解决Wi-Fi存在的最大问题:干扰
802.11技术在过去【guò qù】10年已经取得了🌕长足的发展【fā zhǎn】 – 更快【gèng kuài】,更强大且更具🏃有可扩展性【zhǎn xìng】🕍。但有一【dàn yǒu yī】🐳个问题【gè wèn tí】依然困【yī rán kùn】扰着Wi-Fi;可靠性【kě kào xìng】✉。没有什么再比用户抱怨Wi-Fi性能不😗稳定【wěn dìng】➡、覆盖不好、经常掉线更让【xiàn gèng ràng】网管人员崩溃【yuán bēng kuì】的事了。解决Wi-Fi这个看【zhè gè kàn】不到且不断变🈚化的环境的确【jìng de què】⏫是个问【shì gè wèn】👌题。而且射频干【shè pín gàn】🕺扰也是【rǎo yě shì】个罪魁【gè zuì kuí】祸【huò】🗑首【shǒu】。射频干【shè pín gàn】🕺扰几乎🗓来自于所有能【suǒ yǒu néng】发出电磁信号的装置 – 无绳电【wú shéng diàn】话、蓝牙手机、微波炉📞乃至智🚭能仪表。但大多【dàn dà duō】数企业都没有意识到的是,最大的【zuì dà de】🕹Wi-Fi的干扰😓源是他【yuán shì tā】们自己的Wi-Fi网络【wǎng luò】🚴。 不同于【bú tóng yú】授权频谱【pǔ】✔,将一定【jiāng yī dìng】的带宽🎶授权给📜特定的【tè dìng de】服务商使用。Wi-Fi是一个【shì yī gè】任何人都可以🦈使用的♌共享介质🌆,它工作【tā gōng zuò】🕝在2.4Ghz和🃏5Ghz这两个⛓免授权【miǎn shòu quán】频段🥩。当一部📟802.11客户端设备侦听到其它信号,无论该【wú lùn gāi】🏡信号是【xìn hào shì】否是WiFi信号,设备都会暂缓【huì zàn huǎn】传输数【chuán shū shù】据直到该信号【gāi xìn hào】消失【xiāo shī】。在数据传输中【chuán shū zhōng】出现干扰则会【rǎo zé huì】导致数【dǎo zhì shù】据丢包,从而强制WiFi重传数【chóng chuán shù】🐧据。重🤷传会造成数据吞吐量下降,并给共【bìng gěi gòng】享同一🎞AP的用户带来普遍的影💝响。虽然频【suī rán pín】谱【pǔ】✔分析工具现🈹已集成🥝在AP中帮助【zhōng bāng zhù】IT部门观察并甄别Wi-Fi干扰,但如果🥤他们不切实解🤵决干扰【jué gàn rǎo】问题,那么就🥪没有什么实际意义😎。射频干【shè pín gàn】🕺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【hé fāng wèi】➿传输几路〰Wi-Fi数据流,从而实【cóng ér shí】✌现更高【xiàn gèng gāo】🦑的连接👬速率【sù lǜ】。现在,出问题的机会翻倍了【fān bèi le】⬛。这些信号中如【hào zhōng rú】果有一路信号🧟受到干【shòu dào gàn】📼扰,那么作【nà me zuò】为📥802.11n用于显著提高数据传输速率【shū sù lǜ】👨的基本【de jī běn】技术,空间复【kōng jiān fù】用和🃏信道绑【xìn dào bǎng】定将全部失效🔩。
解决干扰问题的通行做法
通常解【tōng cháng jiě】🤽决射频【jué shè pín】🧥干扰的【de】方法包括降【jiàng】低🏦物理数【wù lǐ shù】据率,降低受【jiàng dī shòu】🏈影响AP的发射【de fā shè】😝功率【gōng lǜ】🐍,以及改【yǐ jí gǎi】变AP的【de】信道分配三【fèn pèi sān】种方式。虽然这【suī rán zhè】些方法㊗有他们各自的【de】🚙专长🍮,但没有🥁一个是直接针对射频干扰问题的【tí de】。目前市🙁场上充斥着大㊙量采用全向双✝极天线🎰的【de】AP,这些天【zhè xiē tiān】线从各个方向发送和【fā sòng hé】接收信【jiē shōu xìn】💓号【hào】。由于这些天【zhè xiē tiān】线总是不【zǒng shì bú】分环境,不分场合地发送和【fā sòng hé】接收信【jiē shōu xìn】💓号【hào】,一旦出🌰现干扰😶,这些系【zhè xiē xì】💻统除了【tǒng chú le】与干扰做斗争以外没【yǐ wài méi】有其它🆎办法🥓。它们不得不降【dé bú jiàng】低🏦物理数【wù lǐ shù】据传【jù chuán】🦏输速率【shū sù lǜ】,直至达到可接👭受的【de】丢包水平为【wéi】🔚止。这简直【zhè jiǎn zhí】😂太没有效率了。