Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Устранение радиопомех в БЛВС

Джеймсон Блэндфорд

Помехи от радиоустройств, функционирующих в нелицензируемых частотных диапазонах, — одна из самых серьезных и наименее понимаемых (пользователями) проблем в работе беспроводных ЛВС (БЛВС). Обычно радиопомехи снижают производительность БЛВС, а в отдельных случаях могут даже парализовать ее работу полностью. Источниками радиопомех являются бесшнуровые (cordless) телефоны, устройства Bluetooth и другие БЛВС.

Как же бороться с радиопомехами в БЛВС? Чтобы решать эту проблему, вы должны узнать, в каких частотных диапазонах работают большинство радиоустройств — источников помех, и о влиянии их на производительность БЛВС.

Лицензии не требуется

В 1985 г. Федеральная комиссия по связи США (ФКС) выделила нелицензируемые частоты от 2,4 до 2,4835 ГГц для использования в промышленных, научных и медицинских целях — диапазон ISM (Industrial, Scientific and Medical), что сегодня привело к повсеместному распространению бесшнуровых телефонов и устройств БЛВС. Кроме того, ею был определен дополнительный ISM-диапазон — от 5,725 до 5,850 ГГц. Любая фирма может производить устройства, передающие радиосигнал в этих диапазонах, при соблюдении ограничений на уровень излучаемой мощности и типы используемых технологий расширения спектра радиосигнала.

Чтобы предоставить дополнительные нелицензируемые частоты службам высокоскоростной передачи данных, ФКС недавно определила так называемые диапазоны U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure) общей шириной 300 МГц. Речь идет о частотных полосах от 5,15 до 5,35 ГГц и от 5,725 до 5,825 ГГц.

В нелицензируемых диапазонах работает самое разное оборудование — от систем для открытия ворот гаража и бесшнуровых телефонов до устройств БЛВС. Применение БЛВС на предприятиях обеспечивает сотрудникам последних мобильный доступ к информации, повышая тем самым производительность их труда. Но свобода использования радиосредств (в нелицензируемых диапазонах) имеет и негативную сторону: поскольку эти средства работают на одних и тех же частотах, они могут создавать помехи друг другу.

Большинство радиосистем, таких, как бесшнуровые телефоны и другие аналоговые устройства, передают узкополосные и мощные сигналы. Постоянно работая на одной и той же несущей, они чувствительны к воздействию радиопомех. Подобно тому, как грохот взлетающего реактивного самолета заглушает разговоры находящихся поблизости людей, так и мощное устройство, например томограф или система для открывания дверей гаража, может заглушать радиотелефон, если оба они работают на одной и той же частоте.

Вот почему в БЛВС применяется технология расширения спектра радиосигнала, которая минимизирует влияние помех, создаваемых другими устройствами. В отличие от узкополосных систем радиосредства с упомянутой выше технологией используют более широкую полосу частот, чем необходимо для передачи данных, и излучают менее мощный сигнал. Перехватить сигнал с расширенным спектром значительно сложнее (чем узкополосный), поскольку для узкополосных устройств он похож на бессмысленный шум. Расширение спектра радиосигнала осуществляется в оборудовании Wi-Fi, цифровых бесшнуровых телефонах и устройствах Bluetooth.

Радиопомехи от устройств Bluetooth

Используя один и тот же частотный диапазон, широкополосные устройства Bluetooth могут создавать помехи в БЛВС. В стандарте Bluetooth (на беспроводные персональные сети) предусмотрено применение технологии расширения спектра сигнала путем скачкообразной перестройки рабочей частоты (Frequency-Hopping Spread Spectrum — FHSS), поэтому соответствующие устройства работают не на отдельных частотных каналах, а во всем ISM-диапазоне 2,4 ГГц (рис. 1). Вместо того чтобы все время передавать и принимать сигнал на какой-либо определенной частоте, устройство Bluetooth “скачет” по разным частотам примерно 1600 раз в секунду. Использование технологии FHSS делает оборудование помехоустойчивым, поскольку при работе другого устройства в какой-либо части используемого диапазона сигнал можно снова передать на следующей частоте.

Чтобы оценить влияние действующих устройств Bluetooth на пропускную способность БЛВС стандартов 802.11b/g, я провел простой тест в лаборатории журнала Network Computing. В нем были задействованы два карманных ПК модели 5150 компании Hewlett-Packard, соответствующие спецификации Bluetooth 1.1, а также точка доступа серии 1200, поддерживающая стандарт 802.11g, и клиентская плата CB21AG фирмы Cisco. Точку доступа я установил на расстоянии 3 м от клиентской платы, а устройства Bluetooth расположил между ними. Для измерения пропускной способности использовалось ПО Chariot компании Ixia — средство генерации тестового трафика и мониторинга работы оборудования. При тестировании на каждом из неперекрывающихся каналов (1, 6 и 11), которые используются оборудованием 802.11b/g, среднее снижение пропускной способности составило примерно 15%. Такой спад производительности практически неощутим при просмотре Web-страниц в Интернете, но вполне заметен и крайне не желателен при совместной работе пользователей с информационными ресурсами в сети предприятия и при осуществлении сетевого резервного копирования.

