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

  

Анализаторы спектра в борьбе с радиопомехами

Джеймсон Блэндфорд

Представьте себе такую ситуацию: сотрудники вашей организации в восторге от той потрясающей мобильности, которую обеспечила им только что вступившая в строй беспроводная ЛВС (БЛВС). Однако ваше настроение далеко не праздничное, поскольку специалисты вашей ИТ-группы почти зашли в тупик, когда без приборов пытались определить причину случайных прерываний связи в конференц-зале. Как оказалось, они происходили из-за помех, создаваемых установленной в комнате для приема пищи микроволновой печью.

Помехи могут парализовать работу БЛВС, и решение связанных с ними проблем отнюдь не всегда очевидно. Эффективными средствами диагностики являются анализаторы спектра БЛВС, но не все ИТ-специалисты знают о них. Удобные в использовании переносные анализаторы нового поколения существенно упрощают идентификацию источников помех в работе БЛВС.

Проблемы физического уровня

Анализатор спектра позволяет контролировать работу БЛВС на физическом уровне (радиоволны) и диагностировать возникающие при этом неполадки. Пакетный же анализатор информирует о функционировании сети на уровнях 2—7.

В идеальных условиях БЛВС работает так же надежно, как проводная сеть Ethernet. После инсталляции и начального конфигурирования БЛВС будет верой и правдой служить пользователям долгие годы. Хотя протоколы и приложения, используемые в беспроводной и проводной локальных сетях, как правило, одинаковые, физические уровни этих сетей очень разные, что создает определенную специфику их функционирования. В отличие от проводных сетей Ethernet, в которых информация пересылается по защищенной и замкнутой среде передачи, каковой является кабель, в БЛВС для этих же целей используются распространяющиеся в свободном пространстве радиоволны, а значит, эти системы потенциально более уязвимы для атак хакеров и менее стабильны в работе. Дело в том, что БЛВС семейства стандартов 802.11 работают в тех же самых нелицензируемых радиочастотных диапазонах, в которых функционируют Bluetooth-устройства, бесшнуровые телефоны и микроволновые печи, поэтому в зоне действия БЛВС может находиться множество источников помех. Кроме того, на пути к адресату радиоволнам нередко приходится преодолевать разнообразные физические препятствия. Степень влияния всех этих факторов на работу БЛВС может варьироваться от незначительного снижения ее пропускной способности до (в худшем случае) полного отключения пользователей (см. табл. “Устройства — источники помех”).

Многие БЛВС достаточно хорошо обеспечивают доступ в Интернет и обмен сообщениями электронной почты, но новые приложения для этих сетей, требующие высокоскоростной передачи данных и/или их пересылки в реальном масштабе времени (например, средства VoIP), значительно чувствительнее к воздействию помех. В случае возникновения помех и искажения ими передаваемых пакетов устройства стандартов 802.11 пересылают эти пакеты повторно, что почти никак не влияет на работу относительно низкоскоростных приложений и приложений с неравномерным трафиком (в том числе Web-сервисов). При реализации же более требовательных к работе сети сервисов, включая IP-телефонию и потоковое видео, связанные с помехами проблемы становятся более заметными, поскольку успешное функционирование этих сервисов, действующих в реальном масштабе времени, зависит от стабильности передачи потока данных. Если прервать поток пакетов VoIP, то в трубках абонентов наступит полная тишина.

Поскольку сейчас БЛВС в основном являются дополнением к проводным сетям, пользователи зачастую не придают большого значения возникающим в радиоэфире проблемам (физического уровня): если им не удается подключиться к беспроводной сети, они подсоединяются к проводной. Но если беспроводные инфраструктуры станут для пользователей основным средством доступа к информационным ресурсам, то пользователи, безусловно, будут более требовательными к стабильно-сти их работы.

Азы радиотехники

Чтобы научиться пользоваться анализатором спектра, необходимо сначала ознакомиться с некоторыми базовыми параметрами радиосигналов. В первую очередь стоит сказать о частоте, измеряемой в герцах и характеризующей “местоположение” сигнала в радиочастотном спектре. Вам наверняка приходилось настраивать свой радиоприемник на ту или иную частоту FM-диапазона, чтобы послушать любимую станцию. Устанавливая связь с точкой доступа, клиентские устройства БЛВС делают то же самое, но только их рабочая частота значительно выше и находится в диапазоне 2,4 (при поддержке стандартов 802.11b/g) или 5 ГГц (в случае соответствия стандарту 802.11а).

