本文摘自電腦報(bào)2005年第36期。
WLAN,想說(shuō)愛(ài)你要注意
在2002年年底,當(dāng)我們大談 Wireless LAN(無(wú)線局域網(wǎng),通常指IEEE802.11系列,以下簡(jiǎn)稱WLAN)的時(shí)候,那是的它,對(duì)大部分消費(fèi)者而言,還只是一個(gè)華麗,但基本遙不可及的夢(mèng)——無(wú)線網(wǎng)卡的售價(jià)在 500 元以上,而無(wú)線 AP和路由器的售價(jià)均在千元以上。即便是你有實(shí)力且也愿意掏銀子,你換回來(lái)的,也只是 500KB/s 左右的傳輸速度(那是只有 802.11b,11Mbps,但實(shí)際速度只有 500KB/s 左右) ,即使相對(duì) 10Mbps 有線網(wǎng)絡(luò),也有較大的差距,和100Mbps有線網(wǎng)絡(luò)更是無(wú)法相比。
但在今天,WLAN和我們幾乎是零距離了,IEEE802.11g(速率為 54Mbps)的無(wú)線路由器搭配一塊 PCMCIA 的無(wú)線網(wǎng)卡售價(jià)才 3××元,即使是雙速g(108Mbps)套裝,價(jià)格也在400 多點(diǎn),而且,它們都向下兼容 IEEE802.11b(以下省略“IEEE”)。我們也在此給 WLAN做做推廣,建議新裝修的用戶都考慮架設(shè) WLAN,簡(jiǎn)便,而且可移動(dòng)性強(qiáng)。如果各位要想了解家庭無(wú)線局域網(wǎng)的架設(shè)方法,可以參看今年第 21 和 22 期電腦報(bào) I版的無(wú)線家庭專題。但就在WLAN產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入千家萬(wàn)戶時(shí),我們也接到了一些用戶的電話, 向我們反映WLAN產(chǎn)品在使用中的一些問(wèn)題,而這些問(wèn)題主要是連接不穩(wěn)定和斷網(wǎng)。在詳細(xì)了解了他們的使用環(huán)境之后,我們發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題和周邊環(huán)境的干擾有密切關(guān)系,所以決定做這篇文章提醒大家——WLAN也存在干擾,使用仍需注意。
主要干擾一:家用微波爐
熱點(diǎn)對(duì)象:?jiǎn)伍g寢室、一室一廳或單配房
可能大家會(huì)比較奇怪,加熱/烹制食物的家用微波爐和無(wú)線局域網(wǎng)有何關(guān)系?這要從微波爐會(huì)的工作原理談起。微波爐工作原理是通過(guò)微波發(fā)生器產(chǎn)生高頻振動(dòng)的微波,這種高頻微波能夠穿透食物,同時(shí)使食物中的水分子也隨之產(chǎn)生高頻的劇烈振動(dòng),從而產(chǎn)生大量熱能來(lái)加溫食物。國(guó)際上規(guī)定用于加熱和干燥的微波頻率有 4段,分別為:L 段,890MHz~940MHz;S 段, 頻率為 2.4GHz~2.5GHz; C 段, 頻率為 5.725GHz~5.875GHz; K 段, 頻率為 2.2GHz~2.225GHz。而家用微波爐的頻段為 L 段和 S 段,其中又以 S 段居多。大家可以看看微波爐后面,多半都會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的字樣“額定微波頻率:2450MHz” 。而這一頻率,恰好和IEEE802.11b/g 的工作頻率 2.4GHz相同,而家用微波爐的功率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 WLAN 產(chǎn)品的功率,即使屏蔽得再好,對(duì) WLAN 的影響也是巨大的。
如果你的 WLAN 終端(帶有無(wú)線網(wǎng)卡的電腦)或 WLAN 基站(指 AP或無(wú)線路由器)距正在工作的微波爐 4米以內(nèi) (視微波爐功率而定, 1500W 以上功率的微波爐的影響范圍更廣),你馬上就能強(qiáng)烈感受到它的影響:無(wú)線傳輸速度會(huì)大幅下降;如果靠得太近,會(huì)出現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法連接或者信號(hào)丟失的現(xiàn)象。
干擾實(shí)測(cè):
我們做了一個(gè)測(cè)試:用一臺(tái)電腦架設(shè) FTP 服務(wù)器,有線連接 11Mbps 的 802.11b 無(wú)線 AP,然后,給另外一臺(tái)筆記本電腦裝上 802.11b 無(wú)線網(wǎng)卡,通過(guò)無(wú)線進(jìn)行 FTP 下載。在正常情況下, 速度可以達(dá)到 655KB/s。 然后, 我們將這臺(tái)筆記本電腦逐漸靠近一臺(tái)正在工作著的 1000W功率的微波爐(功率設(shè)定位“中高火” ) ,觀察不同距離上的無(wú)線傳輸速度。從圖中我們可以看到,這臺(tái)功率并不太大的微波爐對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)除了較強(qiáng)的殺傷力。