分步说明:解决 RF 干扰难题

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  • 简介
  • 第一步:识别非 Wi-Fi 干扰
  • 第二步:定位非 Wi-Fi 干扰
  • 第三步:识别 Wi-Fi 干扰

简介

想像一个可以容纳四百学生的讲堂。然后想像该讲堂已进行了 5 Gbps 总吞吐量的验证。即使每个学生有两个半设备,这也足够了。稍作计算可知每设备有至少 5 Mbps。

现在想像学生在讲堂里,而 Wi-Fi 令人不满意。“太慢了。”他们说。控制器显示讲堂中所有接入点的总和低于 100 Mbps。这怎么可能?5 Gbps 怎么这么快变成了 100 Mbps?

回答就是干扰。干扰是被测试的无线网络无法满足预期性能的常见问题的常见原因。

第一步要了解干扰因素可能会导致 Wi-Fi 问题。但第一步是简单的。了解得越具体,事情就会变得越困难。您需要解决一些难以回答的问题:是什么造成了干扰?可以避免干扰吗?解决现有干扰问题会导致出现其他方面的新问题吗?此白皮书可以回答这些问题。

AirMagnet WiFi Analyzer (“WiFi Analyzer”) 和 AirMagnet Spectrum XT (“Spectrum XT”) 是识别干扰问题原因的出色工具。Spectrum XT 是频谱分析仪。频谱分析仪捕获射频信息,从而使所有发射器—Wi-Fi 和非 Wi-Fi—都可以被识别、分析和定位。AirMagnet 是网络分析仪。网络分析仪只捕获 802.11/Wi-Fi 传输,但网络分析仪可提供关于 Wi-Fi 传输的更详细的信息。如果干扰是 WiFi 拥堵造成的,那么网络分析仪提供的详细信息—发射设备、指定接收器、数据速度和重试状态(用于识别是否发生了无线冲突)—至关重要。

另外,Spectrum XT 和 WiFi Analyzer 可用于识别讲堂—以及医疗保健、零售、制造等各种复杂 Wi-Fi 环境中的干扰源—并引导 Wi-Fi 专业人员找到解决干扰问题的解决方案。

接下来是使用 Spectrum XT 和 WiFi Analyzer 识别并解决干扰问题的分步指导。


第一步:识别非 Wi-Fi 干扰

最好从分析非 Wi-Fi 干扰开始,因为它们会妨碍 Wi-Fi 运行良好。例如,如果一家医院有一个 DECT 电话系统(DECT 是独立的非 Wi-Fi 技术),则它会中断整个 2.4 GHz 频带的 Wi-Fi。(DECT 的现代版本使用非 2.4 GHz 的其他频率,但较早的 DECT 系统仍然可能存在问题。)这是因为 DECT 电话不共享。当 DECT 电话需要使用无线的时候,它就使用无线。还有许多其他无线技术—从蓝牙到 zigbee 设备—相同的运行原理:不共享。

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因为 802.11 争用,Wi-Fi 干扰几乎总是比非 Wi-Fi 干扰的危害小。802.11 争用会导致设备在发射之前收听和检查信道。这种检查和收听意味着 Wi-Fi 设备倾向于相互共享信道。在大部分情况下,非 Wi-Fi 设备也不共享,因为它们不存在争用。

那么怎么处理非 Wi-Fi 干扰呢?最好的办法是对其识别、定位,尝试测定它们的影响,然后做相应调整。这时便可以使用 Spectrum XT。


首先:识别。Spectrum XT 默认开始屏幕的左下方区域会显示干扰列表。更多信息(包括干扰源使用的是哪个信道以及从干扰源收到的信号强度指标 (RSSI) 有多高)可在 Spectrum XT 底部面板选择“频谱图 -> 干扰源”查看。显示相同的干扰源列表,但有额外的信息。


