揭秘無線同頻干擾

引言：隨著智能移動終端的爆發式增長及BYOD辦公模式在企業內的推廣，無線網絡已經成為企業信息化建設的重要基礎設施。但是由于傳輸介質的特殊性，無線網絡很容易遭受各類信號的同頻干擾，因此保障無線網絡的穩定運轉，也成為了網絡管理人員新的挑戰。本文介紹一起解決無線同頻干擾的實際案例，希望給各位同行帶來幫助。

故障現象

某工作日下午，筆者接到單位辦公室同事的電話，反映會議室使用無線接入特別緩慢，亟待解決。筆者趕到現場后，發現會議室正在進行一項集體培訓，參加人數有八十多人。經過了解，這次培訓是針對業務人員的一次專項培訓，目的是讓業務人員盡快熟悉新上線的業務系統，培訓過程中需要業務人員對應用系統進行實際操作，所以需要參加培訓的業務人員自帶筆記本、平板電腦或者智能手機接入公司內網，然后進行實際操作訓練。

雖然會議室并未部署無線網絡，但會議室分布著多個可供有線接入的墻點，由于公司并未實施嚴格的準入控制策略，所以只需要將設備或者終端接入墻點，采取“自動獲取IP地址”的模式，即可獲得內網DHCP服務器分配的IP地址信息，順利接入內網。

為滿足用戶使用無線的需求，辦公室同事就自行部署了十個某品牌的家用無線路由器，這十個無線路由器均勻分布在會議室的周圍，每個無線路由器的SSID均不一樣，但是供用戶接入的WPA密碼都一致。培訓開始前，同事還對這十個無線路由器單獨進行了測試，確定每個無線路由器都正常工作，但是培訓開始后，用戶普遍反映無線網絡緩慢，有時根本就無法打開業務系統，同事對所有無線路由器進行了重啟操作，仍然無濟于事。

故障分析

針對這一故障現象，首先需要排查是系統問題還是網絡問題。聯系系統管理人員，檢查了系統及服務器的狀態，排除了系統的問題，這樣問題就定位到網絡上。經過筆者檢查，其他辦公地點的用戶使用網絡均正常，說明公司的骨干網絡和接入網絡并無異常，問題肯定就出現在會議室的無線網絡上。

我們采取“先硬件后軟件”的故障排查方法，首先檢查了無線路由器的物理狀態，包括指示燈、管理后臺等，均未發現任何異常，但是有幾個路由器屬于“忙閑不均”的狀態，即有的無線路由器接入用戶數達到二十以上，但有的設備接入用戶數極少。

會不會是有些無線路由器接入用戶數過多導致的呢？將用戶按照位置平均分為十組，每組8-10個人，每組用戶只能連接對應的那臺無線路由器，這樣就將用戶平均分配到十個無線路由器上，確保每個無線路由器負載均衡。但是這樣分配完之后，上網速度仍然異常緩慢，在筆記本上使用Ping命令對無線路由器進行測試，丟包率達到40%以上。但是筆記本通過網線接入無線路由器的LAN口，采取有線上網的方式，則一切正常。

圖1 inSSIDer檢測結果圖

通過上述測試，排除了無線路由器負載過重的原因，那么只剩下一個可能性，那就是無線同頻干擾的問題。筆者登錄無線路由器后臺管理頁面，發現這些無線路由器均屬于雙頻設備，即同時支持2.4GHz和5GHz頻段進行無線通信，而系統默認的頻段是2.4GHz，這也是這些無線路由器正在工作的頻段。為了證實會議室內這些無線路由器間確實存在同頻干擾，筆者使用了一款名字為inSSIDer的無線網絡檢測軟件，這款軟件完全免費，可以很方便在網上下載安裝使用，inSSIDer能夠對附近的無線網絡信號源進行檢測，收集每個無線網絡的詳細信息，包括無線路由器的MAC地址、SSID、當前所使用的信道、安全類型、信號強度、網速等，同時還能夠對無線網絡的質量及同頻干擾問題進行分析，提供故障排查的依據。下面結合inSSIDer對cosbulk-371這個SSID的檢測結果進行介紹（如圖 1）。