而且随【ér qiě suí】🌘之而来的【de】是,共享该AP的【de】所有用户将会感受到无法【dào wú fǎ】忍受的【de】🍕性能下【xìng néng xià】💚降【jiàng】。不可思【bú kě sī】议的【de】是,降【jiàng】低🏦AP的【de】数据速率实【sù lǜ shí】际却产🛅生了与【shēng le yǔ】⛪期望相反的结【fǎn de jié】📩果。数据包【jù bāo】在空中停留的【de】时间更长🍮。这就意味着需【wèi zhe xū】⏫要花更📤长的时【zhǎng de shí】🦖间接收这些数🐾据包【jù bāo】,从而增加丢包🚖的【de】风险🔈,使它们在周期性干扰中变得⏳更加脆【gèng jiā cuì】弱。另一种为【wéi】🔚Wi-Fi设计的【de】通常做【tōng cháng zuò】法是降【jiàng】低🏦AP的发射【de fā shè】😝功率【gōng lǜ】🐍,从而更好地利【hǎo dì lì】用有限的【de】信道数量🦋。这样做可以减少共享🌊一台AP的【de】设备📭数量🦋,以提高【yǐ tí gāo】🏥AP的【de】性能🤾。但是降【jiàng】低🏦发射功率【gōng lǜ】的【de】🎾同时也🍭会降低【huì jiàng dī】🏦客户端接收信【jiē shōu xìn】💓号的强【hào de qiáng】🧦度【dù】,这就转变成了更低的【de】👘数据率和更小范围的【de】Wi-Fi覆盖,进而导【jìn ér dǎo】致覆盖空洞的【kōng dòng de】🕘形成。而这些空洞必须通过【xū tōng guò】增加更多的【de】AP来填补。而增加更多AP,可以想【kě yǐ xiǎng】😥象【xiàng】,它会制【tā huì zhì】造更多📭的【de】干扰。
请不要改变信道
最后,大多数WLAN厂商愿【chǎng shāng yuàn】望你能【wàng nǐ néng】相信🐺,解决Wi-Fi干扰的最佳方案是“改变信【gǎi biàn xìn】✏道”。就是当射频干【shè pín gàn】扰增加🏟时【shí】,AP会自动选择另一个“干净”的信道🌇来使用【lái shǐ yòng】。虽然改📶变信道【biàn xìn dào】🚞是一种【shì yī zhǒng】在【zài】🥁特定频【tè dìng pín】率上解决持续干扰的有效方【yǒu xiào fāng】法⛺,但干扰更倾向【gèng qīng xiàng】于不断【yú bú duàn】🔶变化且时【shí】有【yǒu】时【shí】🚿无。通过在【tōng guò zài】🦑有【yǒu】限的信道🌇中跳转,引发的✒问题甚至比它🕣解决的问题还要多【yào duō】。在【zài】🥁使用最广泛的【guǎng fàn de】2.4GHz Wi-Fi频段【pín duàn】📫,总共只有【yǒu】💤三个非【sān gè fēi】干扰信道🚞。即使是🎶在【zài】🥁5GHz频段【pín duàn】📫,在去除【zài qù chú】🍛动态频【dòng tài pín】率选择🌂(DFS)之后也🐡只有【yǒu】💤4个非重【gè fēi chóng】叠40MHz宽信道😼,DFS是一种【shì yī zhǒng】允许非授权设备与现【bèi yǔ xiàn】♎有【yǒu】雷达系统共享频谱🍱的机制。
AP执行的【zhí háng de】改变信【gǎi biàn xìn】道操作需要将🐘连接的客户端【kè hù duān】脱离并再次关👍联。这将引起语音和视频【hé shì pín】类应用【lèi yīng yòng】的中断【de zhōng duàn】,并导致🧛由于相🏤邻AP为防止同信道📽干扰而变换信道而引发的多米诺骨🔦牌效应。同信道📽干扰是【gàn rǎo shì】🎬在不同【zài bú tóng】的设备使用同💟一个信道或用【dào huò yòng】同一无【tóng yī wú】线频段发射和➿接收【jiē shōu】📒Wi-Fi信号时产生的设备间💡干扰。为了将🧛同信道📽干扰降😴至最低⏰,网管人💣员试图更好地设计他【shè jì tā】们的网络。而针对有限的【yǒu xiàn de】可用频谱【pǔ】,则通过🛂将AP部署的【bù shǔ de】间距拉到足够🛀远🐿,达到它们之间无法侦【wú fǎ zhēn】听或无法相互干扰的【gàn rǎo de】目的【mù de】。然而〽,Wi-Fi信号不【xìn hào bú】会停止😰也不会【yě bú huì】😭受这些架构的限制🎥。改变信【gǎi biàn xìn】道的方⏫法也不🛸会考虑【huì kǎo lǜ】到客户【dào kè hù】的使用感受。在这些【zài zhè xiē】📻场景中【chǎng jǐng zhōng】,干扰取🍧决于AP所处的🐑有利位置🆓,但客户【dàn kè hù】看到了什么?难道转【nán dào zhuǎn】移到一【yí dào yī】个干净【gè gàn jìng】的信道【de xìn dào】🈚真能改🧤善用户体验吗?
