什么是WiFi频谱分析仪以及我为什么应当使用它?

了解关于WiFi频谱分析仪软件的所有信息,并介绍NetSpot WiFi频谱分析仪作为目前最佳的解决方案。

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您可能不知道,但是您的家庭WiFi网络一直都在争夺WiFi频谱上的有限空间,同时受到可能对其表现造成负面影响的很多不同类型的干扰的影响。

WiFi频谱分析仪是一种软件应用程序或物理设备,用于测量和可视化无线网络的射频(RF)频谱。它有助于识别和排除WiFi干扰、信号强度和信道拥堵问题。

频谱分析仪可以提供有关最佳信道选择的深入见解,帮助提高网络性能和可靠性。这些工具对于网络管理员和IT专业人员来说是确保高效部署和管理WiFi的必备工具。

什么是WiFi频谱分析?

WiFi频谱分析是在特定区域中测量WiFi信号并确定其强度的过程。通常来说,进行WiFi频谱分析是为了发现对无线性能产生负面影响的干扰并予以消除。

WiFi网络在2.4或5 GHz的频带上传送信号。其中每一个频道又被分成了若干信道,这在一定程度上将各个网络分割开来。

WiFi频谱分析仪

理想情况下,两个WiFi网络都不应在同一信道上传送信号,但是实际上这几乎是不可能的。由于移动和物联网(IoT)的急速发展,WiFi频谱从未像现在这样拥挤过。

但是,造成干扰并破坏其他WiFi信号的不仅是WiFi网络本身,大多数常见的电子设备也会产生干扰和噪声。其中包括微波炉,蓝牙设备,汽车警报器,闭路电视无线监控摄像机和无绳电话。

没有WiFi频谱分析仪,我们就很难找到确切的干扰源。幸运的是,如今有很多优秀的WiFi频谱分析仪软件解决方案可供使用,其中包括NetSpot在内的许多解决方案都非常简单易用,即使没有经过IT培训的家庭用户也可以使用它们来优化其家庭网络,告别网络延迟和掉线问题。

我应该什么时候进行光谱分析?

WiFi频谱分析应当遍及WiFi网络的整个生命周期中。首先,有必要分析部署范围,以确定是否存在某种现有干扰。在大多数情况下,会存在其他WiFi网络,有时甚至是蓝牙设备或大型电器。

在选定最优WiFi频带和信道以及对网络完成部署之后,持续不断的频谱分析应当能够解决所有的性能表现问题并找出干扰的新源头。

NetSpot是适用于macOS和Windows的最佳无线频谱分析仪

尽管这个过程听起来可能很复杂,很耗费时间,但是像NetSpot这样的现代化无线频谱分析仪却使得整个过程变得轻松且高效。

本文接下来将为您阐释如何选择无线频谱分析仪以及NetSpot为什么是适用于macOS和Windows的最佳无线频谱分析仪。

为什么干扰和噪声会影响WiFi (802.11)网络?

如果你在想为什么干扰会影响WiFi网络,那么我们为你问了一个好问题而鼓掌。这个原本复杂问题的答案其实很简单:WiFi设备通过无线电波交换数据。

无线电波是一种电磁辐射,可以被大多数家庭和办公室中的各种设备发射,包括智能手机、功能手机、蓝牙键盘和鼠标、智能仪表等。事实上,所有温暖的物体,包括地球本身,都会发出某些无线电波。

当多个无线电波源位于同一大致区域时,就像多个人在彼此旁边同时说话,他们的声音变成噪音。因此,使用付费或免费的WiFi频谱分析仪主动尽可能消除多种噪音源总是一个好主意。

如何检测噪声源?

要检测噪声源,您无需购买昂贵的专业设备。任何功能齐全的WiFi频谱分析仪都能告诉您背景噪音水平最高和最低的位置。

一些分析仪,例如NetSpot WiFi分析仪,甚至可以将这类信息转化为易于理解的WiFi热图(噪声仅在macOS版本中检测)轻松定位所有可能的噪声源。

NetSpot 检查模式适用于 Mac 和 Windows

虽然您可能无法完全消除所有干扰,但您可以始终通过更改路由器的位置来尽量减少它们的影响。

我应当使用哪一款WiFi频谱分析仪?