從圖1可以看出，左邊框中詳細列出了當前每個SSID的相關信息，可以看出cosbulk-371這個SSID目前工作在2.4GHz頻段下，當前信號強度為-42dBm，所使用的信道為6和10，采 用WPA2-Personal安全技術，MAC地址為D8:15 :0D :E9 :B8 :C7，采用的是802.11n無線通信協議；右邊框中還能看到該無線網絡的質量，著重需要關注Co-Channel、Overlapping和Signal三個參數的數值，Co-Channel是指與該SSID使用相同信道的其他無線網絡信號源的數目，Overlapping是指與該SSID所使用信道頻率上有重疊的其他無線網絡信號源的數目，signal是用來評估該SSID信號強弱的指標；其中Co-Channel和Overlapping兩個參數值越高，表明該SSID遭遇的同頻干擾越大；signal參數值越高，越接近于0，表明信號強度越高。

從圖1可以看出，cosbulk-371這個SSID的信號強度較高，但是遭遇的同頻干擾比較嚴重，提供的無線網絡不太穩定。

我們采用inSSIDer對會議室的無線網絡進行檢測后發現，基本所有SSID均工作在6和10頻段，導致Co-Channel和Overlapping兩個參數值都非常高，說明會議室內的無線同頻干擾非常嚴重，這種情況肯定會導致用戶上網極度不穩定。

故障解決

相對狹小的會議室空間內放置了相對多的工作在重疊信道的無線路由器，這些因素使得設備發生同頻干擾的可能性大大增加，必須將這些無線路由器切換到不同的工作信道，盡最大可能避免同頻干擾。2.4GHz共存在十三個信道，但是這十三個信道并非完全獨立，部分信道存在頻率重疊的部分，所以為了避免干擾，一般會選取1、6和11這三個不重疊的信道進行無線部署。但是，會議室內有十個無線路由器，如果選用2.4GHz頻段進行通信，不可避免地會有部分無線路由器存在同頻干擾的問題，頻寬窄、不重疊的信道少，這也是采用-2.4GHz頻段的固有缺點。

為了徹底解決同頻干擾的問題，筆者決定采用5GHz頻段進行通信。因為802.1n協議支持5GHz頻段，而且該協議已經推廣很多年了，屬于非常成熟的主流無線通信協議，現有的筆記本、手機等無線智能終端和無線路由器基本都支持5GHz的頻段。更重要的是，5GHz頻段劃分了24個獨立信道，每個信道不存在頻率重疊的部分，這樣就為無線網絡提供了豐富的信道資源和更高的頻寬，也有效避免了同頻干擾的問題，只要將不同SSID固定在不同的信道，理論上就不會出現同頻干擾的問題。

登錄各個無線路由器管理頁面，將無線路由器的工作頻段指定為5GHz，并將十個無線路由器的工作信道分別設置為十個不同的信道，完成這些操作后，讓用戶重新接入對應的SSID，無線網絡立即恢復正常。隨即使用inSSIDer軟件檢測會議室的無線網絡質量，發現Co-Channel和Overlapping兩個參數均為0，說明會議室內完全不存在同頻干擾，無線網絡達到了最優狀態。

經驗總結

無線網絡已經成為用戶最為依賴的IT基礎設施，但是在企業內搭建一套穩定、安全的無線網絡并不是一件簡單的事情，首要解決的就是同頻干擾的問題。傳統的2.4GHz頻段已經負重不堪，在某些干擾信號密集的區域，如果無線網絡還使用2.4GHz頻段，很容易發生同頻干擾。所以，應該優先使用5GHz頻段，合理分配信道，徹底根除同頻干擾。

本文案例中所使用的家用無線路由器沒有信道自動優化的功能，需要管理人員手動分配信道。現在市場上的主流商業無線方案，可以利用檢測算法實現自動信道優化，減少同頻干擾，有條件的單位可以嘗試。