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【Application Note】解讀各種Wi-Fi網路干擾源與優化策略

在企業中,無線網路的應用越來越廣泛,而新的802.11ax標準更進一步推動了其成長,無線網路已不再是企業環境中「可有可無」的附加功能;每天,關鍵的業務功能都在無線區域網路中傳輸,因此使用者期望無線網路能夠提供與傳統有線網路相當的速度、容量和功能。


Wi-Fi網路在2.4GHz和5.0GHz頻段上運作(很快也會在6.0GHz頻段上運作),這些頻段是無許可的無線電頻段,因此也可能被其他無線技術使用。由於這個原因,使用其他無線技術的設備可能會同時嘗試在相同頻率上使用,與Wi-Fi設備產生干擾。當出現這種情況時,額外的訊號對Wi-Fi系統來說就會成為干擾;根據我們的調查,有35%的公司表示射頻干擾是他們收到客訴的主要原因,而有60%的公司甚至不確定他們的問題是否由射頻干擾引起;非Wi-Fi干擾會導致傳輸量下降、語音品質惡化和連接中斷,這會迫使你多次返回現場以解決問題,進而影響可信度和未來的業務。了解所有影響無線區域網路部署的因素是必要的。

  • 對所有Wi-Fi頻段進行訊號水平的可視性。

  • 快速辨識干擾設備是哪些?

  • 清晰訊息指出受影響的頻道。

第一次正確辨識並解決干擾問題,您就可以節省時間,不需要再疑難排解上一個問題,而能專注處理下一個問題。


環境中可能的訊號干擾源種類


類比無線電話


類比無線電話是802.11無線區域網路(WLANs)的傳統干擾來源。與數位無線電話不同,類比無線電話使用窄頻傳輸,僅佔據無線頻譜中的一小部分頻寬。因此,即使在其他非重疊的頻道上的接取點(AP)上沒有明顯的干擾,它們仍然可能對在相同頻道或頻率上運行的802.11 AP造成嚴重干擾。


無線頻譜圖 - 下圖為2.4GHz類比無線電話的無線頻譜圖。

類比無線電話的頻譜圖
類比無線電話的頻譜圖

對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


一項實驗室研究發現,在2.412GHz傳輸的類比無線電話(恰好是2.4GHz WLAN頻段上通道1的中心頻率)在靠近接取點(AP)附近開機時,可以有效地使該通道上的無線連接中斷,而其他兩個非重疊通道(6和11)的無線連接影響較小;研究還發現,距離接取點50英尺時,網路傳輸量可能下降99%;距離100英尺時下降20%;距離150英尺時下降5%;研究結論指出,如果類比無線電話靠近AP放置,將會對其所在通道上的無線連接產生明顯影響。


市場上有許多不同製造商生產的類比無線電話,它們在部署802.11區域網路的家庭和企業中被廣泛使用,您可以首先確定和定位造成干擾的類比無線電話的位置。


建議採取的行動方案


一旦成功定位干擾的類比無線電話,您可以採取以下行動,來減少、或消除它們對802.11區域網路的無線頻率干擾:

  • 如果您的802.11區域網路在2.4GHz頻段運作,請避免或停止在與AP相同的頻道使用類比無線電話。相反,嘗試將它們設置在其他非重疊的頻道上;或者,如果2.4GHz無線電話是必需的,並且您需要盡可能多的頻道,請嘗試使用數位展頻(DSS)技術的無線電話,這些無線電話提供更廣泛的範圍、更好的安全性並且干擾較少。

  • 如果您正在使用在2.4GHz頻段運作的802.11區域網路,嘗試使用5.8GHz甚至舊的900MHz類比無線電話,它們使用不同的無線頻段和頻道。

  • 如果您的802.11區域網路在5GHz頻段運作,請避免或停止使用5.8GHz無線電話,而是將它們更換為2.4GHz無線電話。

  • 如果您不介意區域網路性能的最佳化,則可以繼續使用2.4GHz/5.8GHz的無線電話和802.11區域網路,但是建議您盡量增加區域網路AP和無線電話主機之間的距離,以減少它們之間可能產生的無線頻率干擾,這樣做可以降低干擾的可能性,提高區域網路的穩定性和性能。請注意,即使增加距離,仍然可能存在一定程度的干擾,因此建議在安裝和配置區域網路、和無線電話時,進行評估和測試,以找到最佳的設置和布局。


嬰兒監視器


無線嬰兒監視器(數位或類比)使用無線電頻率來傳輸其訊號。這些相同的無線電頻率也被安裝在家庭環境中的無線網路使用。因此,當這兩個競爭系統在相同的無線電頻率上運作時,就會發生無線頻率干擾。

