摘要:本文介紹了無線局域網(wǎng)的干擾類型,對無線局域網(wǎng)的干擾源進行了分析,在此基礎(chǔ)上提出了無線局域網(wǎng)的抗干擾策略。
關(guān)鍵詞:無線局域網(wǎng);干擾類型;干擾源;抗干擾策略
中圖分類號:TN925.93 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 10-0093-01
近年來,無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展,使得無線局域網(wǎng)功能得以推廣實現(xiàn)。然而,當(dāng)無線局域網(wǎng)(WLAN)處于無許可限制的同頻范圍(2.4-5GHz)時,卻很容易受到射頻(RF)干擾而導(dǎo)致數(shù)據(jù)吞吐性能下降。無線干擾問題已成為困擾我們的一大難題。
一、無線局域網(wǎng)的干擾類型
按照無線局域網(wǎng)(WLAN)干擾的成因不同,干擾大致包括兩種類型:
(一)外部干擾
WLAN的外部干擾的主要原因是來自無繩電話、藍牙無線設(shè)備、脈沖雷達、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及低能量RF光源等的干擾。具體使用蜂窩、藍牙以及各種無線集成設(shè)備,手持終端與PDA,假訊號RF噪聲等。當(dāng)以上干擾信號非常強時,就相當(dāng)于有負荷信道形成,這時的干擾信號會伴隨與測試點距離AP變遠而使通訊信號增強,從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率下降,AP有效覆蓋范圍降低。
(二)內(nèi)部干擾
WLAN的內(nèi)部干擾的主要原因是選取的AP位置不科學(xué),以及軟件的參數(shù)配置錯誤所導(dǎo)致。要想在終端正常接收數(shù)據(jù)信息,必須首先有比背景噪音更強的接收電平存在,但相鄰AP可能與服務(wù)AP的覆蓋范圍存在部分重疊現(xiàn)象,從而形成對服務(wù)AP局域網(wǎng)的內(nèi)部干擾問題。要想解決此問題,需要選擇專業(yè)分析軟件,根據(jù)對各個AP場強與信道分配情況的計算來獲得AP之間的干擾覆蓋范圍,再進行科學(xué)的放置AP。
此外,內(nèi)部干擾還包括另外一種“隱藏節(jié)點”,其屬于無線數(shù)據(jù)通信里的常見問題之一。通常當(dāng)某一節(jié)點不能對其它節(jié)點進行偵測時即會發(fā)生這種現(xiàn)象,這時MAC層協(xié)議是失效的。此時,由于多個節(jié)點的傳輸請求可能一并發(fā)出,就會導(dǎo)致彼此間干擾現(xiàn)象。同有線網(wǎng)絡(luò)里的廣播風(fēng)暴一樣,隱藏節(jié)點干擾可能給無線局域網(wǎng)帶來嚴重災(zāi)難,造成網(wǎng)絡(luò)整體性能嚴重下降一半以下??梢酝ㄟ^IEEE802.11b協(xié)議采用CSMA/CA以及某些特殊數(shù)據(jù)包來解決這一問題,某種程度上會使問題得以緩解,但如果是建筑物間的長距離傳輸或者高速無線鏈路傳輸,其隱患仍然無法避免。
二、無線局域網(wǎng)的干擾源
通常有線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)在進行數(shù)據(jù)通訊效率測量時,是利用專業(yè)軟件以及相關(guān)設(shè)備通過跟蹤電纜到對應(yīng)客戶來完成檢測功能。而無線網(wǎng)絡(luò)的物理連接性則是通過分貝(dB)、分貝毫瓦(dBmW)等形式加以表現(xiàn)的,其信號強度通過特定無線信道的信號級別以及噪音級別加以表現(xiàn)(與lW、1mW是對應(yīng)關(guān)系)。這一比率代表數(shù)據(jù)信號和干擾信號的比率關(guān)系。就無線局域網(wǎng)性能來說,SIN相比信噪比(SNR)一般更重要?,F(xiàn)分析一下主要的干擾源:
(一)來自2.4GHz無繩電話、藍牙設(shè)備和RF光源等的干擾
目前,我們常用的無繩電話大都是2.4GHz,恰好同無線局域網(wǎng)頻率存在沖突問題。一般當(dāng)無繩電話接通時,會存在無線網(wǎng)絡(luò)信號變?nèi)趸蛘邤嗑W(wǎng)現(xiàn)象;而在通話過程中會有雜音存在,且無線網(wǎng)絡(luò)速度慢或存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。
