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無線網絡幹擾源
發布時間:2012-1-25
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WLAN也存在幹擾,使用需注意。
主要幹擾一(yī):家用微波爐
熱點對象:單間寝室、一(yī)室一(yī)廳或單配房
可能大(dà)家會比較奇怪,加熱/烹制食物(wù)的家用微波爐和無線局域網有何關系?這要從微波爐會的工(gōng)作原理談起。微波爐工(gōng)作原理是通過微波發生(shēng)器産生(shēng)高頻(pín)振動的微波,這種高頻(pín)微波能夠穿透食物(wù),同時使食物(wù)中(zhōng)的水分(fēn)子也随之産生(shēng)高頻(pín)的劇烈振動,從而産生(shēng)大(dà)量熱能來加溫食物(wù)。國際上規定用于加熱和幹燥的微波頻(pín)率有 4段,分(fēn)别爲:L 段,890MHz~940MHz;S 段, 頻(pín)率爲 2.4GHz~2.5GHz; C 段, 頻(pín)率爲 5.725GHz~5.875GHz; K 段, 頻(pín)率爲 2.2GHz~2.225GHz。而家用微波爐的頻(pín)段爲 L 段和 S 段,其中(zhōng)又(yòu)以 S 段居多。大(dà)家可以看看微波爐後面,多半都會發現這樣的字樣“額定微波頻(pín)率:2450MHz” 。而這一(yī)頻(pín)率,恰好和IEEE802.11b/g 的工(gōng)作頻(pín)率 2.4GHz相同,而家用微波爐的功率則遠遠大(dà)于 WLAN 産品的功率,即使屏蔽得再好,對 WLAN 的影響也是巨大(dà)的。
如果你的 WLAN 終端(帶有無線網卡的電腦)或 WLAN 基站(指 AP或無線路由器)距正在工(gōng)作的微波爐 4米以内 (視微波爐功率而定, 1500W 以上功率的微波爐的影響範圍更廣),你馬上就能強烈感受到它的影響:無線傳輸速度會大(dà)幅下(xià)降;如果靠得太近,會出現無線網絡無法連接或者信号丢失的現象。
幹擾實測:
我(wǒ)們做了一(yī)個測試:用一(yī)台電腦架設 FTP 服務器,有線連接 11Mbps 的 802.11b 無線 AP,然後,給另外(wài)一(yī)台筆記本電腦裝上 802.11b 無線網卡,通過無線進行 FTP 下(xià)載。在正常情況下(xià), 速度可以達到 655KB/s。 然後, 我(wǒ)們将這台筆記本電腦逐漸靠近一(yī)台正在工(gōng)作着的 1000W功率的微波爐(功率設定位“中(zhōng)高火(huǒ)” ) ,觀察不同距離(lí)上的無線傳輸速度。從圖中(zhōng)我(wǒ)們可以看到,這台功率并不太大(dà)的微波爐對無線網絡表現除了較強的殺傷力。當無線終端距4米以内時,它的影響力開(kāi)始凸現;而當進入 2米範圍内,無線網絡的信号穩定程度已經開(kāi)始受到挑戰,偶爾會出現斷網現象;當距離(lí)再靠近時,無線信号基本處于不可用狀态了。這也就是很多讀者反應的: “家裏做飯菜時無線信号就不穩定”的主要原因。如果不巧無線基站布設在了微波爐周圍(單間寝室、一(yī)室一(yī)廳或單配房出現該情況的可能性較大(dà)) ,那麽,這一(yī)影響将是無法彌補的(終端的位置還可以調整,基站位置就就不是可以随意調整的咯)。
 

所以,在各位架設 WLAN 基站或者使用無線終端時,請盡量遠離(lí)家用微波爐(微波爐處于非工(gōng)作狀态時不會産生(shēng)影響)。

主要幹擾二:2.4GHz無繩電話(huà)
熱點對象:高速WLAN網絡
現在使用無繩電話(huà)的家庭非常多。早期的無繩電話(huà)工(gōng)作頻(pín)率主要爲 900MHz,受到幹擾的可能性較大(dà),所以目前市面上大(dà)多是 2.4GHz 的無繩電話(huà),而這一(yī)頻(pín)率又(yòu)與 WLAN 的頻(pín)率相沖突了。
有趣的是,無繩電話(huà)的功率遠遠沒有家用微波爐那樣大(dà),目前比較典型的 2.4GHz無繩電話(huà)基座功率爲 DC 9V/350mA,功率爲 3W 左右,而 WLAN 産品的普遍功率在 0.1W 以内——它們之間的差異還不算十分(fēn)懸殊,這就導緻了相互幹擾。通常情況是:無繩電話(huà)一(yī)接聽(tīng),無線網絡信号就變弱,甚至是斷網;而接聽(tīng)電話(huà)時有雜(zá)音,無線網絡也很不穩定,或者是速度大(dà)大(dà)降低。
幹擾實測:
來看看我(wǒ)們的試驗:測試系統還是 802.11b 的無線 FTP 傳輸。正常情況下(xià)傳輸速度爲655KB/s。測試者手持無繩電話(huà)坐在無線終端(帶有 802.11b 無線網卡的筆記本電腦)前,接聽(tīng)電話(huà),無線傳輸速度下(xià)降爲 505KB/s,電話(huà)聽(tīng)筒内有輕微雜(zá)音;将無繩電話(huà)靠近無線網卡到 0.5 米處,速度下(xià)降爲 380KB/s,無線網絡信号時斷時續,聽(tīng)筒内雜(zá)音變大(dà),通話(huà)對方抱怨聽(tīng)不太清說什麽;無繩電話(huà)與無線網卡0距離(lí)時,無線網絡頻(pín)繁斷網,平均速度下(xià)降爲 280KB/s,對方完全聽(tīng)不清我(wǒ)們說什麽。
 