RF頻譜圖


現今市場上許多無線嬰兒監視器使用2.4 GHz頻率,下圖為2.4 GHz頻帶中一款數位嬰兒監視器的RF頻譜圖。

無線嬰兒監視器的頻譜圖
無線嬰兒監視器的頻譜圖

AirCheck G3EtherScope nXG 可以檢測到嬰兒監視器的頻率跳躍分碼多工(FHSS)、直序展頻(DSSS)和單載波模式。


對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


對於802.11區域網路而言,一般情況下,當嬰兒監視器未使用時,無線頻率干擾並不是個問題。然而,當嬰兒監視器開啟並運作時,尤其是在附近時,它可能對802.11網路產生負面影響。當嬰兒監視器開啟時,它會與使用相同無線電頻率的無線網路競爭頻寬,導致無線網路因為無線頻率干擾而性能下降,反之亦然。對於涉及下載檔案或影音串流的網路應用來說,這種影響尤為明顯。


建議採取的行動方案


一旦成功識別出干擾無線嬰兒監視器,您可以採取以下其中一項或多項措施,以最小化或消除其對802.11無線區域網路造成的無線頻率干擾。

  • 檢查您的無線網路和無線嬰兒監視器使用的頻道或頻率,確保它們不在同一個頻道或頻率上競爭。

  • 由於今天許多無線嬰兒監視器使用的是2.4GHz頻段,盡可能將您的網路使用轉移到5GHz頻段。

  • 如果您不想升級您的無線網路,那麼嘗試選購一個使用900MHz等無線頻率而非2.4GHz的無線嬰兒監視器。

  • 由於嬰兒監視器只有在與無線網路設備安裝在彼此附近時才會嚴重干擾無線網路,請儘可能將無線嬰兒監視器和無線區域網路設備放置在彼此距離較遠的位置上。


藍芽裝置


藍牙技術也是設計用於在802.11區域網路使用的2.4GHz無線電頻段上運作。問題在於,藍牙設備和802.11區域網路基於兩種不同的調變技術,使得它們的無線訊號行為有所不同,很難在同一頻段內互不干擾地運作。藍牙設備採用頻率跳躍展頻(FHSS)調變技術,它們的無線訊號在整個2.4GHz頻段內跳躍於不同頻率之間。而802.11區域網路則在2.4GHz頻譜內使用固定的頻寬,同一時間只在其中一個分配的通道上傳輸。由於藍牙設備的無線訊號隨機跳躍於整個2.4GHz頻段的所有通道,它們對於在同一2.4GHz頻段上運作的802.11區域網路造成了不利影響。因此,無論您的區域網路配置為哪個通道,802.11接取點很難避免藍牙設備在您的網路上運作或附近產生的無線頻率干擾。


RF頻譜圖 - 下圖為一個藍牙設備的RF頻譜圖。

藍牙啟用的 iPhone RF 頻譜圖
藍牙啟用的 iPhone RF 頻譜圖

AirCheck G3EtherScope nXG 可以偵測頻率跳躍展頻(FHSS) 的藍芽裝置。


對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


藍牙設備在接近802.11設備時,尤其是當後者與AP或其他設備之間的距離相對較遠時,可能會導致性能下降,因為訊號強度較弱。


市場上有各種不同製造商的藍牙設備可用,以下是其中一些常見的設備:

  • 筆記型電腦

  • 智慧手機

  • 耳機

  • 頭戴式耳機

  • 滑鼠

  • 鍵盤

  • 插頭

  • 轉接器

  • 揚聲器

藍牙設備在部署802.11 WLAN的家庭和企業中非常常見,被認為是對802.11 WLAN造成RF干擾的一個來源,透過識別和定位無線區域網路中的干擾藍牙設備,您可以解決這個問題。


建議採取的行動方案


一旦成功辨識到干擾的藍牙設備,建議採取以下行動來最小化或消除它們對802.11無線區域網路的RF干擾:

  • 將您的無線區域網路從基於2.4GHz的設定更改為基於5GHz的設定,這將避免來自在擁擠的2.4GHz頻段運作的藍牙設備的RF干擾。

  • 嘗試使用基於Bluetooth 1.2或更高版本的藍牙裝置,這些裝置使用自適應頻率跳躍(AFH)技術,當辨識到干擾時,限制藍牙設備在2.4GHz頻段上使用偽隨機頻率 (pseudo-random frequencies, 限制在2.4GHz頻段上使用的頻率選擇,它會選擇較少被使用的頻率,以避免與其他傳輸產生干擾),這有助於防止藍牙設備對2.4GHz頻段上的其他傳輸產生干擾。