征集方案【àn】:更强的🐍信号,更低的干扰一【gàn rǎo yī】种预测【zhǒng yù cè】Wi-Fi系统性能🚶的技术【de jì shù】指标【zhǐ biāo】👥就是信【jiù shì xìn】噪比(SNR)。SNR是接收信号水平与【shuǐ píng yǔ】背🐺景噪音强度的差值🙏。通常【tōng cháng】,信噪比【xìn zào bǐ】越高🏹,误码率【wù mǎ lǜ】越低且吞吐量🀄越高🏹。但是【dàn shì】,一旦干🐱扰发生,还会有一些其🏭它的问🔦题令网🛢管人员【guǎn rén yuán】😨担心【dān xīn】,即信号【jí xìn hào】与干扰加噪声比,也称作SINR。 SINR是信号水平与【shuǐ píng yǔ】干扰水👉平的差【píng de chà】值🙏。由于反映了射【yìng le shè】🏒频干扰对用户吞吐量🀄的负面【de fù miàn】影响,因此【yīn cǐ】SINR是一个【shì yī gè】➡更好的指标【zhǐ biāo】,用来反😉映一个Wi-Fi系统能🚶够达到【gòu dá dào】🐹何种性能🚶。SINR值越高👻,数据传【shù jù chuán】输率就越高🏹,频谱容量就越大🍜。
为了获得更高💘的🛁SINR指标【zhǐ biāo】,Wi-Fi系统必须通过提高信号增益【hào zēng yì】或降低【huò jiàng dī】干扰来实现。但问题【dàn wèn tí】🌺是传统【shì chuán tǒng】🤯的🛁Wi-Fi系统只能通过提高功率或在【lǜ huò zài】AP上竖起🐋高增益🕺定向天【dìng xiàng tiān】线来增加某个方向上【fāng xiàng shàng】的🛁信号强度,但这却限制了对小区【duì xiǎo qū】域的覆【yù de fù】🔼盖。最新的🛁Wi-Fi创新技术所采【shù suǒ cǎi】💞用的🛁自适应【zì shì yīng】天线阵列👦为网管人员带【rén yuán dài】来了福【lái le fú】🍣音🚂,它利用😠定向天【dìng xiàng tiān】线的🛁优势获得增益和📜信道【xìn dào】,而且用更少的🛁AP实现了【shí xiàn le】👜对同一【duì tóng yī】区域的覆【yù de fù】🔼盖。
采用更智能的天线解决干扰问题
Wi-Fi的【de】理想目标是🙄将一个🕘Wi-Fi信号直【xìn hào zhí】🐅接发送【jiē fā sòng】给某个用户🈸,并监控该信号【hào】,确保它🎒以最大速率传送给用【sòng gěi yòng】🚧户🈸。它不断👂在【zài】信号【hào】🈲路径【jìng】上🗓重定向【chóng dìng xiàng】Wi-Fi传输【chuán shū】,而该路径【jìng】是干净的【de】且🐝无需变💺换信道【huàn xìn dào】。新型【xīn xíng】Wi-Fi技术【jì shù】结⤴合了动态波【dòng tài bō】束形成【shù xíng chéng】🍴技术【jì shù】❕和小型智能😾天线阵列(即所谓的【de】“智能😾Wi-Fi”),成为最接近无线理想🍀境界的【de】解决方案。动态的【dòng tài de】💗,基于天🎈线的波【xiàn de bō】🏸束形成【shù xíng chéng】🍴技术【jì shù】是💾一种新【yī zhǒng xīn】开发的【de】技术【jì shù】❕,用于改变由AP发出的【fā chū de】射频能【shè pín néng】🕕量的【de】形态和方【tài hé fāng】向。动态波【dòng tài bō】束形成【shù xíng chéng】🍴技术【jì shù】❕专注于【zhuān zhù yú】Wi-Fi信号【hào】,只有在【zài】🚁他们需【tā men xū】要时,即干扰出现时【chū xiàn shí】才自动【cái zì dòng】“引导🌂”他们绕【tā men rào】过周围🦂的【de】干扰。