第二步:定位非 Wi-Fi 干扰

识别非 Wi-Fi 干扰源后,可使用 Spectrum XT 查看干扰设备的位置。从 Spectrum XT 的开始屏幕,双击左下方区域的任意干扰源,随即启动“查找”工具。在“查找”工具,单击“开始”,然后会激活一个测量仪显示干扰源的接收信号强度。启动“查找”工具后,即可携带运行 Spectrum XT 的设备作为跟踪设备到处查看。

定位设备后,可根据该位置的策略进行处理。理想情况下可以禁用干扰设备,但这并不一定总是可行。Spectrum XT 中的“受影响信道”可用于对无法关闭环境中的干扰源做布置调整。

至此 Spectrum XT 任务完成。Spectrum XT 有许多其他有用的图形和功能,有时候极其有用。但本文旨在解决问题,当我们确信我们理解了非 Wi-Fi 干扰后,下一步即开始使用以 Wi-Fi 问题为目标的工具:AirMagnet WiFi Analyzer。


第三步:识别 Wi-Fi 干扰

处理非 Wi-Fi 干扰源后,则应该分析附近 Wi-Fi 设备。正确地分析 Wi-Fi 活动需要网络分析仪,但 WiFi Analyzer 不仅仅是网络分析仪。AirMagnet 有独特的内置功能,例如设备筛选、自动信道调整和可使用多种方式查看的可排序统计数据。简而言之,AirMagnet WiFi Analyzer 是快速分析附近 Wi-Fi 设备造成的干扰的最佳网络分析仪。

使用 WiFi Analyzer 之前,您需要知道您的搜索目标。Wi-Fi 干扰导致的首要问题是浪费信道时间。浪费信道时间进而会影响性能,这是因为信道时间是有限资源。无线信道中的数据包数量会增加:如果数据包错误较少,则数据包数量会增加。信道上的数据量(字节)会增加:如果数据速率提高,则每台设备可访问更多的数据。但一秒就是一秒。一旦丢失一秒—即使是一毫秒,则无法恢复。如果使用 WiFi Analyzer 识别干扰问题,则信道时间的浪费应是分析的重点。

浪费时间的方式有多种。冲突会造成无线信道损失时间,因为发生冲突的数据必须重新发送。这意味着第一次数据传输就是在浪费时间。低速度也会浪费时间。数据速率的评估方式是数据除时间。如果数据速率低,就意味着传输相同量的数据需要更多时间。不必要的非数据流量也会浪费时间。

AirMagnet WiFi Analyzer 可用于识别所有三种主要 Wi-Fi 时间浪费因素。

首先:冲突。冲突即为失败的 Wi-Fi 数据传输。在 WiFi Analyzer 等网络分析仪中查找 Wi-Fi 冲突的方法是查看是否有被标记为“重试”的数据。802.11 标准(Wi-Fi 的建立标准)指定,如果发送数据后未收到确认(表示发生冲突),则发送数据的设备或接入点必须将重新发送的数据标记为重试。这意味着重试数据的百分比即为有冲突的数据传输的百分比。


WiFi Analyzer 不仅识别重试数据,而且可以快速而简单地收集重试统计。要查看整个信道的冲突百分比,请转到 AirMagnet 的“信道”屏幕并打开屏幕中间标记为“帧/字节”的小区域。


如果需要与单个接入点相关的冲突的百分比,则可在“基础设施”屏幕中找到。转到“基础设施”屏幕后,单击左侧一个接入点,然后打开右下方“统计”窗口中的“帧”或“帧/字节”。工作站的重试统计也可在此“统计”窗口中查看。WiFi Analyzer 允许用户直接单击“基础设施”屏幕左侧菜单显示的任何工作站或接入点,即时查看该设备的统计数据。


要好好利用冲突统计,您必须知道何为高比例重试。常规 Wi-Fi 可以认为是 8%,复杂 Wi-Fi(高密度用户,大量移动性或非 Wi-Fi 干扰量)可使用 20%。一旦重试百分比超过这些数值,就应该花一些时间来调查为什么有这么多重传。