Следующий важный параметр радиосигнала — ширина полосы частот, которая тоже измеряется в герцах. Так, у сигнала, передаваемого и принимаемого средствами Bluetooth, она составляет 1 МГц, сигналы же оборудования стандартов 802.11b/g характеризуются шириной полосы частот 22 МГц. Например, канал 1 вышеуказанного оборудования при центральной частоте 2,412 ГГц занимает полосу частот от 2,401 до 2,423 ГГц. Знать ширину полосы частот радиосигнала необходимо, поскольку без нее невозможно определить, насколько сильно перекрываются полосы сигналов с расположенными рядом центральными частотами.

Еще один параметр радиосигнала — это его уровень, или относительная мощность. В принципе, мощность радиосигнала можно измерять в ваттах (по линейной шкале), но при этом приходится иметь дело с очень малыми долями ватта. Большинство точек доступа излучают сигнал мощностью порядка 100 мВт, что эквивалентно уровню сигнала 20 дБм (децибелы по отношению к 1 мВт). Но когда переданный сигнал дойдет до клиентского устройства, его мощность может снизиться до 0,000000001 мВт, что соответствует уровню сигнала –90 дБм. Согласитесь, что сравнивать столь разные значения мощно-сти сигнала, выраженные в ваттах (или милливаттах), весьма неудобно. Поэтому-то специалисты и перешли к децибельной логарифмической шкале, обеспечивающей гораздо более удобное представление широкого диапазона мощностей. Уровни сигналов устройств БЛВС чаще всего выражаются имен-но в дБм, при этом значение –30 дБм соответствует очень сильному сигналу, а –90 дБм — едва уловимому. В качестве примера на фотографии представлено изображение спектра (на экране соответствующего анализатора) узкополосного сигнала бесшнурового телефона.

Приборы для анализа спектра

За последний год были разработаны новые модели анализаторов спектра БЛВС. В прошлом году я пользовался автономным анализатором фирмы Avcom Ramsey, для работы с которым требуется определенный уровень знаний в области радиотехники. Сейчас я анализирую спектр с помощью своего ноутбука, оснащенного продуктом Spectrum Expert for WiFi 2.0 (ранее он назывался ISMS Mobile) фирмы Cognio. Ее специалистам удалось “втиснуть” почти всю функциональность анализатора спектра в один PCMCIA-адаптер. В результате получилась более мобильная и удобная в использовании система, чем традиционный автономный анализатор.

Однако профессионалы в области радиотехники отдают предпочтение именно автономным анализаторам спектра, таким, как продукты компаний Anritsu и Avcom of Virginia. Дело в том, что они функционируют в более широком диапазоне ча-стот и быстрее обновляют изображение на своем экране, но обслуживать БЛВС с их помощью могут только опытные операторы, способные распознавать помеху по ее спектрограмме. Инженеры же компании Cognio сделали анализ спектра более доступным для большинства ИТ-специалистов, реализовав в своем продукте функцию классификации помех и создав тем самым нечто вроде антивирусного сканера для БЛВС. Сравнивая информацию о центральной частоте, ширине полосы частот и уровне сигналов, передаваемых не устройствами стандартов 802.11, с классификационными образчиками, решение компании Cognio идентифицирует источники помех на фоне шумов.

Хотя продукт компании Cognio и упрощает анализ спектра, но, работая с ним, приходится иметь дело и с традиционными графиками и диаграммами, ориентированными на достаточно опытных пользователей. Например, прибор выводит график Realtime FFT (“Быстрое преобразование Фурье в режиме реального времени”), который предоставляет точную информацию о спектре сигналов, имитируя стандартную диаграмму, отображающую распределение мощности сигналов по частоте. Кроме того, выводятся графики, представляющие изменение мощно-сти сигналов во времени.

Еще один полезный график — FFT Duty Cycle — показывает, какую часть времени (в процентах) передается сигнал, или каков его рабочий цикл. При использовании эпизодически действующего коммуникационного протокола, такого, как Bluetooth, рабочий цикл сигнала может составлять порядка 10%, а рабочий цикл сигнала постоянно работающей камеры видеонаблюдения X10 близок к 100%. Чем выше рабочий цикл конкретного мешающего сигнала, тем больше времени он передается в эфире, и тем меньше времени остается у оборудования БЛВС для осуществления связи на частоте этого сигнала.

Компания Cognio лидирует в сегменте рынка анализаторов спектра на базе ПК, но ее продукт Spectrum Expert for WiFi 2.0 стоит довольно дорого — 3995 долл. Примерно за эту же цену можно купить автономный анализатор спектра. Для обслуживания небольших БЛВС фирма MetaGeek предлагает более дешевый продукт Wi-Spy за 99 долл. Он выводит большинство графиков, формируемых решением компании Cognio, но обеспечивает меньшую точность измерений, не классифицирует источники помех и не работает в частотном диапазоне 5 ГГц. Продукт компании Cognio привлекателен для специалистов своей расширенной функциональностью, которой нет в других решениях. Он особенно полезен при обслуживании крупных БЛВС, а также в тех случаях, когда нужно повысить надежность работы беспроводной инфраструктуры.