В более новой спецификации Bluetooth 1.2 описана технология AFH (Adaptive Frequency Hopping), позволяющая уменьшать число частот (по которым “скачет” устройство Bluetooth) при наличии радиопомех. Таким образом, соответствующие этой спецификации устройства могут мирно “сосуществовать” с другим радиооборудованием диапазона 2,4 ГГц.

Разрыв Wi-Fi-соединения

Имеются и другие потенциальные источники помех для БЛВС. Представьте себе, что вы “гуляете” по Интернету посредством своей БЛВС, но тут звонит телефон и “вышвыривает” вас из Сети. Если вам знакомо это, то наверняка у вас 2,4-ГГц бесшнуровой телефон, работающий в узкой полосе частот и способный разорвать сеанс связи по БЛВС.

Я протестировал аналоговый 2,4-ГГц бесшнуровой телефон компании VTech в нашей тестовой лаборатории. Посмотрев излучаемый им сигнал на экране анализатора спектра, я обнаружил, что этот телефон работает на частоте 2,412 ГГц, т. е. в середине канала 1 из сетки частот БЛВС стандартов 802.11b/g. Далее, проверив его влияние на работу БЛВС, я выяснил, что он разрывает беспроводное соединение на канале 1, но не мешает функционированию устройств БЛВС на двух других неперекрывающихся частотных каналах — 6 и 11. Это неудивительно, ведь телефон-то узкополосный.

Убедившись в сильном влиянии телефона, расположенного вблизи устройств БЛВС, на работу последних на канале 1, я провел несколько тестов, удаляя его от этих устройств, которые продолжали работать на том же канале. Когда телефон находился в 15 м от них, скорость передачи данных снижалась на 99% (от ее максимального значения при отсутствии помех), т. е. связь по БЛВС была практически невозможной (рис. 2). При удалении на 30 и 45 м фиксировалось снижение скорости передачи на 20 и 5% соответственно.

Итак, испытания показали, что нельзя совместно использовать БЛВС стандартов 802.11b/g и 2,4-ГГц аналоговые бесшнуровые телефоны. Каждый производитель таких телефонов может настраивать их на разные частоты диапазона 2,4 ГГц, что делает их совместимость с сетями Wi-Fi непредсказуемой.

Цифровые бесшнуровые телефоны

Если 2,4-ГГц бесшнуровые телефоны все-таки необходимы для работы вашего предпрития, применяйте более дорогие цифровые аппараты, создающие меньше помех. В них используется технология расширения спектра радиосигнала; они характеризуются большей дальностью связи и лучшей защитой передаваемой информации, более помехоустойчивы.

Я протестировал цифровой 2,4-ГГц бесшнуровой телефон компании Siemens, работающий по технологии FHSS (он передает сигнал на одном узкополосном частотном канале, а затем перескакивает на другой). Будучи расположенным совсем рядом с сетью Wi-Fi, такое устройство может вызвать снижение ее пропускной способности максимум на 10% на каждом неперекрывающемся частотном канале (1, 6 и 11). В том случае если расстояние между телефоном и сетью превышает 15 м, его воздействие на работу последней становится пренебрежительно малым.

Если поддержание максимальной производительности сети 802.11b/g не критично для вашей организации, то цифровые 2,4-ГГц бесшнуровые телефоны вполне можно использовать. Вероятность создания ими сильных помех очень мала. При желании полностью исключить взаимные помехи между сетями стандартов 802.11b/g и бесшнуровыми телефонами подумайте о применении более старых 900-МГц аппаратов.

Другой вариант — купить новые 5,8-ГГц цифровые бесшнуровые телефоны, такие, как протестированный мною аппарат компании Panasonic. Специалисты компании утверждают, что этот телефон не создает помех для сетей стандартов 802.11b/g. Но мне захотелось выяснить, как он повлияет на работу БЛВС стандарта 802.11a, функционирующей в U-NII-диапазонах 1—3. Этот телефон может создавать помехи ей только в диапазоне U-NII-3, поскольку работает по технологии FHSS в полосе частот от 5,725 до 5,850 ГГц (самый высокочастотный ISM-диапазон).

Для оценки воздействия телефона на пропускную способность БЛВС я оснастил точку доступа серии 1200 компании Cisco радиомодулем RM21 стандарта 802.11a. Как и в других тестах, точка доступа и клиентское устройство оставались неподвижными, а бесшнуровой телефон и его базовую станцию я удалял от них на разное расстояние — 1,5; 15; 30 и 45 м. Самое сильное падение пропускной способности наблюдалось на каналах с номерами 153, 157 и 161, расположенных в той частотной области, где перекрываются диапазоны U-NII-3 и ISM. И хотя в среднем пропускная способность падала лишь на 10%, все-таки лучше не использовать этот телефон совместно с сетью 802.11a на каналах U-NII-3.

