triolan - жизнь без ограничений. » Использование спектроанализатора Ubiquiti AirView2(EXT)

Использование спектроанализатора Ubiquiti AirView2(EXT)

Использование спектроанализатора Ubiquiti AirView2(EXT)

            Диаппазон частот 2400-2485 МГц. в настоящее время очень активно используется, т.к. в этом диапазоне работают устройства Wi-Fi (802.11, 802.11g, 802.11n), многочисленные точки доступа и роутеры(устройства мощностью до 100 мВт с интегрированной антенной внутри помещений в Украине можно использовать без получения разрешений), которые используются абонентами, устройства, Bluetooth(блютуc) устройства и пр. Наличие Wi-Fi  в ноутбуке или смартфоне сегодня стало стандартом. Также на этих частотах работают СВЧ-печи, которые также создают помехи.

Анализатор спектра Ubiquiti AirView2-EXT предназначен для эффективного использования радиодиапазона 2400 МГц. Габариты устройства не превышают стандартные размеры флэш-накопителей, а подключение Ubiquiti AirView2-EXT к компьютеру осуществляется посредством интерфейса USB. Отличительной особенностью данной модели является возможность подключения внешней антенны.

Программное обеспечение Ubiquiti AirView2-EXT отображает графическую информацию о заполнении радиоканалов, распределении по частотам RF энергии, собранной устройством с начала его работы, а также динамических энергетических характеристиках частотного спектра 2400 – 2485 МГц.

Характеристики

Системные требования:

Windows XP/Vista/7; Apple OSX; Linux; USB 1.1 или 2.0

Частотный диапазон:

2399–2485 МГц

Время обновления:

260 мс

Вес:

100 гр

 

Также режим спектроанализатора есть во всех устройствах Ubiquiti. Этот режим реализован программно, и также необходим для поиска свободной от помех частоты. Но эти устройства требуют наличия отдельного питания ~220 В, либо 24 В постоянного тока, что является проблемой, в случае, когда замеры необходимо произвести в полевых условиях. Также режим поиска сетей есть в любом ноутбуке или смартфоне, а таже в некоторых моделях роутеров (точек доступа). Но в результате поиска сети в таких устройствах находятся только сети с открытым SSID, в случае скрытого SSID, такая сеть не будет обнаружена, но будет являться помехой на тех каналах, на которых она работает. Для целей поиска наименее зашумленной частоты идеальным вариантом является спектроанализатор Ubiquiti AirView2(EXT).

Вкратце теория. На Украине использование Wi-Fi без разрешения Украинского государственного центра радиочастот(укр.Український державний центр радіочастот) возможно лишь в случае использования точки доступа со стандартной всенаправленной антенной (<6 дБ, мощность сигнала ≤ 100 мВт на 2.4 ГГц и ≤ 200 мВт на 5 ГГц) для внутренних (использование внутри помещения) потребностей организации (Решение Национальной комиссии по регулированию связи Украины № 914 от 2007.09.06) В случае использования внешней антенны необходимо регистрировать передатчик и получить разрешение на эксплуатацию радио электронного средства от ДП УДЦР. Кроме того для деятельности по предоставлению телекоммуникационных услуг с применением WiFi необходимо получить лицензию от "НКРЗІ.

 

 

Частичное наложение каналов

Стандарты 802.11b и g используют одиннадцать каналов в частотной полосе 2,4 ГГц (11 каналов разрешено в США, 13 каналов в Европе, 14 каналов в Японии), которые разделены промежутками по 5 МГц. Поскольку общепринятая ширина каждого канала составляет 22 МГц для 802.11b и 20 МГц для 802.11g, стандарты 802.11b и g имеют три канала без частичного наложения (1, 6 и 11)

№ канала

Частота середины канала

1

2412 МГц

2

2417 МГц

3

2422 МГц

4

2427 МГц

5

2432 МГц

6

2437 МГц

7

2442 МГц

8

2447 МГц

9

2452 МГц

10

2457 МГц

11

2462 МГц

12

2467 МГц

13

2472 МГц

 

Если бы вся передаваемая энергия сигнала содержалась в полосе 20 (или 22) МГц, то определение "без частичного наложения" было бы проще. Но в реальности всё сложнее.

 

Рис. 1. Спектр передаваемого сигнала 802.11b.

На Рис. 1 показан идеальная спектральная характеристика (зависимость мощности от частоты) сигнала 802.11b. График демонстрирует, что мощность передачи уменьшается на 30 дБ (1/1000) относительно мощности центрального канала (именно это обозначено dBr) при уходе на +/- 11 МГц от центра, и на 50 дБ (1/100 000) при удалении от центра на +/- 22 МГц.

Поскольку каналы 11b и g имеют промежуток 5 МГц, два канала, расположенных непосредственно рядом друг с другом (1 и 2, к примеру), будут перекрывать друг друга, как показано на Рис. 2.

 

Рис. 2. Частичное наложение каналов 802.11b.

