Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

Częstotliwości wykorzystywane przez Wi-Fi są nielicencjonowane i współdzielone przez sprzęt pracujący w paśmie 2,4 GHz (np. kuchenki mikrofalowe lub przenośne telefony). Powoduje to powstawanie zakłóceń częstotliwości szerokopasmowego sygnału i degraduje jego jakość. Prezentujemy testy AirMagnet Spectrum Analyzer (AMSA) oraz Network Chemistry BlueScanner, dwóch nowych analizatorów sieci Wi-Fi i Bluetooth.

Częstotliwości wykorzystywane przez Wi-Fi są nielicencjonowane i współdzielone przez sprzęt pracujący w paśmie 2,4 GHz (np. kuchenki mikrofalowe lub przenośne telefony). Powoduje to powstawanie zakłóceń częstotliwości szerokopasmowego sygnału i degraduje jego jakość. Prezentujemy testy AirMagnet Spectrum Analyzer (AMSA) oraz Network Chemistry BlueScanner, dwóch nowych analizatorów sieci Wi-Fi i Bluetooth.

AMSA pomaga inżynierom sieciowym przeskanować fale radiowe w celu znalezienia źródeł szumów i interferencji. Network Chemistry BlueScanner potrafi wykryć i określić urządzenia z włączonym Bluetooth. Ponieważ oba produkty trudno porównać ze sobą, oceniono je oddzielnie.

System AirMagnet Spectrum Analyzer

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

Zestaw AirMagnet Spectrum Analyzer

Zestaw AMSA zawiera kartę CardBus (PCMCIA) przeznaczoną do komputera przenośnego oraz płytę CD z oprogramowaniem. Do analizy może zostać użyta wewnętrzna zintegrowana antena w karcie PCMCIA lub dodatkowo dostarczona zewnętrzna antena. Wewnętrzna antena nie była tak dobra, jak dostarczona zewnętrzna antena czy antena kierunkowa innego producenta. Karta pracuje jako konwerter analogowo-cyfrowy, który jest obsługiwany przez oprogramowanie Spectrum Analyzer. Karta i oprogramowanie obsługują pasmo w zakresie od 2,4 GHz do 2,5 GHz (802.11b/g) oraz zakres pasma od 4,9 GHz do 5,9 GHz (802.lla). Instalacja karty i oprogramowania była łatwa, zajęła mniej niż 5 minut.

AMSA jest idealnym narzędziem dla wszystkich ludzi zajmujących się sieciami Wi-Fi. Z komputerem przenośnym w dłoni można przespacerować się po terenie, sprawdzając jakość sygnału przed instalacją lub przeniesieniem sprzętu Wi-Fi. Ponieważ informacji wyświetlanych na ekranie jest mnóstwo, wyświetlacz musi mieć rozdzielczość ekranu większą niż typowa (1024 x 768), stosowana w komputerach przenośnych. Początkowo próbowano użyć komputera przenośnego z ekranem o niskiej rozdzielczości. Okazało się, że wiele okien wyświetlanych jednocześnie potrafi szybko zapełnić ekran.

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

AirMagnet Spectrum Analyzer – moduł Device Finder.

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

AirMagnet Spectrum Analyzer - moduł Spectrum - Real Time FFT, Swept Spectrogram.

Po uruchomieniu oprogramowania ukazuje się pusty ekran, który może zostać wypełniony różnymi tabelami i wykresami. Dolną jego część stanowią statystyki z wyszczególnionymi źródłami interferencji. Jest to kluczowe miejsce do obserwacji, ponieważ lista źródeł jest tworzona prawie w czasie rzeczywistym.

Gdy AMSA utworzy listę źródeł interferencji, możemy poszukać ich położenia ręcznie. Gdy użyjemy modułu o nazwie "Device Finder", manipulując jednocześnie pozycją oraz położeniem anteny, żadne źródło zakłóceń nie jest w stanie się ukryć. Funkcja jest szczególnie użyteczna, gdy zastosujemy antenę kierunkową.

W teście niektóre urządzenia zostały odnalezione z łatwością (np. bezprzewodowe telefony 5,8 GHz FM), ale inne były bardziej oporne (takie jak kuchenki mikrofalowe) . Łatwość odnalezienia zależy od sposobu transmisji określonych źródeł. Telefony FM wysyłają okresowe impulsy, nawet gdy nie są używane. Kuchenki mikrofalowe mogą być włączone przez 3 minuty, później wyłączone przez godziny. Poszukiwanie źródeł zakłóceń wymaga błyskawicznej reakcji. Zasięg operacyjny oraz czułość powodują, że AMSA znakomicie nadaje się do monitorowania źródeł zakłóceń, a trochę mniej pewnie sprawuje się jako system alarmujący przed zakłóceniami.

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

AirMagnet Spectrum Analyzer - moduł Spectrum - połączenie wielu wykresów.