这些系【zhè xiē xì】统为每个客户【gè kè hù】🈸端应用【duān yīng yòng】🕶了不同的【de】天线💂模式【mó shì】🙈,当问题👦出现时【chū xiàn shí】就会改😛变天线模式【xiàn mó shì】😿。比如在【zài】🚁出现干扰时【rǎo shí】🏁,智能😾天线可以选择一种在【zài】🚁干扰方向🍇衰减的【de】📯信号【hào】模〰式🙈,从而提【cóng ér tí】🚏升SINR并避免采用降🏐低物理🎸数据率🍠的【de】方法。基于天🎈线的波【xiàn de bō】🏸束形成【shù xíng chéng】🍴技术【jì shù】❕采用了多🎵个定向🌮天线元在【zài】🚁AP和客户【kè hù】🈸端之间【duān zhī jiān】提供数千种天线模式【xiàn mó shì】😿或路径【jìng】。射频能【shè pín néng】🕕量可以【liàng kě yǐ】通过最佳路径【jìng】🎰辐射,从而获🅰得最高【dé zuì gāo】的数据【de shù jù】速率和最低的【de】⚾丢包率【diū bāo lǜ】。对标准Wi-Fi介质访问控制(MAC)客户【kè hù】🈸端确认的【de】🍡监控可以决定信号的【xìn hào de】🕡强度、吞吐量和所选【hé suǒ xuǎn】路径【jìng】的【de】丢包率【diū bāo lǜ】。这样就【zhè yàng jiù】保证了AP能够确切地了解客户【kè hù】🈸的【de】体验 – 并且在【zài】🚁遇到干【yù dào gàn】扰时【rǎo shí】🏁,AP可以完【kě yǐ wán】全控制去选择【qù xuǎn zé】最佳路径【jìng】🎰。智能😾天线阵列也会【liè yě huì】主动拒绝🕴干扰。由于🚂Wi-Fi只允许💒同一时🍎刻服务一个用【yī gè yòng】📐户🈸,因此👳,这些天线并非用于给【yòng yú gěi】某一个指定的【zhǐ dìng de】客户【kè hù】🈸端传输【chuán shū】数据之【shù jù zhī】用,而是用【ér shì yòng】于所有客户【kè hù】🈸端,这样才🧛能忽略或拒绝【huò jù jué】🥌那些通常会抑【cháng huì yì】制Wi-Fi传输【chuán shū】的【de】干扰信号【hào】。结果是【jié guǒ shì】在【zài】某些⬇情况下可以获得高达【dé gāo dá】17dB的【de】信号【hào】增益。
通过波【tōng guò bō】束成型🚫,信号可💡增强至【zēng qiáng zhì】10dBi
动态优化的天线模式
集成了智能天线阵列的AP
通过主【tōng guò zhǔ】动避免🚭干扰,可获得✳额外的信号增【xìn hào zēng】益【yì】,达🌷-17dB
或许这项新技术的最🈵大好处是它可以自动【yǐ zì dòng】运行,无需手🛶工调节或人工【huò rén gōng】干预🍯。对于网🥎管人员【guǎn rén yuán】来说👤,由于大🌯量新型🈂Wi-Fi设备对企业网的冲击,解决射【jiě jué shè】频干扰🐜问题正【wèn tí zhèng】在变得🗜越来越🖥重要【chóng yào】🌓。同时,用户对【yòng hù duì】Wi-Fi连接可【lián jiē kě】靠性的要求越🆘来越高,对支持流媒体🤓应用的需求更是与日俱增。解决射【jiě jué shè】频干扰🐜问题是【wèn tí shì】企业发🛒展中顺应这些【yīng zhè xiē】🥜趋势的【qū shì de】关键【guān jiàn】。但要实现它【xiàn tā】,就意味【jiù yì wèi】着要采用更加💻智能和【zhì néng hé】更具适【gèng jù shì】应性的方法来处理失【chù lǐ shī】🔇控的无【kòng de wú】🔷线频率,它们是🤮引起所有这些干扰出现的根【xiàn de gēn】源。
关键词:Wi-Fi
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