現(xiàn)在,低預(yù)算的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是非常地流行了,但是他們并不是現(xiàn)在僅有的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型。實(shí)際上,假如從價(jià)格方面考慮的話,從不到100美元到幾百萬(wàn)美元的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有幾十種。為了能在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到最佳性能,有必要了解一些在Wi-Fi和非Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中都普遍存在的一些問(wèn)題。
設(shè)備太多
對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),最常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)通常會(huì)有非常多的無(wú)線設(shè)備。在安裝無(wú)線裝備之前,通過(guò)一個(gè)專業(yè)的站點(diǎn)調(diào)查就可以很輕易的避免這個(gè)問(wèn)題。不幸的是,似乎大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)工程師都這樣認(rèn)為:假如他們能夠安裝一個(gè)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),那么其規(guī)則對(duì)于其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是一樣的。所以他們就會(huì)試圖自己來(lái)安裝這些設(shè)備。
問(wèn)題是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以放置多少個(gè)設(shè)備?這對(duì)于特定類型的無(wú)線設(shè)備來(lái)說(shuō)是非常講究的。DS-11,直接擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)(DirectSPReadSpectrumnetwork)就是一個(gè)很好的例子。DS-11網(wǎng)絡(luò)一共有11個(gè)可用的信道。因此,一個(gè)顯而易見(jiàn)的道理就是只要各個(gè)網(wǎng)絡(luò)不在同一個(gè)信道上,在這樣的一個(gè)區(qū)域內(nèi)你就可以使用11個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)而不會(huì)相互產(chǎn)生干擾。但是實(shí)際情況卻不是這樣。
在擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)概念的背后,使用多個(gè)信道實(shí)際上是要盡可能的增加可用的帶寬,并且要增加其安全性。在一個(gè)DS-11網(wǎng)絡(luò)中,因?yàn)槊總€(gè)DS-11設(shè)備都是使用多個(gè)信道,所以為了避免在這些頻率相互干擾,只能形成三個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
但是,DS-11并不是唯一的受到這種限制的技術(shù)。也許你聽(tīng)說(shuō)過(guò)這種叫做FHSS(跳頻擴(kuò)頻——Frequencyhoppingspreadspectrum)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。FHSS是一種和DS-11非常相似的擴(kuò)頻技術(shù),它的運(yùn)行頻率范圍為2.4到2.483GHz。在這個(gè)范圍內(nèi),總共有79個(gè)信道和78個(gè)不同的跳頻序列可以使用。即使是有這么多可以使用的信道,這種類型的網(wǎng)絡(luò)仍然限制為只有15個(gè)。
在這里得到的教訓(xùn)是,在安裝任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)硬件之前,進(jìn)行一次專業(yè)的站點(diǎn)調(diào)查是非常重要的。這個(gè)專業(yè)的站點(diǎn)調(diào)查將告訴你:在這個(gè)區(qū)域內(nèi)是否有其他的設(shè)備,這些設(shè)備是否會(huì)對(duì)你預(yù)備安裝的設(shè)備產(chǎn)生干擾。
可視距離的網(wǎng)絡(luò)
其中一種比較常見(jiàn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是可視距離的網(wǎng)絡(luò)(Line-of-sightnetworks)。可視距離的網(wǎng)絡(luò)既可以使用無(wú)線電信號(hào)也可以使用激光在兩點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。顧名思義,可視距離的技術(shù)要求在發(fā)送者和接受者之間必須沒(méi)有障礙,能夠相互看得見(jiàn)。
在使用可視距離的網(wǎng)絡(luò)時(shí)還會(huì)出現(xiàn)各種不同的問(wèn)題。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),可視距離的網(wǎng)絡(luò)的天線難以調(diào)整是非常出名的。當(dāng)然,通過(guò)專業(yè)人士來(lái)安裝這個(gè)網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)購(gòu)買具有自矯正機(jī)制的硬件,你可以很輕易的解決這個(gè)問(wèn)題。
