RF频谱中的干扰问题

在网络管理员努力理解 RF 频谱中的干扰问题时，他们会听到有关干扰对无线网络的影响的传言。

此白皮书帮助揭密网络管理员在探索干扰问题时遇到的 10 大传言。

作为一名网络管理员，您关心 WLAN 的性能。您希望优化其性能以尽量减少最终用户对速度和（或）连通性的抱怨。在设计和部署无线网络时，您听到与无线网络中干扰问题相关的很多“传言”或“传闻”。本白皮书澄清了与无线网络相关的 10 大传言。

第 1 条 -“仅 802.11 网络会产生干扰问题。”

全世界安装有大量 802.11 设备，其它 802.11 网络可能对您的无线网络产生干扰。这种干扰称为同信道干扰和邻信道干扰。因为所有 802.11 设备遵循相同的协议，因此它们具有协作倾向– 即相同信道上的两个接入点 (AP) 将共享信道容量。



还有很多类型的设备工作于 802.11 网络工作所在的未经许可的ISM（工业、科学和医学）频带。这些设备包括微波炉、无绳电话、蓝牙设备、无线摄像机、户外微波链路、无线游戏控制器、Zigbee、荧光灯和 WiMax 等等。甚至不良电气连接也可导致宽 RF 频谱发射（干扰）。

这些非 802.11 干扰源一般不会和 802.11 设备协作，并可导致802.11 网络中吞吐量大幅损失。此外，它们还可能导致二次效应，例如速率补偿 – 在这种效应中，由干扰引起的重新传输会使 802.11 设备错误地认为应该使用比预期值低的数据率。

总结：未经许可的 ISM 频带是 FCC 在非管制频带共享方面的试验。我们仍然在等待它正式出台。使 802.11 网络达到优化工作状态的最佳方法是消除或尽量减少影响网络的干扰源。

第 2 条 -“看起来我的网络工作正常，因此干扰可能不会导致问题。”

802.11 协议设计为能耐受一定程度的干扰。当 802.11 设备在开始传输前检测到突发干扰，它将暂停传输，直到突发干扰结束为止。如果在 802.11 传输过程中途突发干扰（并导致数据包接收不良），则发射器会因为未收到确认数据包而重新发送数据包。结果，通常可以完成数据包传送。

这些暂停和重新传输的动作导致无线网络的吞吐量受到严重影响。例如，微波炉在 50% 忙闲度下发射干扰（因为它们随着 60 赫兹交流电源进行开关循环）。这意味着工作于与您 802.11 接入点 (AP) 相同频率下的微波炉可以使您网络的有效吞吐量降低 50%。因此，如果您的网络设计为达到 24 Mbps，则它在微波炉附近工作时可能降低到 12 Mbps。

如果您在 WLAN 上的唯一应用为便利的数据联网（如网上冲浪），这种吞吐量损失可能并不明显。但是，如果您向网络中加入诸如无线局域网语音 (VoWLAN) 等对容量和延时敏感的应用，控制干扰的影响就将成为关键问题。



图 2 ：802.11b 无线网络设计的最大数据率为 11 Mbs （曲线图 A ），一般可维持的数据率所导致的吞吐速率最高约为最大数据率的 60% ，即约 6 Mbs 。一旦数据率超过最大值的 60% ，网络性能就会大幅下降到无法使用的程度。曲线图 B 所示为 802.11b 无线网络可维持的 60% 吞吐量。曲线图 C 所示为具有典型网络流量和干扰问题的802.11b 无线网络。拿曲线图 C 来说，如果不消除干扰问题，则可用容量不足以添加诸如 VoWLAN 等高要求或关键任务应用。

总结：干扰是存在的 … 或许您 WLAN 的容量掩盖了问题。如果您向无线网络中添加诸如 VoWLAN 等高要求的应用，则干扰很可能会导致问题。

第 3 条 -“我在部署前进行过 RF 扫描。因此我已找到所有干扰源。”



关于干扰最麻烦的一个问题就是它们在本质上是间歇性的。干扰可能只会在每天的特定时间发生（当某人使用干扰设备 – 例如无绳耳机或微波炉时）或在每星期的某几天发生。除非持久进行初始 RF 扫描，否则很容易漏掉间歇性干扰源。

即使进行了广泛的 RF 扫描（例如在每个区域进行 24 小时测量），但事情会随时间变化。人们很容易向您的无线环境中引入干扰设备，例如 Blueberry 耳机。不管进行多少定期扫描也无法保证您的环境无论何时均无干扰。

总结：您无法完全消除干扰问题。您需要一个快速简便的方法来定期检查影响无线网络的干扰问题。

第 4 条 -“我的基础设施设备自动处理干扰。”



很多较新的基于交换机的 WLAN 基础设施产品自称能管理 RF 干扰问题。实际上，它们在一定程度上受它们所基于的 802.11 芯片集以及 802.11 协议本身限制。

使用 802.11 芯片集，基础设施供应商可以检测非 802.11 信号 – 干扰的存在。为应对这种干扰，他们尝试更改受干扰影响区域的 AP 的 802.11 信道。

这种方法的问题在于它并未真正解决问题。如图 4 所示，某些干扰设备（例如蓝牙、无绳电话和 802.11FH）的频率是跳动的，不可能更改信道以避开这些类型的设备 – 它们在整个频带中无处不在。即使对于工作于静态频率的设备，也很难管理大型蜂窝网络中的信道分配。

要真正解决问题，关键在于能够分析干扰源（即识别干扰设备及其物理位置）以确定处理干扰的最佳措施。在许多情况下，此“最佳措施”是从楼宇中清除该设备。在其它情况下，可以移动或屏蔽该设备使其不影响网络。

总结：自动应对干扰是一种理想状态，但在今天还不切实际。