值得大(dà)家注意的是:以上的測試是在大(dà)數據流量的情況下(xià)進行的,也就是說,是在建立了數據穩定連接以後做的測試。盡管我(wǒ)們開(kāi)始使用無繩電話(huà),但無線網絡依舊(jiù)能夠動态調整功率以強化連接,來完成數據傳輸。如果是在沒有大(dà)數據量交換的情況下(xià)呢:
通訊中(zhōng)(包含無線通訊)有這樣一(yī)個例子:相距較遠的兩個人正在通過喊話(huà)的方式通訊,這時他們中(zhōng)間來了很多人,也在相互通話(huà)。但由于這兩者的“聯系”已經建立,所以,他們依舊(jiù)能夠勉強分(fēn)别處對方的聲音以繼續通話(huà)。但條件改變一(yī)下(xià):這些人先說話(huà),再讓這兩個人相互通話(huà),就很難識别對方進行下(xià)去(qù)了。無線通訊中(zhōng)類似的問題也是存在的:在大(dà)量無線數據交換之前就發生(shēng)了幹擾,要在建立起良好連接是很困難的。所以,當我(wǒ)們隻是在通過無線網絡上網浏覽網頁、聊天時,網絡數據流量并不大(dà),這時如果無繩電話(huà)開(kāi)始工(gōng)作了,那麽,出現的情況就可能會是我(wǒ)們提到的——斷網。通常,這種斷網是暫時現象,無線網絡往往會在數秒後重新建立連接。但依據我(wǒ)們的實際測試,發現 54Mbps 的 802.11g和 108Mbps 的雙速 g對于無繩電話(huà)的敏感程度更高,速度降低的幅度較 802.11b 更大(dà),而且,斷網的幾率也要高一(yī)些。尤其是無繩電話(huà)的基座和無線基站在同一(yī)房間的情況下(xià),斷網的幾率更大(dà)。
建議大(dà)家布設無線基站時,盡量遠離(lí)無繩電話(huà)的基座,這一(yī)點比較容易做到,因爲無繩電話(huà)基座的移動性是較強的。
主要幹擾三:WLAN互擾
熱點對象:相同和相鄰頻(pín)段WLAN網絡
随着 WLAN 用戶逐漸增多,身處新興居住小(xiǎo)區的用戶經常會遇到這樣的情況:打開(kāi) WLAN終端,會發現好幾個無線基站信号(哇!随便揀一(yī)個上網吧!^__^)但往往也是在這樣的環境中(zhōng),用戶會有這樣的感覺:網絡速度不穩定,尤其是在進行大(dà)容量的數據傳輸時。有讀者反映說:它的 802.11g 無線網絡的傳輸速度本來長期穩定在 2MB/s 左右,但最近經常隻有650KB/s 左右,不知(zhī)何故。其實主要原因,還是同頻(pín)幹擾。
我(wǒ)們通常說:某某工(gōng)作在某某頻(pín)率下(xià),例如,802.11b 和 802.11g 都工(gōng)作在 2.4GHz下(xià),但實際上,這隻是一(yī)個大(dà)概值,每個對應的 WLAN 通訊都有一(yī)個精确的頻(pín)率,或者說頻(pín)段。國内的無線網絡産品通常有 11或者 12 個頻(pín)段,這也是在無線基站中(zhōng)可以設定的(通常無線網卡是自适應與之連接的無線基站的) ,這裏有一(yī)個實際頻(pín)率對照表:(見文末)
目前,大(dà)部分(fēn) WLAN 是采用基站式,即無線終端通過無線基站互連或者上 Internet。而這些無線基站默認的工(gōng)作頻(pín)段多半都是“6”,即 2437MHz。如果大(dà)家都使用這個頻(pín)段,則在相互重疊的區域内會出現幹擾問題。
幹擾實測:
我(wǒ)們的測試分(fēn)爲幾種組合:
組合一(yī):
我(wǒ)們以一(yī)個純粹 54Mbps 的 802.11g網絡(54Mbps無線基站+54Mbps無線終端)和一(yī)個純粹 11Mbps 的 802.11b網絡(11Mbps無線基站+11Mbps無線終端)來進行幹擾測試。它們的工(gōng)作頻(pín)段都爲 6。在正常的單獨工(gōng)作情況下(xià),各自的最大(dà) FTP 傳輸速度分(fēn)别爲:54Mbps網絡,2125KB/s;11Mbps 網絡,655KB/s。
當兩個無線網絡同時進行FTP無線數據傳輸時,54Mbps的無線網絡速度降到了1520KB/s~1860KB/s,而 11Mbps 無線網絡的速度則大(dà)幅下(xià)降,僅有 70KB/s~90KB/s。
組合二:
我(wǒ)們以一(yī)個純粹 54Mbps 的 802.11g網絡(54Mbps無線基站+54Mbps無線終端)和一(yī)個混和的 11Mbps 網絡(11Mbps無線基站+54Mbps無線終端,實際連接速度還是11Mbps)來進行幹擾測試。它們的工(gōng)作頻(pín)段都爲 6。正常且單獨工(gōng)作情況下(xià),各自的最大(dà) FTP 傳輸速度分(fēn)别爲:54Mbps 網絡,2125KB/s;11Mbps 網絡,671KB/s。
這次,當兩個無線網絡同時進行 FTP 無線數據傳輸時,54Mbps 的無線網絡速度下(xià)降幅度較大(dà),僅能夠維持在 620KB/s~710KB/s,而 11Mbps 無線網絡的速度雖然下(xià)降,但幅度不大(dà),還能保持到 450KB/s~501KB/s。

