Интерференция от Не-WiFi источников, часть 2

Интерференция от Не-WiFi источников, часть 2

 

Первая часть статьи находится здесь.

Во второй части мы продолжим разговор о Не-WiFi источниках интерференции для сетей стандарта WiFi. Мы обсудим три дополнительных типа Не-WiFi устройств:
1. Цифровые видео камеры,
2. Устройства ZigBee (стандарт: IEEE 802.15.4),
3. Jammer-ы / радиочастотные «глушилки».

 


На рисунке ниже эти устройства расположены в двухмерной системе, идентичной той, которая была введена в Части-1. Три устройства из предыдущей статьи также включены в рисунок для сравнения.

 interference-severity-vs-prevalence-part-2

Severity:      тяжесть воздействия,
Prevalence:  распространенность

 

Цифровая беспроводная камера, детский монитор (baby monitor)

digital security camera, baby monitor

Беспроводные видеокамера безопасности бывают трех типов:
1. Аналоговая беспроводная,
2. Цифровая беспроводная (Не поддерживает стандарт WiFi),
3. WiFi-видеокамера (поддерживает стандарт WiFi).
Первые два типа являются источниками Не-WiFi частотной интерференции.



Распространенность
:
Цифровые беспроводные камеры являются популярными устройствами, при этом аналоговые камеры уже практически вышли из применения. Увеличивается составляющая камер с поддержкой WiFi-стандарта, но и Не-WiFi камеры обеспечения безопасности также распространены. Рисунок выше показывает уровень распространенности как низкий-средний. Это происходит из-за того, что беспроводные камеры обычно инсталлируются только тогда, когда нет проводной инфраструктуры и там где сложно проложить кабель Ethernet. Распространенность таких устройств выше, чем беспроводных телефонов и теперь беспроводные камеры можно встретить чаще в корпоративном окружении.
 
Технологии беспроводных камер безопасности используются и для функционально схожих устройств, например для детских мониторов (baby monitor). Однако социальные нормы влияют на то, что детские мониторы практически не встречаются в офисах и других рабочих зонах.
 
Тяжесть воздействия:
Более старые аналоговые это беспроводные камеры это в основном устройства с фиксированными частотыми каналами и с более высоким потенциалом воздействия, влияющим на точки доступа стандарта WiFi при перекрывающихся каналах. Такие аналоговые камеры могут иметь 100%-й уровень занятия радиосреды(duty cycle). Это даже более сильное воздействие, чем от микроволновых печей, которые достигают 50%-го уровня занятия среды. К счастью сегодня цифровые беспроводные камеры в основном заменили аналоговые камеры. Большинство цифровых беспроводных камер работают на основе FHSS(frequency hopping spread spectrum) c выполнением нескольких десятков частотных прыжков в секунду по всей частотной полосе WiFi 2.4GHz, занимая несколько MHz в каждый момент времени. На примере, представленном ниже, такая беспроводная цифровая камера прыгает приблизительно 25 раз в секунду и занимает около 2MHz в каждый момент времени. Принимая во внимание такое поведение с прыжками и типичную излучаемую мощность на уровне 10-20dBm (для сравнения типичная излучаемая мощность точки доступа составляет 20dBm - 100mW, но так уже сеть конфигурируется редко из-за распространенности смартфонов и т.п. с Wi-Fi, прим Wi-Life.ru), тяжесть воздействия на WiFi обычныо ограничена несколькими десятками футов(можно оценить как 10-15м, прим. Wi-Life.ru). Но даже в таком диапазоне снижение доступной полосы пропускания сети WiFi намного ниже, чем при интерференции от микроволновой печи.
Примечание Wi-Life.ru: по нашей практике современные бытовые микроволновые печи имеют низкий уровень сквозного излучения, проникающего через защиту. Поэтому не надо опасаться этого источника "по определению". Имеет смысл провести замеры анализатором спектра и сделать выводы. Но есть и другая составляющая - со временем защита микроволновой печи ослабевает в силу разных причин и уровень интерференционной картины может нарастать.
 
Дополнения:
Тяжесть воздействия от Не-WiFi устройства, которое прыгает по частоте, зависит от двух факторов: ширина полосы в данном случае и мощность излучения. С этой точки зрения тяжесть воздействия цифровой беспроводной камеры сравнимо с тем же от цифрового беспроводного телефона на FHSS. В то же время Bluetooth имеет значительно меньшее воздействие из-за меньшей мощности излучения.
 