當(dāng)無(wú)線終端距4米以內(nèi)時(shí),它的影響力開(kāi)始凸現(xiàn);而當(dāng)進(jìn)入 2米范圍內(nèi),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)穩(wěn)定程度已經(jīng)開(kāi)始受到挑戰(zhàn),偶爾會(huì)出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象;當(dāng)距離再靠近時(shí),無(wú)線信號(hào)基本處于不可用狀態(tài)了。這也就是很多讀者反應(yīng)的: “家里做飯菜時(shí)無(wú)線信號(hào)就不穩(wěn)定”的主要原因。如果不巧無(wú)線基站布設(shè)在了微波爐周圍(單間寢室、一室一廳或單配房出現(xiàn)該情況的可能性較大) ,那么,這一影響將是無(wú)法彌補(bǔ)的(終端的位置還可以調(diào)整,基站位置就就不是可以隨意調(diào)整的咯)。
所以,在各位架設(shè) WLAN 基站或者使用無(wú)線終端時(shí),請(qǐng)盡量遠(yuǎn)離家用微波爐(微波爐處于非工作狀態(tài)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生影響)。
主要干擾二:2.4GHz無(wú)繩電話
熱點(diǎn)對(duì)象:高速WLAN網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)在使用無(wú)繩電話的家庭非常多。早期的無(wú)繩電話工作頻率主要為 900MHz,受到干擾的可能性較大,所以目前市面上大多是 2.4GHz 的無(wú)繩電話,而這一頻率又與 WLAN 的頻率相沖突了。
有趣的是,無(wú)繩電話的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有家用微波爐那樣大,目前比較典型的 2.4GHz無(wú)繩電話基座功率為 DC 9V/350mA,功率為 3W 左右,而 WLAN 產(chǎn)品的普遍功率在 0.1W 以內(nèi)——它們之間的差異還不算十分懸殊,這就導(dǎo)致了相互干擾。通常情況是:無(wú)繩電話一接聽(tīng),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)就變?nèi)酰踔潦菙嗑W(wǎng);而接聽(tīng)電話時(shí)有雜音,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)也很不穩(wěn)定,或者是速度大大降低。
干擾實(shí)測(cè):
來(lái)看看我們的試驗(yàn):測(cè)試系統(tǒng)還是 802.11b 的無(wú)線 FTP 傳輸。正常情況下傳輸速度為655KB/s。測(cè)試者手持無(wú)繩電話坐在無(wú)線終端(帶有 802.11b 無(wú)線網(wǎng)卡的筆記本電腦)前,接聽(tīng)電話,無(wú)線傳輸速度下降為 505KB/s,電話聽(tīng)筒內(nèi)有輕微雜音;將無(wú)繩電話靠近無(wú)線網(wǎng)卡到 0.5 米處,速度下降為 380KB/s,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù),聽(tīng)筒內(nèi)雜音變大,通話對(duì)方抱怨聽(tīng)不太清說(shuō)什么;無(wú)繩電話與無(wú)線網(wǎng)卡0距離時(shí),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻繁斷網(wǎng),平均速度下降為 280KB/s,對(duì)方完全聽(tīng)不清我們說(shuō)什么。
值得大家注意的是:以上的測(cè)試是在大數(shù)據(jù)流量的情況下進(jìn)行的,也就是說(shuō),是在建立了數(shù)據(jù)穩(wěn)定連接以后做的測(cè)試。盡管我們開(kāi)始使用無(wú)繩電話,但無(wú)線網(wǎng)絡(luò)依舊能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整功率以強(qiáng)化連接,來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸。如果是在沒(méi)有大數(shù)據(jù)量交換的情況下呢:
通訊中(包含無(wú)線通訊)有這樣一個(gè)例子:相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)人正在通過(guò)喊話的方式通訊,這時(shí)他們中間來(lái)了很多人,也在相互通話。但由于這兩者的“聯(lián)系”已經(jīng)建立,所以,他們依舊能夠勉強(qiáng)分別處對(duì)方的聲音以繼續(xù)通話。但條件改變一下:這些人先說(shuō)話,再讓這兩個(gè)人相互通話,就很難識(shí)別對(duì)方進(jìn)行下去了。無(wú)線通訊中類似的問(wèn)題也是存在的:在大量無(wú)線數(shù)據(jù)交換之前就發(fā)生了干擾,要在建立起良好連接是很困難的。所以,當(dāng)我們只是在通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、聊天時(shí),網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量并不大,這時(shí)如果無(wú)繩電話開(kāi)始工作了,那么,出現(xiàn)的情況就可能會(huì)是我們提到的——斷網(wǎng)。通常,這種斷網(wǎng)是暫時(shí)現(xiàn)象,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)往往會(huì)在數(shù)秒后重新建立連接。但依據(jù)我們的實(shí)際測(cè)試,發(fā)現(xiàn) 54Mbps 的 802.11g和 108Mbps 的雙速 g對(duì)于無(wú)繩電話的敏感程度更高,速度降低的幅度較 802.11b 更大,而且,斷網(wǎng)的幾率也要高一些。尤其是無(wú)繩電話的基座和無(wú)線基站在同一房間的情況下,斷網(wǎng)的幾率更大。
建議大家布設(shè)無(wú)線基站時(shí),盡量遠(yuǎn)離無(wú)繩電話的基座,這一點(diǎn)比較容易做到,因?yàn)闊o(wú)繩電話基座的移動(dòng)性是較強(qiáng)的。
主要干擾三:WLAN互擾
熱點(diǎn)對(duì)象:相同和相鄰頻段WLAN網(wǎng)絡(luò)
隨著 WLAN 用戶逐漸增多,身處新興居住小區(qū)的用戶經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況:打開(kāi) WLAN終端,會(huì)發(fā)現(xiàn)好幾個(gè)無(wú)線基站信號(hào)(哇!隨便揀一個(gè)上網(wǎng)吧!^__^)但往往也是在這樣的環(huán)境中,用戶會(huì)有這樣的感覺(jué):網(wǎng)絡(luò)速度不穩(wěn)定,尤其是在進(jìn)行大容量的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)。有讀者反映說(shuō):它的 802.11g 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度本來(lái)長(zhǎng)期穩(wěn)定在 2MB/s 左右,但最近經(jīng)常只有650KB/s 左右,不知何故。其實(shí)主要原因,還是同頻干擾。
我們通常說(shuō):某某工作在某某頻率下,例如,802.11b 和 802.11g 都工作在 2.4GHz下,但實(shí)際上,這只是一個(gè)大概值,每個(gè)對(duì)應(yīng)的 WLAN 通訊都有一個(gè)精確的頻率,或者說(shuō)頻段。國(guó)內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品通常有 11或者 12 個(gè)頻段,這也是在無(wú)線基站中可以設(shè)定的(通常無(wú)線網(wǎng)卡是自適應(yīng)與之連接的無(wú)線基站的) ,這里有一個(gè)實(shí)際頻率對(duì)照表:(見(jiàn)文末)
目前,大部分 WLAN 是采用基站式,即無(wú)線終端通過(guò)無(wú)線基站互連或者上 Internet。而這些無(wú)線基站默認(rèn)的工作頻段多半都是“6”,即 2437MHz。如果大家都使用這個(gè)頻段,則在相互重疊的區(qū)域內(nèi)會(huì)出現(xiàn)干擾問(wèn)題。
干擾實(shí)測(cè):
我們的測(cè)試分為幾種組合:
組合一:
我們以一個(gè)純粹 54Mbps 的 802.11g網(wǎng)絡(luò)(54Mbps無(wú)線基站+54Mbps無(wú)線終端)和一個(gè)純粹 11Mbps 的 802.11b網(wǎng)絡(luò)(11Mbps無(wú)線基站+11Mbps無(wú)線終端)來(lái)進(jìn)行干擾測(cè)試。它們的工作頻段都為 6。在正常的單獨(dú)工作情況下,各自的最大 FTP 傳輸速度分別為:54Mbps網(wǎng)絡(luò),2125KB/s;11Mbps 網(wǎng)絡(luò),655KB/s。
當(dāng)兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行FTP無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸時(shí),54Mbps的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度降到了1520KB/s~1860KB/s,而 11Mbps 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度則大幅下降,僅有 70KB/s~90KB/s。
組合二:
我們以一個(gè)純粹 54Mbps 的 802.11g網(wǎng)絡(luò)(54Mbps無(wú)線基站+54Mbps無(wú)線終端)和一個(gè)混和的 11Mbps 網(wǎng)絡(luò)(11Mbps無(wú)線基站+54Mbps無(wú)線終端,實(shí)際連接速度還是11Mbps)來(lái)進(jìn)行干擾測(cè)試。它們的工作頻段都為 6。正常且單獨(dú)工作情況下,各自的最大 FTP 傳輸速度分別為:54Mbps 網(wǎng)絡(luò),2125KB/s;11Mbps 網(wǎng)絡(luò),671KB/s。
這次,當(dāng)兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行 FTP 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸時(shí),54Mbps 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度下降幅度較大,僅能夠維持在 620KB/s~710KB/s,而 11Mbps 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的速度雖然下降,但幅度不大,還能保持到 450KB/s~501KB/s。
從這兩種組合的測(cè)試來(lái)看: 如果不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工作在同一頻段下, 相互干擾是一定存在的。但是,具體是誰(shuí)受到的干擾更大則難以定論,基站品牌、類型、速率的不同和無(wú)線網(wǎng)卡品牌、類型、速率的不同,搭配起來(lái)會(huì)出現(xiàn)不同的情況。不過(guò)總體來(lái)看,純粹的 11Mbps 802.11b網(wǎng)絡(luò)受到的影響是最大的(所以建議大家現(xiàn)在主要考慮 802.11g 產(chǎn)品) ,但在使用高速網(wǎng)卡時(shí),情況會(huì)有所好轉(zhuǎn)。另外,我們還注意到,現(xiàn)在市面上不少?gòu)S商推出的雙速 g 產(chǎn)品(108Mbps),它們受同頻段的干擾幅度更大,當(dāng)連接建立在“108Mbps 靜態(tài)”模式下,受到同頻段干擾時(shí), 速度會(huì)從 2.5MB/s 左右直線下降到 802.11b的水平, 維持在 700KB/s 左右。不過(guò),這種影響是暫時(shí)的,一旦同頻網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束,108Mbps 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度會(huì)瞬間恢復(fù),回到 2.5MB/s 的水平上。
接著,我們將頻段進(jìn)行更改。 當(dāng)我們將兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻段分別設(shè)定為1和6時(shí)(即2414MHz和 2437MHz) ,它們的數(shù)據(jù)傳輸速度都大幅回升,基本能夠達(dá)到正常速度。可見(jiàn),分離具體頻段是相當(dāng)重要的。原理上說(shuō),分離得越開(kāi),效果會(huì)越好(例如 1 和 11)。不過(guò),依據(jù)我們的測(cè)試,在 1、6 或者 6、11 這樣的組合下效果已經(jīng)相當(dāng)好,分離得更開(kāi),效果提升已不太明顯,且會(huì)導(dǎo)致頻段資源的浪費(fèi)和減少。
建議大家使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí),嘗試更改一下頻段值以達(dá)到最好效果。這在以后無(wú)線網(wǎng)絡(luò)普及時(shí),會(huì)非常重要。
小提示:更改無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻段,不但可以解決 WLAN 的互擾問(wèn)題,也可以減輕其他近似頻率的信號(hào)干擾。
測(cè)試工程師總結(jié)
以上是 802.11b/g WLAN 面臨的主要干擾,其實(shí),還有一些信號(hào)干擾,例如藍(lán)牙設(shè)備。它們中的部分也工作在 2.4GHz上。不過(guò),由于藍(lán)牙設(shè)備定位與短距離數(shù)據(jù)傳輸,所以大部分藍(lán)牙設(shè)備的功率很小,有的只有 1mW,對(duì) WLAN 的影響并不大,如果大家有興趣,可以自己做做試驗(yàn)。還有,等離子燈泡,也因工作頻率相近,會(huì)產(chǎn)生一定的影響。還有一些燒水的設(shè)備,也會(huì)在一瞬間對(duì) WLAN 信號(hào)產(chǎn)生影響。但這些干擾的程度并不大(或者說(shuō)使用并不廣泛) ,而且往往作用時(shí)間很短,基本談不上真正的干擾。總體來(lái)說(shuō), WLAN 的總體造價(jià)更低,架設(shè)更方便,且具有很強(qiáng)的可移動(dòng)性,用戶只要學(xué)會(huì)“盡量遠(yuǎn)離干擾源,靈活更改頻段” ,WLAN 使用起來(lái)還是非常愉快的。