  • 嘗試使用Bluetooth 4.0或更高版本的藍牙設備,這些設備使用低功耗(LE)技術,可以減少對其他設備的干擾。


數位無線電話


市場上許多數位無線電話是在2.4GHz或5.8GHz的無線電頻段運作,而這兩個頻段正好是802.11無線區域網路所使用的頻道或頻率;問題在於這兩者是完全不同的系統,彼此之間無法相互理解,因此,來自這兩種不同系統的無線電訊號會發生碰撞,引起互相的無線頻率干擾;特別是當涉及到2.4GHz的跳頻展頻譜(FHSS)數位無線電話時,這種問題尤為嚴重,因為它們使用跳頻展頻譜的調變方式,它們的無線訊號會在整個2.4GHz頻段內跳躍到不同的頻率上;這種跳頻行為會對附近的802.11無線區域網路造成持續的無線頻率干擾,這種干擾源會導致無線區域網路服務的嚴重中斷和性能下降。

RF頻譜圖


數位無線電話已相當普及,它們廣泛應用於家庭和商業場所,同時也是對802.11無線區域網路造成RF干擾的來源之一。


下面的圖示分別顯示了2.4GHz DSS、2.4GHz FHSS、5.8GHz DSS和5.8GHz FHSS數位無線電話的RF頻譜圖。

2.4GHz DSS無線電話的RF頻譜圖
2.4GHz DSS無線電話的RF頻譜圖
2.4GHz FHSS數位無線電話的RF頻譜圖
2.4GHz FHSS數位無線電話的RF頻譜圖
5.8GHz DSS數位無線電話的RF頻譜圖
5.8GHz DSS數位無線電話的RF頻譜圖
5.8GHz FHSS數位無線電話的RF頻譜圖
5.8GHz FHSS數位無線電話的RF頻譜圖

對802.11區域網路 (WLAN) 的影響


市面上有許多不同廠商生產的2.4/5-GHz數位無線電話,它們廣泛應用於部署了802.11無線區域網路的家庭和商業場所,您可以透過先識別和定位這些2.4/5-GHz無線電話干擾源,來解決這個問題。


建議採取的行動方案


一旦成功定位到無線電話干擾源,您可以採取以下行動,來最小化或消除它們對802.11無線區域網路的干擾:

  • 如果數位無線電話是FHSS電話,不要浪費時間更改AP的頻道,因為數位無線電話的無線訊號,會在其操作的頻段的所有頻道上擴散,僅僅調整接取點的頻道並不是解決方案。

  • 如果您使用的是802.11無線區域網路,避免在與802.11網路相同的頻段使用無線電話;相反,請將它們更換為不使用2.4GHz或5GHz頻段的新一代DECT電話。

  • 如果您並不十分關注最佳的無線區域網路性能,那麼您可以繼續同時使用2.4/5-GHz無線電話和802.11無線區域網路;但是,請盡量增加無線區域網路裝置與無線電話基地之間的距離,以最小化它們之間可能產生的無線頻率干擾;透過增加距離,可以降低兩者之間的相互干擾程度。


無線攝影機和數位影音監視器


無線攝影機和數位影音監視器通常由三個組件組成:一個視訊攝影機、一個內建的發射器以及一個接收器。這套系統的運作方式是無線攝影機通過內建的發射器將視訊訊號傳送至接收器,而接收器則連接到顯示設備(監視器)或錄影設備,用於觀看或錄影。


許多無線攝影機和數位影音監視器都使用2.4 GHz頻率;與其他非Wi-Fi設備在2.4 GHz頻段運作的情況相同,若將無線攝影機和數位影音監視器安裝在靠近802.11 WLAN的地方,它們可能會對WLAN的正常運作造成干擾;與2.4 GHz頻段運作的其他RF干擾設備不同,無線攝影機或數位影音監視器的內建發射器發出的訊號可以傳輸相對遠的距離,視物理環境而定,通常為200至700英尺(視線可見範圍),且需要使用多個攝影機才能實現對一個區域的完整重疊覆蓋;更糟糕的是,無線攝影機和數位影音監視器在家庭和商業環境中通常持續運作,因此,它們對靠近的802.11 WLANs造成的RF干擾是持續存在的。


RF 頻譜圖


無線攝影機和數位影音監視器有各種形狀和大小,包括無線監視攝影機、間諜攝影機等等。它們廣泛應用於家庭和商業環境中,這些地方部署了802.11 WLAN,因此它們的存在可能對WLAN的性能產生嚴重影響。下圖為使用2.4 GHz頻段的無線攝影機和數位影音監視器的RF頻譜模式。