對(duì)于我個(gè)人來(lái)說(shuō),我比較喜歡具有自矯正機(jī)制的硬件,其原因不僅僅是因?yàn)樗容^輕易安裝。可視距離的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常用于在兩個(gè)建筑之間發(fā)射信號(hào)。這種網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題是:在有風(fēng)的天氣中,高層建筑上的天線有可能會(huì)有點(diǎn)擺動(dòng)。雖然在每個(gè)方向上的擺動(dòng)可能只有幾英寸,但是這種移動(dòng)足以中斷無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)。但即使是建筑發(fā)生了移動(dòng),自矯正的硬件也能夠保證天線能夠自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。
記住,建筑能夠移動(dòng)這是眾人皆知的,發(fā)射塔也能夠移動(dòng)。大約在九年或者十年前,我進(jìn)行了一個(gè)衛(wèi)星因特網(wǎng)接入試驗(yàn)。我在其他州購(gòu)買了一個(gè)碟型天線。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試之后,我熟悉到無(wú)法與衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)清楚的無(wú)障礙的可視距離通信。為了補(bǔ)救此事,一個(gè)朋友從外地趕來(lái)并幫助我構(gòu)建了一個(gè)大約有20英尺高的鋁制發(fā)射塔。
在一開(kāi)始的幾天中,信號(hào)工作的很正常,但是,很快就刮起了大風(fēng)。雖然肉眼感覺(jué)不到天線有太多的擺動(dòng),但是隨著發(fā)射塔在風(fēng)中往返的擺動(dòng),信號(hào)也隨著減弱。
在可視距離的網(wǎng)絡(luò)中,維護(hù)天線之間的矯正工作是一件很重要的事情,但這只是這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中的一部分。考慮菲涅耳區(qū)(fresnelzone)也是一件很重要的事情。
想象一下,假如你站在一片原野的一端,試圖使用一個(gè)很大的手電筒來(lái)照亮在原野另一端的一個(gè)目標(biāo)的情形。在原野另一端的光束將比手電筒寬廣得多。這個(gè)例子說(shuō)明了光的散射原理,也就是說(shuō)光隨著它的傳播在不斷的擴(kuò)散。
但是激光就不會(huì)象手電筒中的光那樣有很高的散射率,但是它仍然存在這種現(xiàn)象。無(wú)線電信號(hào)也遵守這種規(guī)律,將隨著它的傳播而不斷擴(kuò)散。
對(duì)于可視距離的網(wǎng)絡(luò)而言,問(wèn)題是大多數(shù)人都沒(méi)有考慮到這種散射現(xiàn)象。我曾看見(jiàn)許多人看著窗外,假如他們能夠看到目標(biāo)就認(rèn)為他們有一個(gè)非常清楚的可視距離的網(wǎng)絡(luò)。然而,隨著信號(hào)的擴(kuò)散,信號(hào)的力度在減弱。假如想要接收全部信號(hào),很重要的一點(diǎn)就是接收天線要有一個(gè)清楚的可視距離的網(wǎng)絡(luò)來(lái)接收全部的進(jìn)站信號(hào),而不只是部分信號(hào)。包含信號(hào)的區(qū)域就叫做菲涅耳區(qū)(fresnelzone)。
菲涅耳區(qū)識(shí)別組成信號(hào)的區(qū)域。假如在這個(gè)區(qū)域內(nèi),有一個(gè)物體在一定程度上造成了信號(hào)的模糊,那么將會(huì)由于這個(gè)物體在中間而導(dǎo)致部分信號(hào)力度丟失。大多數(shù)可視距離的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)缺少穿透這些物體的力度。這也證實(shí)了進(jìn)行站點(diǎn)調(diào)查的重要性。
不恰當(dāng)?shù)难b備
另一個(gè)導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的原因在于使用了不恰當(dāng)?shù)难b備。在此之前,我曾經(jīng)說(shuō)過(guò)目前有幾十種不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。有這么多不同類型的網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)原因在于不同的安裝有不同的要求。例如象期望的帶寬、氣候、距離以及障礙物等這些東西在裝備的要求中都會(huì)起作用。假如你選擇了錯(cuò)誤的預(yù)備,你的網(wǎng)絡(luò)將不能充分地運(yùn)行。
在所有裝備中,最需要你考慮的一個(gè)主要部件是天線。即使你購(gòu)買了恰當(dāng)?shù)臒o(wú)線電發(fā)射裝置,并且你有一個(gè)很好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,選擇很差的天線將會(huì)破壞你的所有努力。雖然本文不預(yù)備成為一個(gè)全面的指導(dǎo)如何選擇天線的文章,但是我想在此花一點(diǎn)時(shí)間來(lái)稍稍討論一下比較常見(jiàn)的天線類型,這只是想讓你知道為什么天線的選擇非常重要。