從這兩種組合的測試來看: 如果不同的無線網絡工(gōng)作在同一(yī)頻(pín)段下(xià), 相互幹擾是一(yī)定存在的。但是,具體(tǐ)是誰受到的幹擾更大(dà)則難以定論,基站品牌、類型、速率的不同和無線網卡品牌、類型、速率的不同,搭配起來會出現不同的情況。不過總體(tǐ)來看,純粹的 11Mbps 802.11b網絡受到的影響是最大(dà)的(所以建議大(dà)家現在主要考慮 802.11g 産品) ,但在使用高速網卡時,情況會有所好轉。另外(wài),我(wǒ)們還注意到,現在市面上不少廠商(shāng)推出的雙速 g 産品(108Mbps),它們受同頻(pín)段的幹擾幅度更大(dà),當連接建立在“108Mbps 靜态”模式下(xià),受到同頻(pín)段幹擾時, 速度會從 2.5MB/s 左右直線下(xià)降到 802.11b的水平, 維持在 700KB/s 左右。不過,這種影響是暫時的,一(yī)旦同頻(pín)網絡的大(dà)數據傳輸結束,108Mbps 網絡的傳輸速度會瞬間恢複,回到 2.5MB/s 的水平上。
接着,我(wǒ)們将頻(pín)段進行更改。 當我(wǒ)們将兩個無線網絡的頻(pín)段分(fēn)别設定爲1和6時(即2414MHz和 2437MHz) ,它們的數據傳輸速度都大(dà)幅回升,基本能夠達到正常速度。可見,分(fēn)離(lí)具體(tǐ)頻(pín)段是相當重要的。原理上說,分(fēn)離(lí)得越開(kāi),效果會越好(例如 1 和 11)。不過,依據我(wǒ)們的測試,在 1、6 或者 6、11 這樣的組合下(xià)效果已經相當好,分(fēn)離(lí)得更開(kāi),效果提升已不太明顯,且會導緻頻(pín)段資(zī)源的浪費(fèi)和減少。

建議大(dà)家使用無線網絡時,嘗試更改一(yī)下(xià)頻(pín)段值以達到最好效果。這在以後無線網絡普及時,會非常重要。
小(xiǎo)提示:更改無線網絡的頻(pín)段,不但可以解決 WLAN 的互擾問題,也可以減輕其他近似頻(pín)率的信号幹擾。
測試工(gōng)程師總結
以上是 802.11b/g WLAN 面臨的主要幹擾,其實,還有一(yī)些信号幹擾,例如藍(lán)牙設備。它們中(zhōng)的部分(fēn)也工(gōng)作在 2.4GHz上。不過,由于藍(lán)牙設備定位與短距離(lí)數據傳輸,所以大(dà)部分(fēn)藍(lán)牙設備的功率很小(xiǎo),有的隻有 1mW,對 WLAN 的影響并不大(dà),如果大(dà)家有興趣,可以自己做做試驗。還有,等離(lí)子燈泡,也因工(gōng)作頻(pín)率相近,會産生(shēng)一(yī)定的影響。還有一(yī)些燒水的設備,也會在一(yī)瞬間對 WLAN 信号産生(shēng)影響。但這些幹擾的程度并不大(dà)(或者說使用并不廣泛) ,而且往往作用時間很短,基本談不上真正的幹擾。總體(tǐ)來說, WLAN 的總體(tǐ)造價更低,架設更方便,且具有很強的可移動性,用戶隻要學會“盡量遠離(lí)幹擾源,靈活更改頻(pín)段” ,WLAN 使用起來還是非常愉快的。
 

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