無線監控攝影機的RF頻譜模式
無線監控攝影機的RF頻譜模式
2.4 GHz頻率跳躍展頻(FHSS)數位影音監視器的RF頻譜模式
2.4 GHz頻率跳躍展頻(FHSS)數位影音監視器的RF頻譜模式
2.4 GHz直序展頻(DSSS)數位影音監視器的RF頻譜模式
2.4 GHz直序展頻(DSSS)數位影音監視器的RF頻譜模式

對 802.11無線區域網路(WLAN)的影響


由於無線攝影機和數位影音監視器廣泛應用於家庭和商業場所中,這些場所同時部署了WLAN,因此這些設備的無線訊號被視為對802.11 WLANs造成無線頻譜干擾的來源;它們可能會顯著降低互聯網應用程式的性能,例如影音串流和文件下載。


建議採取的行動方案


一旦成功辨識出造成干擾的無線安全攝影機或數位影音監視器,建議採取以下措施,以最小化或消除它們對802.11 WLAN造成的無線頻譜干擾。

  • 如果您使用2.4 GHz頻段,避免使用2.4 GHz的數位影音監視器,而是使用在較不擁擠的5 GHz無線頻段中運作的5.8 GHz視訊監視器。

  • 如果您使用5 GHz頻段,避免使用5.8 GHz的數位影音監視器。

  • 檢查數位影音監視器的操作頻道,確保它們與Wi-Fi網路的操作頻道不重疊。


無線遊戲控制器 (手把)


無線遊戲手把是一種無需使用電線的手持式遊戲控制器,利用無線技術,無線遊戲手把讓玩家可以在房間內的幾乎任何地方(距遊戲主機最多30英尺的範圍內)進行遊戲,使遊戲更加自由。


為了提供更好的覆蓋範圍,許多無線遊戲手把在2.4 GHz頻段上操作,與其他在2.4 GHz頻段上操作的非Wi-Fi設備一樣,如果無線遊戲手把安裝在靠近802.11 WLAN的地方,可能會干擾WLAN的正常運作。


無線遊戲手把適用於所有主要的遊戲主機和電腦。以下是一些主要品牌:

  • Sony PlayStation®無線遊戲手把

  • Microsoft Xbox®無線遙控器

AirCheck G3EtherScope nXG 將透過品牌名稱識別和列出上述遊戲手把。


註:任天堂Wii™、Sony PlayStation 3®和較新遊戲主機的無線遊戲手把是藍牙設備,將被識別為藍牙干擾源。


RF 頻譜圖


無線遊戲手把有各種不同的外形和尺寸,它們廣泛應用於家庭甚至一些部署了802.11 WLAN的企業環境中,它們的存在可能對WLAN造成嚴重的性能問題,下圖顯示了一個使用2.4-GHz頻段的無線遊戲手把發射器的RF頻譜模式。

2.4-GHz無線遊戲手把發射器的RF頻譜模式
2.4-GHz無線遊戲手把發射器的RF頻譜模式

對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


無線遊戲手把使用與802.11 WLAN相同的無線頻率,這些設備的無線訊號長期以來被識別為干擾802.11 WLAN的RF干擾源,尤其是在使用它們的家庭和企業環境中,它們可能會顯著降低互聯網應用程式的性能,例如影音串流媒體和文件下載。


建議採取的行動方案


建議採取以下措施以減少或消除無線遊戲手把對802.11 WLAN造成的RF干擾:

  • 嘗試在802.11 AP和無線遊戲手把之間保持 "安全距離",以將干擾降至最低。

  • 檢查無線遊戲手把的運作頻道,確保它們不與802.11網路的操作頻道重疊。

  • 如有可能,考慮使用較不擁擠的5GHz頻段,甚至升級您的WLAN到802.11ax標準。


微波爐


許多家庭和商業場所使用的微波爐通常在2.45 GHz頻率下運作,這大致上是802.11 WLAN中第9個頻道的頻率。當微波爐運作時,從爐內的無線天線發出的訊號波主要會在爐內的外殼內被限制,只有少量泄漏出來,尤其是在舊式微波爐中可能較常見。


對於附近運作的802.11 WLAN來說,微波爐泄漏出來的訊號波是一個RF干擾來源,可能導致嚴重的性能問題。這是因為微波爐泄漏出來的干擾訊號會使Wi-Fi設備等待,直到空中的訊號波清晰,這樣做會導致網路通訊延遲。


此外,干擾的訊號波並不遵循802.11協議的規則,而且具有不可預測性:它們可以隨時出現和消失,干擾802.11 WLAN中設備之間的正常通訊。一項研究發現,微波爐距離802.11存取點(AP)10英尺內運作,可能導致第9頻道(2.45 GHz頻率)的傳輸量下降75%。在相鄰頻道,如第8、第10和第11頻道,也觀察到了顯著的傳輸量下降。這種影響在AP覆蓋範圍邊緣附近更為嚴重。


RF頻譜圖案 - 下圖為微波爐訊號波的頻譜圖案。

微波爐的RF頻譜圖
微波爐的RF頻譜圖
逆變式微波爐的RF頻譜圖
逆變式微波爐的RF頻譜圖

(逆變式微波爐使用逆變器來產生微波能量,具有更高的功率輸出和更快的加熱速度,這使得它能夠在不同功率和加熱模式之間進行更細緻的控制)


對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


由於微波爐廣泛應用於家庭和商業場所,且這些場所中部署了無線區域網路(WLAN),因此微波爐運作時洩漏出的無線訊號已被確認為對802.11 WLAN造成RF干擾的來源。這些干擾可能會顯著降低基本的網路應用程式,例如檔案下載和影音串流。在最嚴重的情況下,它們甚至可能完全中斷網路連接。


建議採取的行動方案


成功定位干擾的微波爐後,建議採取以下措施以最小化或消除其對802.11無線區域網路(WLAN)造成的RF干擾:

  • 避免在微波爐附近部署802.11存取點(AP)。

  • 在使用無線網路應用程式(例如下載檔案、影音串流、瀏覽網頁)時,確保與運作中的微波爐保持一定的「安全」距離(至少10英尺);距離微波爐越遠,干擾越小。

  • 從微波爐的標籤上找到中心頻率(可能因製造商、品牌或型號而異),並試著將您的無線網路遠離該頻率,將無線網路切換到5GHz頻段,或升級為802.11ax,這不僅可以避免來自於擁擠的2.4GHz頻段中運作的微波爐的RF干擾,還能提供更高的傳輸量。

動作偵測器 (Motion Detector)


動作偵測器是一種使用多種方法來判斷是否有大型物體在某區域移動的裝置,通常作為安全或能源管理系統的一部分使用;雖然許多款式使用紅外線偵測系統,但某些款式則使用微波偵測系統;這種微波偵測系統在2.4GHz頻段進行傳輸,雖然只在偵測到動作時才活躍,但在高行人流量區域或高無線區域網路(WLAN)流量區域中,這些裝置可能干擾WLAN流量,如果設備的傳輸頻率與WLAN所使用的頻道相對應的話。


RF頻譜圖 - 在相對無干擾的2.4GHz環境中,動作偵測器的頻譜圖如下所示。

動作偵測器的RF頻譜圖
動作偵測器的RF頻譜圖

對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


對802.11網路的影響取決於動作偵測器附近的行人流量。

  • 由於這項技術只在滿足動作偵測的正確參數時才傳送訊號,在行人流量較低的區域,對WLAN網路的影響將很小;只有在動作偵測器的傳輸頻率在WLAN存取點的頻道寬度內,並且距離WLAN網路足夠近以產生影響時,該裝置可能會造成間歇性的干擾。

  • 如果動作偵測器位於行人流量較高的區域,且其傳輸頻率在WLAN存取點的頻道寬度內,同時與WLAN網路足夠接近以產生干擾,這種裝置類型對WLAN可能會產生顯著影響,幾乎與窄頻干擾器的行為相似。


建議採取的行動方案


一旦成功找到造成干擾的動作偵測器,建議採取以下措施以最小化或消除對802.11 WLAN造成的無線電干擾:

  • 如果可能,將您的WLAN所使用的頻道更換為不受動作偵測器影響的頻道。

  • 考慮從2.4GHz頻段轉換到5GHz頻段,因為這些頻段不會受到動作偵測器的影響。

  • 如果您必須在2.4GHz WLAN中使用動作偵測器,請盡量增加存取點 (AP) 和動作偵測器之間的距離,以最小化它們之間的無線電干擾。


非藍牙無線滑鼠


針對 WLAN 和藍牙網路之間的干擾以及 WLAN 和一些連續發射器技術(如某些無線電話)之間的干擾的一些擔憂,一些公司開發了技術,使其設備能以最小的影響運作於 WLAN 網路上;非藍牙無線滑鼠具備尋找在2.4GHz頻譜中具有最少 WLAN 流量的頻率的能力,以減少對 WLAN 網路的影響。


RF頻譜圖


非藍牙無線滑鼠中的許多產品由羅技(Logitech)製造,採用羅技先進的2.4 GHz無線技術。其中一些具有這項技術的部分型號包括:

  • Wireless Mouse M280

  • Wireless Mouse M335

  • MX Anywhere 2

  • Wireless Mouse M510

  • Marathon Mouse M705

  • Performance Mouse MX™

特別是,羅技先進的2.4 GHz無線技術每秒跳躍250次,並支援雙向資料傳輸和錯誤校正,以維持可靠的無線連接;羅技的架構會自動將您的周邊設備與附帶的USB接收器配對,該接收器連接到您的電腦,同時避免與其他設備的衝突。


羅技使用專有的無線協議,並與高性能的射頻收發器整合使用。這是一款高度整合的單晶片收發器,可在2.4 GHz ISM頻段中運作。


以下是在相對乾淨的2.4GHz頻譜中,非藍牙無線滑鼠的頻譜圖範例。

非藍牙無線滑鼠的射頻頻譜圖
非藍牙無線滑鼠的射頻頻譜圖

對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


因為非藍牙無線滑鼠設計的目標之一,就是最大限度地減少對無線區域網路(WLAN)的干擾,因此在頻譜中擁有一些這些設備的影響應該是較低的;然而,在高度擁擠的2.4GHz頻譜環境中,很可能找不到低水平WLAN流量的頻率,該設備將選擇使用最少使用的頻率,以降低對WLAN的干擾;雖然這可能會引起一些輕微的干擾,但整體上對WLAN的影響應該是較低的。


建議採取的行動方案


一旦成功找到干擾的非藍牙無線滑鼠,建議採取以下措施以最小化或消除其對802.11無線網路的射頻干擾:

  • 確保無線網路在非重疊的頻道上運作,例如:頻道1、6和11,這些頻道通常是無線網路中最常用的頻道,因此其他設備在這些頻道上的使用可能會導致干擾;然而,通常情況下,這些頻道上的無線網路流量相對較少或沒有,這表示在這些頻道上運作的無線網路設備較少,減少了相互之間的干擾。

  • 如果頻譜中存在多個此類設備,請開始移除設備,直到干擾消除。

  • 如果必須與802.11無線網路一起使用非藍牙無線滑鼠,請盡量增加存取點(AP)和無線滑鼠之間的距離,以減少它們之間的射頻干擾。

  • 您可以考慮從2.4GHz頻段切換到5GHz頻段,因為這些頻段不會受到非藍牙無線滑鼠的影響。

RF和窄頻干擾器(Jammer)


干擾器是指透過注入未調變的射頻雜訊來淹沒一個頻率、或一個頻率範圍的任何設備;根據設備的功率,干擾效果的範圍可以是一個小區域或一個大區域,雖然大多數手持設備的操作半徑為10至15米;干擾器的類型可以分為兩大類:窄頻和寬頻,窄頻干擾器通常一次只影響不到5 MHz的頻率,而寬頻干擾器則可以干擾整個無線網路(WLAN)流量的頻段;無線干擾器可以用於干擾2.4GHz頻率範圍內的WLAN或藍牙網路;干擾器也可以透過切斷網路中特定區域的無線連接,防止敏感資料外洩。


射頻干擾器(RF Jammer):

設計用於阻斷工作在2.4GHz頻段的WLAN/藍牙網路。它可以幫助您在網路的特定區域切斷無線連接,防止敏感資料外洩。


窄頻干擾器(Narrowband Jammer):

設計用於阻斷2.4GHz頻段特定頻率上的WLAN/藍牙網路。它可以幫助您在網路的特定區域切斷無線連接,防止敏感資料外洩。


射頻頻譜圖


干擾器在2.410~2.480 GHz頻率範圍內操作,它們的射頻訊號可以在15英尺半徑內傳輸,輸出功率為7 dB。


以下是在相對無干擾的2.4GHz頻譜中,寬頻射頻干擾器和窄頻射頻干擾器的頻譜圖範例。

寬頻射頻干擾器的射頻頻譜圖
寬頻射頻干擾器的射頻頻譜圖
窄頻射頻干擾器的射頻頻譜圖
窄頻射頻干擾器的射頻頻譜圖

對Wi-Fi網路的影響


干擾器被設計用於保護重要的工作區域,透過阻斷無線網路,避免敏感資料外洩;由於它們在2.4 GHz頻帶和頻道上運作,這類設備可以成為防止無線網路資料外洩的「防禦」工具,但同時也可能成為一把「雙刃劍」,任何人都可以使用它來干擾無線網路的運作。


由於其精巧的設計,它可以隱藏在口袋、公事包或其他地方,可以攜帶並在網路的任何位置部署,而不會被發現。


建議採取的行動方案


由於RF干擾器在與802.11網路相同的2.4GHz頻帶上運作,以下是建議的措施,以最小化或消除其對802.11無線區域網路的干擾:

  • 定期監測您的無線區域網路,確保沒有RF干擾器對您的無線區域網路造成干擾。

  • 定期進行無線區域網路現場RF調查,以確定RF干擾器的正確位置和使用情況,如果有必要的話。


RF訊號產生器


RF訊號產生器是一種產生重複或非重複的RF訊號的設備,其中一個例子是AirHORN Channel-Signal Generator,這款基於USB的PC產品可幫助使用者測試Wi-Fi天線、RF屏蔽、和無線網路;它是一個射頻(RF)訊號產生器,涵蓋2.4GHz和5GHz的ISM頻段,專為微波和RF應用而設計;AirHORN可以為每個Wi-Fi頻道發射穩定和準確的RF訊號,非常適合天線設計的研究和開發,AirHORN可用於快速評估接收器的性能。

RF頻譜圖


AirHORN Channel-Signal Generator是由Nuts About Nets銷售的專用硬體/軟體解決方案,只有這個產品類別中的設備才會顯示為這種設備類型。


以下是AirHORN Channel-Signal Generator在相對乾淨的2.4GHz頻譜中的頻譜圖範例。

AirHORN Channel-Signal Generator的RF頻譜圖
AirHORN Channel-Signal Generator的RF頻譜圖

對802.11無線區域網路(WLAN)的影響


若不正確使用,AirHORN Channel-Signal Generator可以產生一個訊號,基本上將2.4或5 GHz ISM頻段的所有Wi-Fi和WLAN流量阻斷,直到它被關閉或切換到其他頻道。


建議採取的行動方案


為了最小化或消除RF訊號產生器對802.11 WLAN的干擾,請遵循以下建議的行動:

  • 定期監控您的WLAN,確保沒有RF訊號產生器對您的WLAN造成意外干擾。

  • 定期進行WLAN現場調查,以確定RF訊號產生器的適當位置和使用方式(如果有必要)。

  • 如果需要使用RF訊號產生器,請只在不與WLAN使用的頻道重疊的頻道上使用。

  • 如果最佳的WLAN性能不是問題,您可以繼續使用RF訊號產生器與您的WLAN一起使用,並盡量增加AP與RF訊號產生器之間的距離,以減少它們的RF干擾。

ZigBee 裝置


ZigBee是一種基於IEEE 802.15.4規範的低成本、低功耗、和短距離無線網狀網路標準;ZigBee設備使用的調變技術在860 MHz、915 MHz或2.4 GHz頻帶上運作;自2005年得到正式批准以來,已經投資數十億美元在ZigBee技術上,並且ZigBee設備已經廣泛應用於家庭和企業中。


典型的應用包括:

  • 家庭娛樂與控制 – 影音系統、智能照明、溫度控制

  • 安全監控 - 用於感應器(門禁、水和電源)、煙霧探測器、智能家電

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RF頻譜圖


對於網管來說,2.4 GHz ZigBee設備引起了關注,因為它們使用與802.11無線網路相同的無線頻率;2.4 GHz ZigBee設備可以在16個非重疊的頻道中選擇其中一個頻道來操作(北美地區為11個頻道),每個頻道寬度為3 MHz,相隔5 MHz;多個ZigBee設備可以同時不同的頻道上操作,以避免相互干擾,每個ZigBee網路通常只使用一個頻道,這樣可以確保網路中的設備之間的頻道衝突最小化。


一般而言,ZigBee網狀網路僅使用一個頻道,一旦設定完成,它會持續使用該頻道,直到手動更改;ZigBee無線電使用非常低的傳輸功率(通常為-3dBm或0.5mW)和接收靈敏度(根據無線電而定,介於-80dBm和-100dBm之間),它的最大傳輸速率為250 Kbps;ZigBee資料封包的大小和長度各不相同,但其目標應用是低工作週期和低功耗;需要注意的是,ZigBee網路產生的流量不像802.11網路那麼多。

ZigBee 設備的頻譜圖
ZigBee 設備的頻譜圖

對 Wi-Fi 網路的影響


考慮到2.4 GHz ZigBee網路在2.4 GHz頻段中固定使用3 MHz的頻寬,ZigBee設備和802.11設備之間的碰撞機會取決於它們所操作的頻道;如果頻道重疊,碰撞的機會就很高;否則,機會非常低。