Поиск источника помех

Устранение связанных с помехами неполадок в работе БЛВС существенно осложняется тем, что большинство устройств — источников помех действуют эпизодически. Так, время от времени пользователи звонят или принимают звонки с помощью своих бесшнуровых телефонов или гарнитур Bluetooth, да и микроволновую печь включают не постоянно, а в основном в обеденное время. Позитивный практический опыт применения анализаторов спектра говорит о том, что нужно несколько раз проводить сканирование спектра в разное время, что повышает шансы обнаружения непостоянных источников помех. К счастью, большинство проблем возникает лишь вблизи такого источника, а значит, чтобы его найти, вам не придется обследовать все здание вашего предприятия.

Оптимальный способ определения местоположения создающего помехи устройства — это деление здания на квадранты и измерение уровня мешающего сигнала в каждом из них. Выявив квадрант с наиболее сильным сигналом, снова разделите его на четыре части и проведите измерение в каждой из них. Сузив таким образом район поиска, переходите к последовательному осмотру помещений в проблемной зоне. В результате ваших действий источник помех наверняка будет найден — будь то микроволновая печь, бесш-нуровой телефон или другое радиосредство.

В продукте Spectrum Expert имеется функция поиска устройства — источника помех, которая выводит график, иллюстрирующий изменение мощности мешающего сигнала во времени. Передвигаясь с этим анализатором по зданию и играя в известную игру “горячо—холодно” (см. снимок экрана), вы быстро найдете создающее помехи устройство.

Обнаружив источник помех, замените его другим устройством, которое не создает их. Например, если источником помех оказался 2,4-ГГц телефон, задействуйте вместо него 900-МГц трубку, а если работе БЛВС мешала Bluetooth-гарнитура, замените ее проводным наушником. В случае применения медицинского или промышленного оборудования от помех иногда можно избавиться, только отгородив излучающее устройство металлическим экраном. Простой альтернативой удалению мешающего устройства и его замене является перенастройка беспроводной инфраструктуры на другие частотные каналы. Так, если микроволновая печь нарушает работу оборудования стандартов 802.11b/g на канале 6, то перенастройте его на канал 1 или 11.

Если же источник помех вам не подвластен, например, это бесшнуровой телефон, принадлежащий другой компании, которая занимает соседнее с вами помещение, остается только перенастроить оборудование БЛВС на другой канал. Трехрежимная БЛВС, соответствующая стандартам 802.11a/b/g, может работать в частотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц. Поскольку большинство создающих помехи устройств функционирует в первом из них, то БЛВС стандарта 802.11a, работающая в диапазоне частот 5 ГГц, должна страдать от помех гораздо меньше. Кроме того, в этом диапазоне частот имеется больше (12) неперекрывающихся частотных каналов, на которых может работать оборудование БЛВС.

Будущее — за распределенными системами

В настоящее время помехи редко парализуют работу БЛВС, но вероятность возникновения острых проблем, связанных с помехами, будет возрастать по мере расширения БЛВС на предприятиях, развертывания более требовательных к их работе приложений и повышения создаваемой пользователями нагрузки. Возможностей мобильных средств, таких, как базирующийся на ноутбуке продукт Spectrum Expert фирмы Cognio и реализованный на основе карманного ПК HP iPAQ анализатор Bumble Bee фирмы Berkeley Varitronics Systems, вполне достаточно для диагностики возникающих в настоящее время проблем в работе БЛВС, но эти средства обычно покупают только после серьезного сбоя в работе сети.

Более перспективным решением задачи борьбы с помехами представляется использование наложенной распределенной системы сенсоров, такой, как решение Enterprise 7.0 фирмы AirMagnet, которое позволяет дистанционно контролировать радиочастотную обстановку без обхода с прибором зоны действия БЛВС. Со временем функции точки доступа, системы обнаружения вторжений и анализатора спектра будут интегрированы в одной инфраструктуре, обеспечивающей централизованное управление всей БЛВС..


Миркузни




  
12 '2006
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Широкополосные сети от Huawei

• Время «бродбэнда»

инфраструктура

• Перспективные технологии центров обработки данных

• «Обреченный» рынок

• Анализаторы спектра в борьбе с радиопомехами

• Тестируем ПО управления ресурсами хранения данных

информационные системы

• Групповая политика AD. Вам с гарниром или без?

• Быстрое обновление контента на базе AJAX

сети связи

• Предприятие, работающее по IP

кабельные системы

• Точные и простые в использовании скалыватели оптоволокна

• Пусть в ЦОДе станет прохладнее

• С акцентом на «софт»

защита данных

• Оценка рисков при выработке стратегии безопасности ИТ


• Калейдоскоп



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