Области, имеющие жёлтую заливку, показывают частичное наложение мощности сигнала канала 2 на главный лепесток канала 1 (самый большой "горб" и также частотный диапазон, содержащий большую часть мощности сигнала). Поскольку значительная часть главного лепестка канала 2 заходит на главный лепесток канала 1 (и наоборот), связь на обоих каналах будет мешать друг другу. Сравните эту ситуацию с характеристикой, показанной на Рис. 3. 

 

Рис. 3. Работа 802.11b якобы "без частичного наложения" каналов.

Эта характеристика показана в том же масштабе, что на Рис. 2, однако на ней показаны сигналы в каналах 1, 6 и 11 "без частичного наложения". Поскольку мощность каждого сигнала не останавливается магическим образом на границах диапазона в 22 МГц, между каналами "без частичного наложения" наложение всё же существует. Но в данном случае область с жёлтой заливкой, представляющая наложение мощности сигнала канала 11 на главный лепесток канала 6, не менее чем на 30 дБ меньше (1/1000), чем пиковая мощность канала 11.

Если говорить простыми словами, то каналы 1, 6 и 11 считаются "без частичного наложения", поскольку количество мощности, которая накладывается на соседние каналы, слишком мало для существенного ухудшения работы соседних каналов. Так это или не так - зависит от многих факторов, включая способность устройства подавлять помехи от соседнего канала (ACR) и, конечно, расстояние между устройствами, работающими на разных каналах. Несмотря на примеры из стандарта 802.11b, ситуация со стандартом 802.11g и 802.11n практически аналогична.

 

 

Частичное наложение каналов 11g на практике

Скриншоты спектрального анализатора, которые позволяют посмотреть на сигналы 802.11g в действительности.

 

Рис. 4. Реальные сигналы каналов 1, 6 и 11 стандарта 802.11g.

На Рис. 4 показан скриншот спектрального анализатора, где показаны сигналы каналов 1, 6 и 11 "без частичного наложения" стандарта 802.11g. На иллюстрации указаны границы каналов по 20 МГц. Как видим, форма сигналов отличается от Рис. 3, поскольку устройства WLAN используют фильтрацию для выделения сигнала. Но отчётливо видно, что мощность каждого канала накладывается на соседние.

 

Работа со спектроанализатором Ubiquiti AirView2(EXT)

Для работы со спектроанализатором подключите его в USB порт компьютера. Установите программное обеспечение с прилагаемого компакт-диска, либо с сайта производителя по ссылке http://www.ubnt.com/airview/downloads.

 

 

После запуска программы вы увидите такое окно.

 

Рис. 5. Окно программы AirView.

            На первом графике видно использование частотных каналов в процентах(все каналы в сумме дают 100%). На втором – распределение средней мощности сигнала за определенный промежуток времени,  на третьем графике – режим спектроанализатора реального времени. Любой из этих графиков можно отключать и включать комбинацией клавиш Alt+1, Alt+2, Alt+3, и соответственно.

 

Диаграмма использования каналов

 

Рис. 6. График использования каналов в процентах.

Этот график идеально подходит для определения наилучшего канала, позволяя настроить WiFi сеть с наилучшей производительностью. На графике, каждый канал Wi-Fi  2,4ГГц представляет собой панель, отображающую в  процентах использование каждого канала. Она рассчитывается на основе анализа мощности радиочастотной энергии на каждом  канале  с самого начала сессии. Установщик  может использовать это в целях  оптимизации  настроек  беспроводной сети, избегая каналов  с высоким уровнем помех.

 

Waveform Chart

 

 

Рис. 7. Средний уровень мощности сигнала от частоты.


              Этот график показывает  среднюю мощность сигнала, с начала сессии.  Показано распределение мощности  энергии  в дБм   по частоте. Голубой цвет означает энергию сигнала с достаточно редким использованием по времени, в то время как  более  яркие цвета (например: зеленый,  желтый, оранжевый  и, наконец, красный) энергию сигналов с более высокой частотой использования. Установщик  может использовать это в целях  оптимизации  настроек  беспроводной сети, избегая  каналов с высоким уровнем помех.

 

 

 

Диаграмма в режиме реального времени 

 

 

Рис. 8. Спектроанализатор реального времени.

           Этот график представляет  традиционный  анализатор спектра, на котором  показана энергия (в дБм) в режиме реального времени как функция частоты.

Есть три  графика:

-  Max Hold (отображается синим цветом, пиковые уровни сигнала),  этот график будет обновляться  и показывать  максимальные уровни  мощности сигнала  по  частоте  с момента  начала  сессии  анализа  эфира. 

- Нормальное (отображается желтым цветом),  этот график  показывает  среднюю энергию сигнала по  частоте за определенный промежуток времени.

-  Средняя  мощность сигнала в эфире, как функция частоты (отображается зеленым цветом).

            Установщик может использовать этот режим для выбора наименее зашумленного участка в эфире.

 

Использование спектроанализатора Ubiquiti AirView2(EXT) либо режима спектроанализатора в устройствах Ubiquiti позволяет выбрать участок с наименьшим уровнем помех и добиться максимально возможной производительности беспроводного линка. Это очень полезный режим устройств Ubiquiti, позволяющий добиться высоких результатов даже в условиях работы беспроводных точек доступа с высоким уровнем помех.