 
Рисунок ниже показывает картину частотных прыжков беспроводной камеры и детского монитора (показаны только первые 40MHz из спектра 2.4GHz), которые собраны с использованием анализатора спектра.

fqhoppingpatterns
 

Противодействие:
Беспроводные камеры обычно используются только тогда, когда сложно прокладывать кабели проводной сети (например, в удаленных коридорах, зонах погрузки и т.п.). Если углубиться в тему, то, обычно, зоны, которые мониторятся с помощью беспроводных видеокамер, удалены от основных рабочих зон. В принципе достаточно редко возникает необходимость мониторить зоны, где люди постоянно находятся. Поэтому условия возникновения данного сценария чаще всего исключают существенную интерференцию от источников такого типа в тех местах, где работают люди. Альтернативой является выбор именно беспроводных камер с поддержкой WiFi-стандарта. Это позволит избежать интерференции как от Не-WiFi источников интерференции. При этом трафик потокового видео с камер будет смешиваться с другим трафиком WiFi-сети. Если все ещё остаются сомнения в части возможного возникновения интерференции, то перевод расположенных рядом точек доступа стандарта Wi-Fi в частотную полосу 5GHz позволит полностью исключить такую проблему.

ZigBee (IEEE 802.15.4)

Распространенность:
ZigBee или IEEE 802.15.4 является индустриальным стандартом, разработанным для сверхдешевых и маломощных встраиваемых считывающих элементов в промышленные и медицинские системы. В госпиталях устройства, использующие ZigBee, могут быть более распространены, чем в обычных рабочих зонах. В качестве перспективы видны некоторые популярные области применения для таких считывателей и в обычных зданиях. Например одно из них это приложение обеспечения энергоэффективности. Тем не менее такие устройства в обычных корпоративных офисах редки.

 


Тяжесть воздействия
:
Плохая новость в том, что в отличии от цифровых беспроводных телефонов, цифровых беспроводных камер или устройств Bluetooth  устройства технологии ZigBee являются устройствами фиксированной частоты. Такое устройство имеет 16 возможных частотных каналов по 5MHz в частотной полосе 2.4-2.4835 GHz. Но ZigBee является очень маломощным (0dBm или ниже) и обычно генерирует очень небольшой трафик (несколько байт в секунду или меньше).
 
Противодействие:
Как уже было сказано ZigBee не слишком серьезный источник интерференции для сетей Wi-Fi. Однако хорошо известно, что Wi-Fi может даже заглушить устройства ZigBee, у которых нет защиты в виде прыжков по частоте, как, например, у Bluetooth. Таким образом в зонах, где ZigBee используется в критических приложениях, как например для медицинских систем или промышленных решений обеспечения безопасности, необходимо иметь ввиду интерференцию, которая может воздействовать на сети ZigBee. Для того, чтобы обойти эту проблему существуют следующие подходы:
- перевод сети Wi-Fi на частоты 5GHz,
- настроить ZigBee на работу в полосах 868MHz или 915MHz.
В данных полосах доступно десять частотных каналов, но они не во всех странах являются нелицензируемыми. Также важно, чтобы сеть ZigBee имела надежный функционал управления радиоресурсами и, например, могла бы выбирать относительно свободный частотный канал 5MHz.

Глушилки, джаммеры (Jammer)

Тяжесть воздействия:
Главная цель использования джаммера это нарушение функционирования беспроводной сети. Таким образом джаммер может практически «выключить» сеть стандарта Wi-Fi поблизости от него.
 
Распространенность:
К счастью распространенность джаммеров низка и обычно они запрещены к использованию.
  
Противодействие:
К сожалению, в силу природы джаммера, избежать его воздействия невозможно. Но, в отличие от других источников интерференции, которые легальны для использования, единственная цель джаммера состоит в нарушении работы сети. Таким образом джаммер является источником опасности для сети (инициирует атаку типа DoS: Denial of Service) и, обычно, определяется системой безопасности беспроводной сети.

Оригинал статьи (англ.) здесь.

Не пропускайте новости Wi-Fi, которые мы публикуем в Новостной Ленте.

Для получения анонсов по выходу новых статей или появлении новых материалов на нашем сайте предлагаем подписаться на рассылку.

Присоединяйтесь к нашей группе на Facebook: www.facebook.com/Wi.Life.ru
Мы публикуем интересные новости о Wi-Fi со всего света, информацию о выходе новых статей и расширении контента основных модулей ресурса Wi-Life.ru

Wi-Life.Team

Использование материалов сайта Wi-Life.ru разрешено только с согласия Wi-Life.ru и при наличии прямой ссылки на Wi-Life.ru.

blog comments powered by Disqus