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如何解决Wi-Fi干扰问题?

2010-07-01 09:59
冷血の爱
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  802.11技术在过去10年已经取得了突破性发展。但可靠性和干扰问题依然是Wi-Fi没能取得更进一步发展的绊脚石。

  没有什么再比用户抱怨Wi-Fi性能不稳定、覆盖不好、经常掉线更让网管人员崩溃的事了。解决Wi-Fi这个看不到且不断变化的环境的确是个问题。而且射频干扰也是个罪魁祸首。

  不同于授权频谱,将一定的带宽授权给特定的服务商使用。Wi-Fi是一个任何人都可以使用的共享介质,它工作在2.4Ghz和5Ghz这两个免授权频段。

  射频干扰几乎来自于所有能发出电磁信号的装置 – 无线电话、蓝牙手机、微波炉乃至智能仪表。但大多数企业都没有意识到的是,最大的Wi-Fi的干扰源是他们自己的Wi-Fi网络。

  当一部802.11客户端设备侦听到其它信号,无论该信号是否是WiFi信号,设备都会暂缓传输数据直到该信号消失。在数据传输中出现干扰则会导致数据丢包,从而强制WiFi重传数据。重传会造成数据吞吐量下降,并给共享同一AP的用户带来普遍的影响。

  虽然频谱分析工具现已集成在AP中帮助IT部门观察并甄别Wi-Fi干扰,但如果他们不切实解决干扰问题,那么就没有什么实际意义。

  射频干扰的问题由于新型无线标准802.11n的推出而变得更加严重。802.11n通常在一个AP中采用多个射频信号在不同的方向和方位传输几路Wi-Fi数据流,从而实现更高的连接速率。现在,出问题的机会翻倍了。这些信号中如果有一路信号受到干扰,那么作为802.11n用于显著提高数据传输速率的基本技术,空间复用和信道绑定将全部失效。

  解决干扰问题的通行做法

  通常解决射频干扰的方法包括降低物理数据率,降低受影响AP的发射功率,以及改变AP的信道分配三种方式。虽然这些方法有他们各自的专长,但没有一个是直接针对射频干扰问题的。

  目前市场上充斥着大量采用全向双极天线的AP,这些天线从各个方向发送和接收信号。由于这些天线总是不分环境,不分场合地发送和接收信号,一旦出现干扰,这些系统除了与干扰做斗争以外没有其它办法。它们不得不降低物理数据传输速率,直至达到可接受的丢包水平为止。这简直太没有效率了。而且随之而来的是,共享该AP的所有用户将会感受到无法忍受的性能下降。

  不可思议的是,降低AP的数据速率实际却产生了与期望相反的结果。数据包在空中停留的时间更长。这就意味着需要花更长的时间接收这些数据包,从而增加丢包的风险,使它们在周期性干扰中变得更加脆弱。

  另一种为Wi-Fi设计的通常做法是降低AP的发射功率,从而更好地利用有限的信道数量。这样做可以减少共享一台AP的设备数量,以提高AP的性能。但是降低发射功率的同时也会降低客户端接收信号的强度,这就转变成了更低的数据率和更小范围的Wi-Fi覆盖,进而导致覆盖空洞的形成。而这些空洞必须通过增加更多的AP来填补。而增加更多AP,可以想象,它会制造更多的干扰。

  最后,大多数WLAN厂商愿望你能相信,解决Wi-Fi干扰的最佳方案是“改变信道”。就是当射频干扰增加时,AP会自动选择另一个“干净”的信道来使用。

  虽然改变信道是一种在特定频率上解决持续干扰的有效方法,但干扰更倾向于不断变化且时有时无。通过在有限的信道中跳转,引发的问题甚 至比它解决的问题还要多。

  在使用最广泛的2.4GHz Wi-Fi频段,总共只有三个非干扰信道。即使是在5GHz频段,在去除动态频率选择(DFS)之后也只有4个非重叠40MHz宽信道,DFS是一种允许非授权设备与现有雷达系统共享频谱的机制。


图一:针对802.11工作在5GHz频段的可用信道

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