(二)來自無線局域網(wǎng)范圍內(nèi)建筑物的干擾
如果周圍的建筑物群十分復(fù)雜,其中的一些材質(zhì)就可能對通訊質(zhì)量造成影響。因此,無線局域網(wǎng)布設(shè)時,首先要弄清信號覆蓋范圍內(nèi)的各種材質(zhì)情況,理想的辦法是通過專業(yè)檢測設(shè)備進行檢測,從而獲得相對準(zhǔn)確的信號傳播衰減數(shù)據(jù)信息。否則網(wǎng)絡(luò)布設(shè)后如果效果不好,很可能給使用和財產(chǎn)帶來雙重損失。
(三)來自無線局域網(wǎng)之間的相互干擾
如今,無線局域網(wǎng)大都為基站式模式,也就是無線終端是經(jīng)由無線基站進行互聯(lián)的,這種情況下同頻干擾問題極易出現(xiàn)。如果正常工作沒有其它干擾存在,則局域網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量也在正常范圍之內(nèi);如果兩種標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)一并工作,則其數(shù)據(jù)吞吐量就會存在下降現(xiàn)象,尤其是802.11b網(wǎng)絡(luò)時其傳輸速率僅為正常值的10%左右;如果54Mbps網(wǎng)絡(luò)頻段為1以后(也就是指兩種網(wǎng)絡(luò)一并在不同頻段工作)時,則它們的數(shù)據(jù)傳輸效率基本正常。
三、無線局域網(wǎng)抗干擾策略
我們需要注意,進行無線局域網(wǎng)設(shè)計時,必須首先按照客戶的信號強度要求、網(wǎng)絡(luò)位置要求、網(wǎng)絡(luò)ID安全要求以及無線信道特征情況來確定用戶種類(具體內(nèi)容有服務(wù)的類型、要求和質(zhì)量等方面)。就網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員來講,結(jié)合用戶種類進行相應(yīng)信道計劃制定十分關(guān)鍵。與過去短距離微波技術(shù)一樣,802.11直接時序擴展頻譜(DSSS)無線技術(shù),要求在不同的無線信號之間頻譜存在差異。換句話說,在無線拓撲結(jié)構(gòu)中,無線局域網(wǎng)內(nèi)的各接入點用戶必須與相應(yīng)的信道對應(yīng)。并且,無線局域網(wǎng)的計劃與部署,相鄰信道間隔以及主動信道分離意義重大。就設(shè)計而言,如果無線頻譜的相反端選擇了分配給同一無線網(wǎng)絡(luò)里的接入點信道,此時必須盡可能地保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和完整性。如果屬性設(shè)計存在問題,則很容易產(chǎn)生信道干擾現(xiàn)象,也就是無線頻譜內(nèi)的信道互擾問題。其結(jié)果會鎖定用戶通話服務(wù),造成嚴重網(wǎng)絡(luò)故障甚至堵塞癱瘓。
通常在11個信道里,使用1、6、11信道作為相鄰AP發(fā)射信道能夠有效防止內(nèi)部干擾問題的發(fā)生。此外,還有AP位置以及外部干擾等原因同樣需要注意?,F(xiàn)總結(jié)一下常用無線局域網(wǎng)抗干擾策略:
1.在無線網(wǎng)信號覆蓋范圍之內(nèi),禁止或限制其它無線設(shè)備的使用,例如藍牙、自架設(shè)AP等設(shè)備;
2.進行AP部署之前必須根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果測得的滿足區(qū)域覆蓋的最小AP數(shù)值,來盡可能地減少相鄰AP之間覆蓋范圍重疊問題。AP部署妥當(dāng)后,利用專業(yè)設(shè)備(如艾爾麥無線測試儀)測試全網(wǎng)無線信號,確定同一點上同一信道內(nèi)多個AP信號的區(qū)域范圍,從而調(diào)整無線控制器上AP的發(fā)射功率,使AP覆蓋范圍縮??;
3.如果是瘦AP架構(gòu),需要充分發(fā)揮集中式架構(gòu)中無線控制器AC的作用,使之能夠為所有AP動態(tài)分配信道,防止相鄰AP使用同一信道;
4.AP位置的選擇要置于相對高處,這樣可有效解決與無線終端之間的遮擋問題,進而實現(xiàn)無線局域網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的信號通暢;
5.還可以對AP進行外接特制天線,例如桿狀、扇區(qū)、平板、拋物線等類型的天線,從而在空間上限定電磁波沿正確方向傳播,減少干擾。