天線中最常見(jiàn)的一種類型是拋物柱面反射器天線(parabolicdish)。這種天線看起來(lái)象一個(gè)圓盤式衛(wèi)星電視天線(satellitedish),經(jīng)常應(yīng)用于可視距離的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)情況下,使用這種天線的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)力度雖然不能穿透障礙物,但是卻可以進(jìn)行長(zhǎng)距離通信。這種天線的一種變異是柵格拋物面天線(parabolicgrid)。柵格拋物面天線的工作原理類似于拋物柱面反射器天線,但是這種天線更適合于多風(fēng)的環(huán)境。
另一種類型的天線是板狀天線(panel)或者扇形天線(sectorantenna)。這種天線的功能和拋物柱面反射器天線的功能很相似,但是看起來(lái)更象一個(gè)比薩餅的盒子。這些類型的天線接收信號(hào)的范圍可以從60度變化到180度,適合于廣域范圍的廣播。
當(dāng)然另外還有一種常見(jiàn)的天線是全向天線(omni)。全向天線看起來(lái)象一個(gè)CB天線或者象一個(gè)在小船上使用的無(wú)線電天線。全向天線可以360度覆蓋整個(gè)區(qū)域,但是所覆蓋的范圍只能是一個(gè)平面。這意味著信號(hào)可以從不同的方向傳播過(guò)來(lái),但是卻不能上下傳播。
對(duì)于全向天線這種類型來(lái)說(shuō),可供選擇的天線還有平板天線(patchantenna)。平板天線是一種小的環(huán)形天線,也能夠從360度進(jìn)行覆蓋。但是和全向天線不同的是,平板天線并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的平面范圍內(nèi)的覆蓋。平板天線主要用于室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。
天線連接問(wèn)題
但是另一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是天線的連接問(wèn)題。在離開(kāi)接收器之前無(wú)線信號(hào)的力度是最強(qiáng)的。然而,在天線電纜和接收器之間有一個(gè)圓柱形連接器(barrelconnectors),并且在天線和天線電纜之間有另外一個(gè)圓柱形連接器。這種圓柱形連接器將大大減弱信號(hào)的力度,當(dāng)然天線電纜甚至是天線本身都會(huì)減弱信號(hào)的力度。
你的安裝目標(biāo)應(yīng)該是減少信號(hào)的損失。為了達(dá)到這個(gè)目的,不在絕對(duì)需要的時(shí)候不要使用圓柱形連接器,天線電纜的長(zhǎng)度也要盡可能最短。在此,我還需要指出的是:通常說(shuō)來(lái),使用放大器是一種非常不好的想法。因?yàn)榉糯笃鞑粌H放大了信號(hào),同時(shí)也放大了噪聲。更重要的一點(diǎn)是,通常情況下,與直接連接天線相比較而言,使用放大器的方法會(huì)要求你使用更多的圓柱形連接器和更長(zhǎng)的的電纜,因而這樣也將逐漸減小信號(hào)的質(zhì)量。即使信號(hào)失真不是問(wèn)題,一個(gè)放大的信號(hào)也經(jīng)常會(huì)超出FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))所能夠治理的信號(hào)力度的范圍。
最近,一個(gè)朋友告訴我,他曾經(jīng)碰到這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò),其信號(hào)質(zhì)量很差。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接如下:無(wú)線電發(fā)射裝置連接了一個(gè)放大器,在放大器的另一端連接著一個(gè)分離器和兩個(gè)天線電纜,它們將信號(hào)反饋到兩個(gè)很大的天線。由于這三根天線電纜、六個(gè)圓柱形連接器、兩個(gè)天線以及分離器的電阻的存在,實(shí)質(zhì)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有產(chǎn)生信號(hào)。在這種情況下,我的朋友只是簡(jiǎn)單的將無(wú)線電發(fā)射裝置通過(guò)一根電纜和兩個(gè)圓柱形連接器直接連接到天線上。這樣一來(lái),無(wú)線電發(fā)射裝置的工作情況與最初設(shè)計(jì)要求的性能相同。
Wi-Fi的性能問(wèn)題
因?yàn)閃i-Fi網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在非常普及,在這里我想花一點(diǎn)時(shí)間來(lái)討論一下Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中普遍存在的性能問(wèn)題。雖然現(xiàn)在有一些長(zhǎng)距離的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),但是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)最初是為室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)解決方案而設(shè)計(jì)的。因此,在這里將強(qiáng)調(diào)室內(nèi)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題。
信號(hào)質(zhì)量很差是那些巨大的、費(fèi)用昂貴的室外網(wǎng)絡(luò)中最經(jīng)常碰到的能問(wèn)題,與這些網(wǎng)絡(luò)相似,Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)也受到這種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量差的問(wèn)題的困擾。接入點(diǎn)的類型和位置非常重要。通常情況下,簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)往往比在其四周有眾多的障礙物的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)工作得要好。