第二个浪费时间的重要因素就是低数据速率(通常称为“速度”)。数据速率与重试百分比在同一个区域内显示。唯一的区别就是,要查看使用的是哪个数据速率,在“基础设施”屏幕中单击接入点或工作站后需要展开“速度”树。

确定低数据速率是不是可修复的问题是一件费时而且需要细致分析的事情。设备和接入点—特别是 802.11n/ac 设备和接入点—即使干扰不明显,通常也是使用远低于其规定的最大速率的数据速率。换句话说,所有使用 802.11ac 智能手机(最大速率在 40 MHz 宽信道上:200 Mbps)连接 802.11ac 接入点的办公室工作者可能通常都是使用低于 150 Mbps 的数据速率,即使射频环境非常不错。802.11ac(或者在较小范围内,802.11n)包含大量典型企业环境中极少使用的技术,即使是在干扰极低的区域。出于这个原因,通过分析数据速率确定干扰问题通常是需要一定的经验的任务。


第三(也是最后一个),非数据流量可能是 Wi-Fi 信道损失时间的原因。非数据流量有很多种,但大部分不值得研究,因为它们是 802.11 运行所必需的。接入点和工作站需要交换许多类型的非数据流量才能保持连接、检测冲突,以及使无线网络正常运行所需的所有其他东西。

但是有两种类型的非数据流量有时候是可以减少的:信标和探测。接入点使用信标让工作站知道有可用的 Wi-Fi 网络。问题是每个 Wi-Fi 网络都需要自己的信标集。如果有两个 SSID(一个访客和一个内部),则信标通常会占用信道上可用时间的 2% 到 5%。但如果 SSID 数量扩展到八个(可能不同的供应商或内部用户组有唯一的 SSID),则信标通常会占用 8% 到 20% 的信道时间。这是一大区别。如果多个接入点覆盖一个信道,问题会更加恶化。如果给定的企业平板在信道 11 上可看到三个接入点,而所有三个接入点使用八个 SSID,这构成了信道上的 24 套信标。这就是 24% 到 60% 的信道时间被用于信标而非数据。

识别过多信标流量的位置在 WiFi Analyzer 的“信道”屏幕上。选择一个信道编号后,“信道”屏幕会在右下角显示有多少接入点和多少 SSID。请使用该信息识别信标是否占用了原本可用于数据的信道时间。


探测是另一种会浪费信道时间的非数据帧。探测是工作站发起的,所以 WiFi Analyzer 的“基础设施”屏幕可用于识别是否是问题所在。只需单击“基础设施”屏幕左侧的工作站,然后可在右下角查看统计框。在统计框中展开“帧”或“帧/字节”,然后展开“管理帧”。然后将显示所选工作站发送的“探测请求”帧的数据。如果探测数量持续增长,则设备可能占用了原本可用于数据的信道探测时间。如果有探测问题,请尝试确定相关工作站有稳定的 Wi-Fi 连接。现代 Wi-Fi 设备(智能手机、平板、笔记本等)在其 Wi-Fi 连接可以稳定地访问网络时很少会探测。

处理 Wi-Fi 干扰与处理非 Wi-Fi 干扰有一些相似之处,但也有很大的差异。最佳方式还是从识别和定位干扰源开始。识别并定位 Wi-Fi 干扰源后,即可通过调整无线 LAN 基础设施减少或避免问题。禁用接入点射频、在不同位置添加新接入点、手动配置接入点信道编号并根据客户端设备设置接入点发射功率都是可以改进接入点和控制器基础设施的活动。相反,非 Wi-Fi 干扰通常需要被禁用或避免才能使 Wi-Fi 正常运行。


按这些步骤使用 AirMagnet Spectrum XT 和 AirMagnet WiFi Analyzer 基本上可以避免 Wi-Fi 干扰成为长期问题。使用频谱分析仪和网络分析仪可能会产生一些习惯上的差异,但肯定比盲目试错要好。当您习惯这些工具后,您甚至会惊讶之前棘手的干扰问题现在居然可以如此快速地识别和解决。

 
 
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