?！?/STRONG> 802.11 數據包嗅探器具有和 WLAN 基礎設施設備相同的問(wèn)題。它們僅可看見(jiàn) 802.11 芯片告訴它們的信息，而且僅可向您報告干擾的二次指標，例如增加的重新傳輸和降低的速率。但它們無(wú)法分析干擾問(wèn)題、確定干擾原因和幫您找出干擾設備的物理位置。 來(lái)自 802.11 芯片的數據的第二個(gè)難題在于它們的功率測量值未經(jīng)校準。因此，您接收的來(lái)自 802.11 芯片的關(guān)于 AP（或其它設備）信號強度的數據無(wú)法采用絕對 dBm 單位表示。這使您很難為它們報告的數量賦予意義。要使用絕對 dBm 單位精確表示信號強度，您需要諸如頻譜分析儀等校準的測量設備。 總結：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(wú)線(xiàn)策略不允許干擾設備進(jìn)入樓宇?！?/STRONG> 制訂無(wú)線(xiàn)策略是處理干擾問(wèn)題的良好開(kāi)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(wú)線(xiàn)設備的策略”呢？ 無(wú)線(xiàn)設備的一個(gè)重大屬性在于其廉價(jià)易得。結果是，員工非常容易購買(mǎi)這些設備（Blackberry 設備、無(wú)繩電話(huà)）并帶到工作場(chǎng)所。在很多情況下，員工并非有意造成問(wèn)題，甚至不知道特定設備可能對您的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )造成干擾。 請注意諸如無(wú)繩耳機和微波爐等設備可能是您的業(yè)務(wù)所必需的，因此不可能完全禁止它們。 總結：您不得不預期，干擾設備將潛入您的樓宇。您需要一種方法來(lái)找出這些未授權的設備并通過(guò)清除或屏蔽來(lái)處理它們造成的干擾。 第 8 條 -“5 GHz 頻帶上無(wú)干擾?！?/STRONG> 確實(shí)，與 2.4 GHz 頻帶相比，目前 5 GHz 頻帶的干擾設備較少。但是，這種情況將隨時(shí)間改變。就像大家都從 900 MHz 轉向 2.4GHz 以避免干擾一樣，這種“頻帶跳躍”效應也將趕上 5 GHz 頻帶。 5 GHz 頻帶上已經(jīng)有某些設備，包括無(wú)繩電話(huà)、雷達、視野計傳感器和數字衛星。 總結：目前在 5 GHz 頻帶上干擾尚未造成問(wèn)題，但將來(lái)總會(huì )的。 第 9 條 -“我可以聘請顧問(wèn)解決遇到的所有干擾問(wèn)題?！?/STRONG> 如果您運行 WLAN 已有時(shí)日，就了解網(wǎng)絡(luò )經(jīng)常無(wú)法完美運行。若無(wú)法洞察干擾情況，您就不得不猜測干擾是否是問(wèn)題所在。缺乏洞察對 IT 人員來(lái)說(shuō)是個(gè)問(wèn)題 – 特別是當 CEO 問(wèn)到為何他昨天連接到會(huì )議室時(shí)碰到麻煩的時(shí)候。 此外，超出控制問(wèn)題的是，請顧問(wèn)來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題即費時(shí)又費錢(qián)。一份訪(fǎng)問(wèn)和差旅報告就可能花費 $5,000 - 10,000（美元）。 總結：您無(wú)法負擔依賴(lài)第三方解決網(wǎng)絡(luò )干擾問(wèn)題的花費。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(lái)說(shuō)太難理解?！?/STRONG> 不要泄氣?，F在有工具使 RF 分析變得較易理解，即使對那些自認為是有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家而非無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家的人來(lái)說(shuō)也是如此。例如，Fluke 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， 請訪(fǎng)問(wèn)www.flukenetworks.com.cn/analyzeair/cn 。 總結：正確的工具，例如 AnalyzeAir Wi-Fi 頻譜分析儀，將極大地簡(jiǎn)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(zhuān)家可以透視隱藏在深處的 RF 內部世界，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(wú)線(xiàn)設備，即使這些設備是未經(jīng)授權或暫時(shí)性的。
您是否收到最終用戶(hù)有關(guān) WLAN 性能的抱怨？攜帶 AnalyzeAir 到這類(lèi)故障位置，可以快速解決妨礙無(wú)線(xiàn)連接性能的物理層 RF 問(wèn)題。AnalyzeAir 設備查找器功能能夠找到問(wèn)題設備，從而幫助您快速確定出現問(wèn)題或未經(jīng)授權的問(wèn)題設備的位置。 您是否正在準備部署新的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或是擴展現有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )？提前了解您的 RF 頻譜將有助于預防以后的性能問(wèn)題。有助于找出可能產(chǎn)生干擾的設備，以便在用戶(hù)開(kāi)始抱怨之前拆除或屏蔽這些設備。 AnalyzeAir 軟件降低了頻譜分析的成本，簡(jiǎn)化了頻譜分析的過(guò)程。許多單功能 RF 分析儀或昂貴工具只能提供不含設備識別和定位的 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(hù)迅速解決妨礙 WLAN 連接并影響性能的 RF 問(wèn)題。
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