优秀的WiFi频谱分析仪应当满足一定的标准。它应当能够挑出2.4 GHz,5 GHz和6 GHz频率上的全部信号并识别所有的802.11网络。

802.11技术是一组用于实现无线局域网络的媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范,如今现代化无线路由器和设备所使用的是几种不同的802.11协议。如下三类协议是目前最常用的:

  • 802.11g:使用2.4 GHz频带的吞吐量为54 Mbit/s。802.11g硬件与以前的802.11规范,802.11b完全向后兼容。802.11g遭受着与802.11b相同的干扰,因为它所在的2.4 GHz的频率范围已经非常拥挤了。
  • 802.11n:使用2.4或5 GHz频带的吞吐量为600 Mbit/s。802.11n使用无线网络标准,该标准使用多根天线来提高数据速率,MIMO(多输入和多输出)。802.11n将信道宽度从20 MHz增大到40 MHz,使信道宽度增加了一倍,这导致拥堵的2.4 GHz频带上的数据速率提升了一倍多。
  • 802.11ac:于2008年至2013年开发,并于2013年12月在IEEE标准协会中发布,802.11ac的多站吞吐量至少为1 Gbit/s,单链路吞吐量至少为500 Mbit/s。它将信道扩展到160 MHz,并增加了更多的MIMO空间流(最多8个)和下行链路多用户MIMO(最多4个客户端)。
  • 802.11ax: 从2014年到2019年开发,并于2021年2月由IEEE标准协会正式发布的802.11ax,也被称为WiFi 6,旨在提高高密度环境中的效率和性能。它提供高达9.6 Gbit/s的多站吞吐量,并引入了正交频分多址(OFDMA)以提高频谱效率。它支持高达160 MHz的信道宽度,包含多达八个MIMO空间流,并引入了上行和下行多用户MIMO以增强网络容量。此外,802.11ax通过目标唤醒时间(TWT)提高电源效率,允许设备定时唤醒以传输数据,从而减少功耗。

除最新的802.11协议之外,一款优秀的射频频谱分析仪还应当能够检查安全设置并了解四种最常用的WiFi安全协议,即WEP,WPA,WPA2和WPA3。

  • WEP:WEP (有线等效保密)于1997年获批,是IEEE 802.11无线网络的一种安全算法。2004年,WEP由于安全性较弱被IEEE宣布弃用。尽管目前仍然存在很多WEP网络,但它们提供的安全性无法抵御任何正式的黑客攻击。
  • WPA:Wi-Fi保护访问,作为WEP的替代协议,是由Wi-Fi联盟开发的安全协议和安全认证程序。WPA自2003年开始推出使用,其中包括信息完整性检查,该信息完整性检查旨在防止攻击者更改和重新发送数据包,从而代替WEP标准所使用的循环冗余检查(CRC)。
  • WPA2:尽管并不完美,但WPA2是当今最常用的WiFi安全协议和安全认证程序,它包括基于AES的加密模式以及对CCMP(计数器模式密码块链接消息的支持验证码协议)的支持。
  • WPA3: 虽然并非没有挑战,但它代表了WiFi安全协议和认证计划的最新进展。它建立在WPA2的基础上,引入了旨在提高安全性和用户体验的增强功能。WPA3采用更强的加密方法,包括强制使用更安全的AES-GCM(带伽罗华/计数器模式的高级加密标准)进行加密,提供了改进的机密性和完整性。此外,它引入了同时认证等(SAE)强化了握手过程,使其更能抵御离线字典攻击。虽然WPA3旨在提供更强的安全框架,但随着用户从WPA2过渡,其采用率仍在增长。

NetSpot不仅支持完整的802.11协议和WiFi安全协议,同时还能够生成全面的可视化WiFi勘测信号,清楚地显示所有信号薄弱的区域。

测量模式NetSpot

欲进行快速评估,NetSpot还提供了一种检查模式,通过此模式可以即时收集有关周围WiFi网络的每一条详细信息并以交互式表格的形式显示所收集的信息。

NetSpot检查模式

NetSpot可以同时在macOS和Windows上运行,而且您可以免费试用以确定这款饱受欢迎的无线频谱分析仪如何能够帮助您找到隐藏的妨碍您充分发挥您的互联网连接潜力的干扰源。

如何进行 Wi-Fi 频谱分析?