Итак, чтобы не допустить возникновения радиопомех от бесшнуровых телефонов, придерживайтесь следующих простых правил. Если вы имеете БЛВС стандартов 802.11b/g, используйте 5,8-ГГц телефоны, а если стандарта 802.11a — 2,4-ГГц аппараты. Если же ваша сеть поддерживает все три стандарта БЛВС — 802.11a/b/g, то задействуйте 5,8-ГГц телефоны, но только не на каналах с номерами 153—161.

Для успешной борьбы с радиопомехами необходимо контролировать их источники. Функционируя только на тех частотах, которые не используются для передачи данных, ваши бесшнуровые телефоны не помешают работе БЛВС.

Wi-Fi против Wi-Fi

Помехи вашей беспроводной сети могут создавать и другие БЛВС, функционирующие в том же самом диапазоне, что и ваша сеть. Эти помехи, называемые внутриканальными и вызываемые повторным использованием частот, преобладают в сетях стандартов 802.11b/g. Поскольку в диапазоне 2,4 ГГц имеются только три неперекрывающихся канала, то при необходимости установить в здании более трех точек доступа эти каналы приходится использовать повторно. Даже если вы расположите свои точки доступа (работающие на одинаковых частотах) на безопасном расстоянии одна от другой, внутриканальные помехи все равно могут возникнуть — от БЛВС, развернутых в соседних помещениях или зданиях (других компаний), и повлиять на производительность вашей сети.

Для имитации внутриканальных помех я настроил две точки доступа серии 1200 компании Cisco на один и тот же канал, а затем протестировал пропускную способность одной из них при расстояниях между ними 1,5; 15, 30 и 45 м. Среднее снижение пропускной способности при небольших расстояниях составило 33%, а при удалении на 45 м — 25%. Когда я удалил создающую помехи точку доступа за пределы зоны действия тестируемой точки, пропускная способность последней опять достигла своего максимального уровня.

Внутриканальные помехи могут возникать и между устройствами БЛВС стандартов 802.11b/g, функционирующими на перекрывающихся каналах. Например, канал 1 занимает полосу частот от 2,401 до 2,423 ГГц, а канал 2 — от 2,406 до 2,428 ГГц. Таким образом, у них есть общий участок спектра шириной 17 МГц, что составляет примерно 77% ширины всего канала. Поэтому неудивительно, что работа оборудования на соседних каналах приводит к значительному снижению пропускной способности БЛВС.

Чтобы исследовать взаимное влияние оборудования БЛВС, функционирующего на перекрывающихся частотных каналах, я задействовал в лаборатории две точки доступа. Одна из них — первая (или основная) — была постоянно настроена на канал 11, а номер канала второй точки доступа (создающей помехи) я изменял от 1 до 11. Измеряя падение пропускной способности первой точки доступа, я наблюдал, к чему может привести использование перекрывающихся каналов второй точкой доступа (рис. 3). Самое большое снижение пропускной способности первой точки доступа — в среднем на 40% — было зафиксировано при работе второй точки на каналах с номерами 7—11. На неперекрывающихся каналах с номерами от 1 до 6 пропускная способность в среднем падала на 20%.

Хотя каналы 1—6 и считаются неперекрывающимися с каналом 11, внеполосное излучение оборудования, работающего на этих каналах, все же приводит к появлению несильных помех в канале 11. Впрочем, при большем расстоянии между точками доступа они полностью исчезают.

Пользователи БЛВС часто не учитывают то обстоятельство, что соседние БЛВС могут быть источниками радиопомех в их сетях. Частотный ресурс БЛВС существенно ограничен, поэтому необходимо крайне тщательно проектировать и развертывать свою беспроводную сеть. Это поможет избежать проблем с радиопомехами в будущем..





  
10 '2005
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• «Бережливое» производство в Эспоо

инфраструктура

• Самое дорогое в ИБП

• Устранение радиопомех в БЛВС

информационные системы

• Родео с настольными ПК

• Тестируем продукты управления настольными системами

сети связи

• IP-коммуникации: время пришло

• Why MAX?

кабельные системы

• Системы видеонаблюдения на базе UTP-кабеля

• UTP-разъемы для сетей 10-Gigabit Ethernet

• Перспективные решения для ИТ-инфраструктур

защита данных

• Защищаемся от XML-атак

• Как защитить хранящиеся данные

• Храните ваши данные в безопасности

новые продукты

• NAS-серверы компании R-Style Computers; Пылевлагозащищенная кросс-муфта для ВОЛС; Новые ИБП Power-Vision 3F; Консольные серверы от Aten International; Linux-cерверы OpenPower


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх