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影响无线网络效率的若干因素

时间:2009-02-02 来源:未知 作者:小远 点击:
在 2002 年年底,当我们大谈Wireless LAN(无线局域网,通常指IEEE802.11 系列,以下简 称WLAN)的时候,那是的它,对大部分消费者而言,还只是一个华丽,但基本遥不可及 的梦无线网卡的售价在500 元以上,而无线AP和路由器的售价均在千元以上。即便是 你有实力且也愿
  

在 2002 年年底,当我们大谈Wireless LAN(无线局域网,通常指IEEE802.11 系列,以下简
称WLAN)的时候,那是的它,对大部分消费者而言,还只是一个华丽,但基本遥不可及
的梦——无线网卡的售价在500 元以上,而无线AP和路由器的售价均在千元以上。即便是
你有实力且也愿意掏银子,你换回来的,也只是500KB/s 左右的传输速度(那是只有802.11b,
11Mbps,但实际速度只有500KB/s 左右),即使相对10Mbps 有线网络,也有较大的差距,
和100Mbps 有线网络更是无法相比。
但在今天,WLAN 和我们几乎是零距离了,IEEE802.11g(速率为54Mbps)的无线路由器
搭配一块PCMCIA 的无线网卡售价才3××元,即使是双速g(108Mbps)套装,价格也在
400 多点,而且,它们都向下兼容IEEE802.11b(以下省略“IEEE”)。我们也在此给WLAN
做做推广,建议新装修的用户都考虑架设WLAN,简便,而且可移动性强。如果各位要想
了解家庭无线局域网的架设方法,可以参看今年第21 和22 期电脑报I 版的无线家庭专题。
但就在WLAN产品开始进入千家万户时,我们也接到了一些用户的电话,向我们反映WLAN
产品在使用中的一些问题,而这些问题主要是连接不稳定和断网。在详细了解了他们的使用
环境之后,我们发现这些问题和周边环境的干扰有密切关系,所以决定做这篇文章提醒大家
——WLAN 也存在干扰,使用仍需注意。
主要干扰一:家用微波炉
热点对象:单间寝室、一室一厅或单配房
可能大家会比较奇怪,加热/烹制食物的家用微波炉和无线局域网有何关系?这要从微波炉
会的工作原理谈起。微波炉工作原理是通过微波发生器产生高频振动的微波,这种高频微波
能够穿透食物,同时使食物中的水分子也随之产生高频的剧烈振动,从而产生大量热能来加
温食物。国际上规定用于加热和干燥的微波频率有4段,分别为:L 段,890MHz~940MHz;
S 段,频率为2.4GHz~2.5GHz;C 段,频率为5.725GHz~5.875GHz;K 段,频率为2.2GHz~
2.225GHz。而家用微波炉的频段为L 段和S 段,其中又以S 段居多。大家可以看看微波炉
后面,多半都会发现这样的字样“额定微波频率:2450MHz”。而这一频率,恰好和
IEEE802.11b/g 的工作频率2.4GHz相同,而家用微波炉的功率则远远大于WLAN 产品的功
率,即使屏蔽得再好,对WLAN 的影响也是巨大的。
如果你的 WLAN 终端(带有无线网卡的电脑)或WLAN 基站(指AP或无线路由器)距正
在工作的微波炉4米以内(视微波炉功率而定,1500W 以上功率的微波炉的影响范围更广),
你马上就能强烈感受到它的影响:无线传输速度会大幅下降;如果靠得太近,会出现无线网
络无法连接或者信号丢失的现象。
干扰实测:
我们做了一个测试:用一台电脑架设FTP 服务器,有线连接11Mbps 的802.11b 无线AP,
然后,给另外一台笔记本电脑装上802.11b 无线网卡,通过无线进行FTP 下载。在正常情况
下,速度可以达到655KB/s。然后,我们将这台笔记本电脑逐渐靠近一台正在工作着的1000W
功率的微波炉(功率设定位“中高火”),观察不同距离上的无线传输速度。从图中我们可以
看到,这台功率并不太大的微波炉对无线网络表现除了较强的杀伤力。当无线终端距它4
米以内时,它的影响力开始凸现;而当进入2米范围内,无线网络的信号稳定程度已经开始
受到挑战,偶尔会出现断网现象;当距离再靠近时,无线信号基本处于不可用状态了。这也
就是很多读者反应的:“家里做饭菜时无线信号就不稳定”的主要原因。如果不巧无线基站

布设在了微波炉周围(单间寝室、一室一厅或单配房出现该情况的可能性较大),那么,这
一影响将是无法弥补的(终端的位置还可以调整,基站位置就就不是可以随意调整的咯)。
所以,在各位架设WLAN 基站或者使用无线终端时,请尽量远离家用微波炉(微波炉处于
非工作状态时不会产生影响)。


图片1

图片2

主要干扰二:2.4GHz无绳电话
热点对象:高速WLAN网络
现在使用无绳电话的家庭非常多。早期的无绳电话工作频率主要为900MHz,受到干扰的可
能性较大,所以目前市面上大多是2.4GHz 的无绳电话,而这一频率又与WLAN 的频率相
冲突了。
有趣的是,无绳电话的功率远远没有家用微波炉那样大,目前比较典型的2.4GHz无绳电话
基座功率为DC 9V/350mA,功率为3W 左右,而WLAN 产品的普遍功率在0.1W 以内——
它们之间的差异还不算十分悬殊,这就导致了相互干扰。通常情况是:无绳电话一接听,无
线网络信号就变弱,甚至是断网;而接听电话时有杂音,无线网络也很不稳定,或者是速度
大大降低。
干扰实测:
来看看我们的试验:测试系统还是802.11b 的无线FTP 传输。正常情况下传输速度为
655KB/s。测试者手持无绳电话坐在无线终端(带有802.11b 无线网卡的笔记本电脑)前,
接听电话,无线传输速度下降为505KB/s,电话听筒内有轻微杂音;将无绳电话靠近无线网
卡到0.5 米处,速度下降为380KB/s,无线网络信号时断时续,听筒内杂音变大,通话对方

对方抱怨听不太清说什么;无绳电话与无线网卡0 距离时,无线网络频繁断网,平均速度下
降为280KB/s,对方完全听不清我们说什么。
值得大家注意的是:以上的测试是在大数据流量的情况下进行的,也就是说,是在建立了数
据稳定连接以后做的测试。尽管我们开始使用无绳电话,但无线网络依旧能够动态调整功率
以强化连接,来完成数据传输。如果是在没有大数据量交换的情况下呢:
通讯中(包含无线通讯)有这样一个例子:相距较远的两个人正在通过喊话的方式通讯,这
时他们中间来了很多人,也在相互通话。但由于这两者的“联系”已经建立,所以,他们依
旧能够勉强分别处对方的声音以继续通话。但条件改变一下:这些人先说话,再让这两个人
相互通话,就很难识别对方进行下去了。无线通讯中类似的问题也是存在的:在大量无线数
据交换之前就发生了干扰,要在建立起良好连接是很困难的。所以,当我们只是在通过无线
网络上网浏览网页、聊天时,网络数据流量并不大,这时如果无绳电话开始工作了,那么,
出现的情况就可能会是我们提到的——断网。通常,这种断网是暂时现象,无线网络往往会
在数秒后重新建立连接。但依据我们的实际测试,发现54Mbps 的802.11g和108Mbps 的双
速g对于无绳电话的敏感程度更高,速度降低的幅度较802.11b 更大,而且,断网的几率也
要高一些。尤其是无绳电话的基座和无线基站在同一房间的情况下,断网的几率更大。
建议大家布设无线基站时,尽量远离无绳电话的基座,这一点比较容易做到,因为无绳电
话基座的移动性是较强的。

主要干扰三:WLAN互扰
热点对象:相同和相邻频段WLAN网络
随着WLAN 用户逐渐增多,身处新兴居住小区的用户经常会遇到这样的情况:打开WLAN
终端,会发现好几个无线基站信号(哇!随便拣一个上网吧!^__^)但往往也是在这样的环
境中,用户会有这样的感觉:网络速度不稳定,尤其是在进行大容量的数据传输时。有读者
反映说:它的802.11g 无线网络的传输速度本来长期稳定在2MB/s 左右,但最近经常只有
650KB/s 左右,不知何故。其实主要原因,还是同频干扰。
我们通常说:某某工作在某某频率下,例如,802.11b 和802.11g 都工作在2.4GHz下,但实
际上,这只是一个大概值,每个对应的WLAN 通讯都有一个精确的频率,或者说频段。国
内的无线网络产品通常有11或者12 个频段,这也是在无线基站中可以设定的(通常无线网
卡是自适应与之连接的无线基站的),这里有一个实际频率对照表:(见文末)
目前,大部分WLAN 是采用基站式,即无线终端通过无线基站互连或者上Internet。而这些
无线基站默认的工作频段多半都是“6”,即2437MHz。如果大家都使用这个频段,则在相
互重叠的区域内会出现干扰问题。
干扰实测:
我们的测试分为几种组合:
组合一:
我们以一个纯粹54Mbps 的802.11g网络(54Mbps无线基站+54Mbps无线终端)和一个纯
粹11Mbps 的802.11b网络(11Mbps无线基站+11Mbps无线终端)来进行干扰测试。它们
的工作频段都为6。在正常的单独工作情况下,各自的最大FTP 传输速度分别为:54Mbps
网络,2125KB/s;11Mbps 网络,655KB/s。
当两个无线网络同时进行FTP无线数据传输时,54Mbps的无线网络速度降到了1520KB/s~
1860KB/s,而11Mbps 无线网络的速度则大幅下降,仅有70KB/s~90KB/s。
组合二:
我们以一个纯粹54Mbps 的802.11g网络(54Mbps无线基站+54Mbps无线终端)和一个混
和的11Mbps 网络(11Mbps无线基站+54Mbps无线终端,实际连接速度还是11Mbps)来
进行干扰测试。它们的工作频段都为6。正常且单独工作情况下,各自的最大FTP 传输速度
分别为:54Mbps 网络,2125KB/s;11Mbps 网络,671KB/s。
这次,当两个无线网络同时进行FTP 无线数据传输时,54Mbps 的无线网络速度下降幅度较
大,仅能够维持在620KB/s~710KB/s,而11Mbps 无线网络的速度虽然下降,但幅度不大,
还能保持到450KB/s~501KB/s。
从这两种组合的测试来看:如果不同的无线网络工作在同一频段下,相互干扰是一定存在的。
但是,具体是谁受到的干扰更大则难以定论,基站品牌、类型、速率的不同和无线网卡品牌、
类型、速率的不同,搭配起来会出现不同的情况。不过总体来看,纯粹的11Mbps 802.11b
网络受到的影响是最大的(所以建议大家现在主要考虑802.11g 产品),但在使用高速网卡
时,情况会有所好转。另外,我们还注意到,现在市面上不少厂商推出的双速g 产品
(108Mbps),它们受同频段的干扰幅度更大,当连接建立在“108Mbps 静态”模式下,受
到同频段干扰时,速度会从2.5MB/s 左右直线下降到802.11b的水平,维持在700KB/s 左右。
不过,这种影响是暂时的,一旦同频网络的大数据传输结束,108Mbps 网络的传输速度会瞬
间恢复,回到2.5MB/s 的水平上。
接着,我们将频段进行更改。当我们将两个无线网络的频段分别设定为1和6时(即2414MHz
和2437MHz),它们的数据传输速度都大幅回升,基本能够达到正常速度。可见,分离具体
频段是相当重要的。原理上说,分离得越开,效果会越好(例如1 和11)。不过,依据我们
的测试,在1、6 或者6、11 这样的组合下效果已经相当好,分离得更开,效果提升已不太
明显,且会导致频段资源的浪费和减少。
建议大家使用无线网络时,尝试更改一下频段值以达到最好效果。这在以后无线网络普及
时,会非常重要。
小提示:更改无线网络的频段,不但可以解决WLAN 的互扰问题,也可以减轻其他近似频率
的信号干扰。
测试工程师总结
以上是 802.11b/g WLAN 面临的主要干扰,其实,还有一些信号干扰,例如蓝牙设备。它们
中的部分也工作在2.4GHz上。不过,由于蓝牙设备定位与短距离数据传输,所以大部分蓝
牙设备的功率很小,有的只有1mW,对WLAN 的影响并不大,如果大家有兴趣,可以自己
做做试验。还有,等离子灯泡,也因工作频率相近,会产生一定的影响。还有一些烧水的设
备,也会在一瞬间对WLAN 信号产生影响。但这些干扰的程度并不大(或者说使用并不广
泛),而且往往作用时间很短,基本谈不上真正的干扰。总体来说, WLAN 的总体造价更
低,架设更方便,且具有很强的可移动性,用户只要学会“尽量远离干扰源,灵活更改频
段”,WLAN 使用起来还是非常愉快的。

频率对照表

频段号 频率
1 2412 MHz
2 2417 MHz
3 2422 MHz
4 2427 MHz
5 2432 MHz
6 2437 MHz
7 2442 MHz
8 2447 MHz
9 2452 MHz
10 2457 MHz
11 2462 MHz
12 2484MHz

组合一测试数据表

  纯粹54Mbps 802.11g 无线网络
(54Mbps 无线基站+54Mbps 无线终端)
纯粹11Mbps 802.11b 无线网络
(11Mbps 无线基站+11Mbps无线终端)
正常、分别工作时 2125KB/s 655KB/s
同时工作时 1520KB/s~1860KB/s 70KB/s~90KB/s
将54Mbps 网络频段设定为1以后 2108KB/s 649KB/s

组合二测试数据表

  纯粹54Mbps 802.11g 无线网络
(54Mbps 无线基站+54Mbps 无线终端)
混和11Mbps 无线网络
(11Mbps 无线基站+54Mbps无线终端)
正常、分别工作时 2125KB/s 671KB/s
同时工作时 620KB/s~710KB/s 450KB/s~501KB/s
将54Mbps 网络频段设定为1以后 2115KB/s 655KB/s

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