建議採取的行動方案


一旦識別出ZigBee網路或設備,建議採取以下措施,以最小化或消除其對Wi-Fi網路可能引起的潛在RF干擾:

  • 嘗試將ZigBee網路設置在未被您的802.11網路使用的非重疊頻道上。

  • 嘗試最大限度地增加ZigBee設備和Wi-Fi設備之間的距離,以減少干擾。

頻率跳躍展頻(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)設備


當IEEE 802.11標準首次獲得認證時,其中包括三種資料傳輸策略:直序展頻(DSSS)、紅外線(IR)和頻率跳躍展頻(FHSS);然而,後來發現為了支援所有這些策略,就需要開發和維護多個不相容的傳輸技術;基於這個事實以及802.11b(支援DSSS)在市場上的占有率超過了FHSS,因此放棄了FHSS策略。


在使用FHSS時,發射器會每秒多次改變訊號的中心頻率,每次跳躍都在發射器和接收器都知道的偽隨機模式下進行。在美國,聯邦通信委員會(FCC)要求至少使用75個獨特的頻率,並且每個頻率的最大停留時間不得超過400毫秒;由於速度僅限於1和2 Mbps,人們發現FHSS和DSSS不僅在通訊上不相容,而且FHSS的訊號還會干擾DSSS的資料傳輸。


RF 頻譜圖


儘管FHSS不是經認證的802.11標準中的主流技術,但一些製造商仍然開發了使用FHSS PHY的商業應用設備,例如POS解決方案。


以下是幾家生產802.11 FHSS設備的製造商:

  • Alvarion

  • BreezeCom

  • Digital/Cabletron

  • Lucent

  • Netwave Technologies

  • Symbol Technologies

  • Proxim Wireless

下圖顯示了一個2.4GHz的802.11 FHSS設備的RF頻譜圖

頻率跳躍展頻設備的頻譜圖
頻率跳躍展頻設備的頻譜圖

對Wi-Fi的影響


對於您的Wi-Fi網路而言,802.11 FHSS設備可能對其產生重大或嚴重的影響;由於這些設備以半隨機的方式在整個頻段中跳躍,802.11 FHSS設備的跳頻特性使得在Wi-Fi網路中沒有任何一個頻道被認為是完全不受其干擾的;實際上,802.11 FHSS對您的Wi-Fi網路的影響程度將取決於設備之間的範圍、相對訊號水平、以及每個網路傳輸的資料量。


建議採取的行動方案


一旦成功找到造成干擾的FHSS設備,您可以採取以下措施來最小化或消除其對802.11 WLAN的無線頻率干擾:

  • 不要浪費時間切換AP頻道,因為FHSS設備的無線訊號會在它們操作的頻段中的所有頻道或頻率上擴散。僅僅調整AP頻道並不能解決問題。

  • 如果您使用的是2.4 GHz頻段,請避免或停止使用2.4 GHz的FHSS設備,而是將其替換為5 GHz設備。

  • 如果您使用的是5 GHz頻段,請避免或停止使用5 GHz的FHSS設備,而是將其替換為2.4 GHz的FHSS設備。

  • 如果您使用的是2.4 GHz頻段且必須使用2.4 GHz設備,請儘量使用採用數位展頻(DSS)技術的設備,該技術提供了更廣泛的範圍、更好的安全性,並減少干擾。

  • 如果最佳的WLAN性能不是問題,您可以繼續使用2.4/5 GHz的FHSS設備與802.11 WLANs,但儘量加大AP和FHSS設備之間的距離,以減少彼此之間的無線頻率干擾。

  • 考慮升級您的WLAN到802.11ax標準,該標準不僅提供更好的RF干擾避免機制,還提供更大的傳輸量。

結論


你總是聽到這樣的抱怨:無法看到無線網路、筆記型電腦無法連接、連接不斷斷開、無線網路速度慢;即使有這些抱怨,仍然有越來越多的公司將無線網路的重視程度不斷提升,這使得你需要負起責任,找出如何部署和管理高效的無線網路,並且知道當事情出錯時,責備都會歸咎於你!


解決無線問題不僅僅是在管理界面上監測一些性能統計資料,透過不需要解讀「曲線圖」或手動匹配分類模式,而是依靠行業上最大的分類資料庫和自動模式識別工具,幫助辨識出全球任何無線頻率干擾源,從而最大程度地減少故障排除所需的工作量和時間。


AirCheck G3EtherScope nXG 可以透過觀察這些設備所發出的獨特能量模式,辨識出在你的Wi-Fi網路中運行的各種802.11或非802.11設備,從而簡化檢測、識別、和找到任何干擾Wi-Fi的設備的過程。


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