例如,幾年前,我買了一個(gè)802.11B的無(wú)線接入點(diǎn)。在安裝了這個(gè)接入點(diǎn)之后,我能夠在整個(gè)房子里以及在院子中都能夠接收到信號(hào),雖然這讓我感到很便利,但是這種網(wǎng)絡(luò)的低速度讓我感到沮喪。
當(dāng)802.11A可以使用的時(shí)候,我又在我家里安裝了一個(gè)802.11A的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的工作頻率是5.8GHz,與工作在2.4GHz上的802.11B相對(duì)應(yīng)。這也就意味著它的數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)快很多。但是,工作在5.8-GHz上的信號(hào)在穿透障礙物方面比工作在2.4GHz上的信號(hào)要差得多。因此,現(xiàn)在我有了一個(gè)速度非常快得網(wǎng)絡(luò),但是在家里有的地方我完全無(wú)法收到信號(hào)。
對(duì)于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是一個(gè)接入點(diǎn)可以接入的連接數(shù)量太多。例如,在我家里所使用的接入點(diǎn)能夠同時(shí)支持256個(gè)Wi-Fi連接。即使是我在1999年購(gòu)買的接入點(diǎn)也能夠支持64個(gè)連接。問(wèn)題在于這么多的無(wú)線連接的數(shù)量有些不切實(shí)際。在我的經(jīng)驗(yàn)中,一旦有超過(guò)10個(gè)客戶端在使用一個(gè)接入點(diǎn),其性能將會(huì)減弱。
要減少現(xiàn)存接入點(diǎn)的工作量,看起來(lái)較好的解決方案是增加更多的接入點(diǎn)。在一些地方這是一種解決方法,但是由于相互之間存在干擾現(xiàn)象,太多的接入點(diǎn)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的問(wèn)題。假如有幾個(gè)接入點(diǎn),較好的一個(gè)方法就是將每個(gè)NIC鎖定到指定的接入點(diǎn)。
這樣做的原因是無(wú)線NIC是這樣設(shè)計(jì)的:它從一個(gè)接入點(diǎn)漫游到另一個(gè)接入點(diǎn),然后鎖定在信號(hào)力度最強(qiáng)的那個(gè)接入點(diǎn)上。假如在一個(gè)環(huán)境中存在多個(gè)接入點(diǎn),并且有兩個(gè)以上可以比較的信號(hào)力度,那么NIC將會(huì)在不同的接入點(diǎn)之間不斷的往返切換。這樣往返切換將大大降低網(wǎng)絡(luò)的性能。
將NIC鎖定到一個(gè)特定的接入點(diǎn)可以完成下面所描述的三件事情:
第一,它消除了在接入點(diǎn)之間往返切換的現(xiàn)象。
第二,它增加了安全性,因?yàn)榧偃鐩](méi)有授權(quán)NIC使用某個(gè)接入點(diǎn),將沒(méi)有NIC來(lái)訪問(wèn)這個(gè)接入點(diǎn)。
第三,可以防止接入點(diǎn)連接的數(shù)量太多。
在無(wú)線NIC中最后一個(gè)經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題是多路(multipath)的問(wèn)題。描述這個(gè)問(wèn)題的最好方法是和電視相比較。也許你曾用兔耳(rabbitear)天線或者其他類型的筒形天線(airantenna)收看電視。使用筒形天線時(shí),在有些頻道的屏幕主畫(huà)面上會(huì)有一些幽靈似的重疊現(xiàn)象。這種幽靈似的圖像就稱為多路。
在下面的情況下會(huì)出現(xiàn)多路現(xiàn)象:信號(hào)被四周的一個(gè)物體反彈之后在不同的時(shí)間點(diǎn)上到達(dá)接收器。例如,將一個(gè)無(wú)線NIC放在一個(gè)房間內(nèi)并且在這間房子里還有一個(gè)接入點(diǎn)。當(dāng)接入點(diǎn)在發(fā)送信號(hào)的時(shí)候,信號(hào)將從各個(gè)方向擴(kuò)散出去并到達(dá)NIC。但是,信號(hào)將可能從另外一個(gè)物體上反彈然后再通過(guò)轉(zhuǎn)向路徑到達(dá)無(wú)線NIC。這意味著無(wú)線NIC實(shí)際上接收了兩次信號(hào)。
在現(xiàn)實(shí)世界中,多路信號(hào)幾乎是不可能消除的。所做的最大的可能就是盡可能降低多路現(xiàn)象,通常的做法是在接入點(diǎn)的四周或者無(wú)線NIC的四周盡可能不要有金屬物體。
沒(méi)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)并不意味著沒(méi)有問(wèn)題
正如你所看到的一樣,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還有很多其他不同的問(wèn)題。在去年,仍然有許多網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士專門花幾百美元來(lái)購(gòu)買無(wú)線接入點(diǎn)和NIC。經(jīng)常是安裝好這些網(wǎng)絡(luò)之后,發(fā)現(xiàn)其結(jié)果令人很失望。但是一旦你知道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題的原因,你就能夠找出問(wèn)題所在并解決這些問(wèn)題,那么你就可以從這些投資中獲得最大的收益。
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