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

Network Chemistry BlueScanner to darmowy program, który pomaga zdobyć wiele informacji o urządzeniach oraz dostępnych usługach standardu Bluetooth.

Jeszcze przed testem systemu AMSA testującym wydawało się, że w charakterystyce pojawi się duży impuls, gdy po włączeniu dowolnego urządzenia 2,4 GHz zostanie ono odnalezione w zakresie operacyjnym AMSA. Okazuje się, że sensory z konwersją analogowo-cyfrową AMSA pozwalają monitorować dane w bardzo szerokim zakresie. Z tego powodu w niektórych sytuacjach musi zostać użyta czuła antena kierunkowa. System umożliwia analizę wielu parametrów oraz generowanie rozmaitych przebiegów. Generowanie wykresów to zadanie modułu o nazwie "Spectrum". Oto lista dostępnych wykresów:

  • Real Time FFT
  • FFT Duty Cycle
  • Swept Spectrogram
  • Air Ouality (Duty Cycle, Log Power Average, Maximum Power, Pulse Duration, Pulses Per Second, Max Interferer Power, Interferer Duty Cycle)
  • Power vs. Freąuency
  • Power vs. Time
Każdy wykres umożliwia określenie szczegółowych danych dotyczących analizowanej częstotliwości, kreślonych przebiegów oraz indywidualnych parametrów. Bogactwo opcji oraz funkcjonalność wykresów z pewnością zadowoli każdego administratora Wi-Fi.

Trzecim modułem zawartym w oprogramowaniu jest "Channel Summary". Zadaniem modułu jest zebranie w postaci tabelarycznej następujących parametrów:

  • kanał 802.11
  • częstotliwość
  • 802.11 Present
  • Dudy Cycle
  • Avg Power [dBm]
  • Max Power [dBm]
  • Interferers Present
  • Max Interferer Power [dBm]
  • Interferer Duty Cycle [%]
Funkcja ta jest niezwykle użyteczna i dostarcza szczegółowych informacji o aktywności zarówno urządzeń Wi-Fi, jak i innych urządzeń 2,4 GHz. W łatwy sposób można zaplanować umieszczenie i konfigurację nowego nadajnika Wi-Fi na najbardziej dogodnym kanale.

Możliwe jest także dokonanie zmian podstawowych parametrów programu, m.in. wybór anteny zewnętrznej lub wewnętrznej, ustawienia wyświetlania, ustawienia kanałów częstotliwości oraz monitorowanego pasma. Każda zmiana powoduje konieczność ponownego uruchomienia programu. Stanowi to dużą wadę oprogramowania.

Praca ze skanerem

Najczęściej używanym w teście wykresem była zależność amplitudy sygnału od częstotliwości. Wykres wykorzystywał nałożone na siatkę zakresy nienakładających się kanałów 1, 6, 11 (standard 802.11b/g). Efekt działania skanera przy użyciu minimalnej częstotliwości skanowania (około jeden skan na sekundę) tworzy odpowiednią informację w celu pozycjonowania naszej anteny do ścieżki szumów lub źródeł interferencji sygnału.

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

AirMagnet Spectrum Analyzer

Zakłócenia w sieciach bezprzewodowych

Bluescanner 1.0.22

Każde znalezione źródło szumów (telefony bezprzewodowe, kanały urządzeń Wi-Fi, kuchenki mikrofalowe) było łatwo identyfikowane. AMSA określała także typ interferującego obiektu, często poprawnie wskazując markę i model telefonu bezprzewodowego.

Używając wykresu szybkiej transformaty Fouriera (FFT) czasu rzeczywistego do obejrzenia gęstości widmowej sygnału, można skorzystać z funkcji próbkowania i zatrzymania (sample-and-hold-peak). Pozwala to śledzić ulotne impulsy, wywoływane przez źródła szerokopasmowe, takie jak inne urządzenia mikrofalowe czy urządzenia Bluetooth. Kierunkowa antena dołączona do AirMagnet Spectrum Analyzer była czasami w teście bezużyteczna w śledzeniu interferencji - zwłaszcza gdy używano próbkowania z niską częstotliwością. Trzeba było bardzo powoli przesuwać antenę (nawet kierunkową) w celu namierzenia źródła zakłóceń. Warto zauważyć, że w bardzo zakłócanym środowisku (wysoka aktywność z dużym szumem w tle) wielokolorowy ekran jest nadal czytelny i zrozumiały.

AMSA jest przeznaczona do współpracy z platformą Windows. To inteligenta baza danych dotyczących interferencji, zdecydowanie przerastająca dostępne analizatory pasma innych firm. Pomijając fakt konieczności przeładowania programu dla zmiany programowej konfiguracji, AMSA to dobrze zaprojektowany produkt wykrywający źródła zakłóceń.


TOP 200