使用像NetSpot这样的无线频谱分析软件,可以轻松进行Wi-Fi频谱分析。这个多平台应用程序可以分析2.4 GHz、5 GHz和6 GHz频段,并提供关于所有在这些频段上广播的网络(包括隐藏网络)的详细实时信息。

    使用 NetSpot 进行 WiFi 频谱分析:

    1步

    下载并安装NetSpot

    NetSpot 是一款适用于 macOS 和 Windows 的免费增值软件,这意味着您可以免费下载安装并在某些限制下使用它。安装 NetSpot 非常简单,因为您只需打开已下载的安装文件并按照说明进行操作。请记住,您需要管理员权限才能安装该软件。

    2步

    启动 NetSpot 并进入检查模式

    接下来,启动 NetSpot 并通过从顶部工具栏中选择它进入 Inspector 模式(它应该是默认选择)NetSpot 显示一个包含您所在区域所有可用 WiFi 网络的交互式表格不应超过几秒钟。

    NetSpot Inspector mode
    3步

    分析收集的信息

    您可以使用顶部的标签对交互表进行排序,或通过点击底部的详细信息按钮聚焦于特定的 Wi-Fi 网络(或多个网络)如果您选择这样做,新的窗口将会弹出,为所选网络提供随时间变化的信号强度图形表示。

    Netspot graph

    您还可以监控2.4GHz、5GHz和6GHz频段的WiFi信道使用情况,这对于避免过于拥挤而无法提供令人满意性能的信道来说非常有用。

    NetSpot - Channels 2,4 GHz tab

    如何阅读 Wi-Fi 频谱分析?

    与传统WiFi频谱分析仪不同,传统分析仪显示监控频谱中射频能量的图形表示,NetSpot呈现交互式表格和图表,一目了然地显示所有重要信息。以下是您可以了解的可用WiFi网络的一些内容:

    • 频道编号: 每个WiFi网络在特定频道上广播,使用最不拥挤的非重叠频道对于实现最佳性能至关重要。
    理解信息渠道
    • 频段: 三个主要的WiFi频段(2.4 GHz、5 GHz和6 GHz)有着截然不同的特性,因此了解网络使用的频段至关重要。
    理解信息带
    • 信号强度:WiFi信号强度以dBm表示,即相对于毫瓦的分贝。信号强度不足可能导致无法执行更多带宽密集型任务,例如视频流。
    了解信息信号
    • 噪声: 以 -dBm 格式(0 到 -100)测量,噪声表示分析环境中的背景噪声量。过多的噪声会引起干扰并对性能产生负面影响。
    理解信息噪音

    除了交互式的表格和图表外,NetSpot还可以执行站点调查,并以详细的可视化形式呈现收集到的数据。这些可视化可以显示从无线传输速率到频带覆盖的所有内容。

    结语

    凭借这款功能出色的应用程式,您可以理解作为WiFi网络播送信号载体的频谱并且能够轻松消除干扰源。如今,这款WiFi频谱分析仪不仅简单易用,同时还兼容Windows和Mac,使得即使是没有任何相关使用经验的家庭用户也可以轻松掌握WiFi分析的方法。

    所以,我们推荐
    NetSpot

    WiFi分析仪应用运行于具有标准802.11a/b/g/n/ac/ax无线网络适配器的MacBook(macOS 11+)或任何笔记本电脑(Windows 7/8/10/11)。

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    WiFi 频谱分析仪常见问题解答

    什么是WiFi频谱分析仪?

    WiFi 频谱分析仪是一款软件应用程序或实体设备,可测量 WiFi 信号并提供有关这些信号的详细信息,以帮助从故障排除到部署的所有工作。

    WiFi 分析仪和频谱分析仪之间有什么区别?

    WiFi分析仪用于测量已知的无线信号,而频谱分析仪用于测量未知信号的特性,如功率电平、边带、谐波、相位噪声等。

    哪个WiFi分析仪最好?

    有许多不同的WiFi分析器可供选择,有些针对普通家庭用户,而另一些则专注于专业人士。NetSpot 脱颖而出,作为一种多功能的WiFi分析器,既易于完全初学者使用,又足够强大,可以满足为生计部署WiFi网络的网络管理员的需求。

    我们还整理了适用于Mac的最佳WiFi分析器应用程序适用于Windows的最佳WiFi分析器应用程序的列表。

    频谱分析仪的用途是什么?

    在涉及WiFi时,频谱分析仪通常用于测量网络的频率响应、噪声和失真特性,以优化其性能。

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