什麼是WiFi頻譜分析儀,為什麼我要使用它?

學習所有需要知道的關於WiFi光譜分析器軟體的知識,並介紹NetSpot WiFi光譜分析器作為可用的最佳解決方案。

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你可能不知道,但你的 Wi-Fi 家用網路一直在爭奪有限的 Wi-Fi 頻譜空間,並受到許多不同形式的干擾,這些干擾會對其效能產生負面影響。

WiFi 頻譜分析儀是一種軟體應用程式或實體裝置,用來測量和視覺化無線網路的射頻 (RF) 頻譜。它有助於識別和排除 WiFi 干擾、信號強度和通道擁塞問題。

頻譜分析儀可以提供有關最佳通道選擇的見解,幫助改善網路效能和可靠性。這些工具對於網絡管理員和 IT 專業人士來說是必不可少的,以確保高效的 WiFi 部署和管理。

什麼是Wi-Fi 頻譜分析?

WiFi 頻譜分析是一種測量某一區域內 WiFi 訊號及其強度的過程。進行 WiFi 頻譜分析通常是為了找出影響無線性能的干擾並加以消除。

WiFi 網路會在 2.4 GHz、5 GHz 或 6 GHz 頻段進行廣播。這三個頻段中的每一個都被劃分成多個頻道,每個頻道提供個別網路一定程度的分隔。

WiFi頻譜分析儀

理想情況下,沒有兩個WiFi網路應該使用相同的頻道,但實際上這很難做到。由於行動設備和物聯網(Internet of Things, IoT)的快速增長,WiFi頻譜從來沒有如此擁擠過。

但不僅僅是WiFi網路本身會造成干擾和破壞其他WiFi訊號,大多數常見的電子設備也會創造干擾和噪音。這包括微波爐、藍牙設備、汽車警報、無線監控攝像機和無線電話。

沒有WiFi頻譜分析工具,定位干擾的確切來源將會非常困難。幸運的是,如今有很多出色的WiFi頻譜分析軟體解決方案,其中許多,包括NetSpot,都非常容易使用,即使是沒有任何IT培訓的家庭用戶也可以使用它們來優化家庭網路,告別速度慢和連線中斷問題。

我應該何時進行光譜分析?

在 Wi-Fi 網路生命周期內應執行 Wi-Fi 頻譜分析。首先,需要分析部署區域,以確定是否存在某種干擾。在大多數情況下,會有其他 Wi-Fi 網路,有時甚至會有藍牙設備或大型電器。

在選定最理想的 WiFi 頻段和頻道並部署網路後,持續的頻譜分析應該解決所有性能問題並尋找新的干擾源。

NetSpot 是 macOS 和 Windows 的最佳無線頻譜分析儀

雖然這個過程在紙上聽起來可能很複雜且耗時,但現代無線頻譜分析儀如 NetSpot 使其變得完全無痛且極其快速。

在本文的下一部分,我們將解釋如何選擇無線頻譜分析儀,並介紹 NetSpot 作為 macOS 和 Windows 的最佳無線頻譜分析儀。

為什麼干擾和噪音會影響WiFi (802.11) 網路?

如果你在想為什麼干擾會影響 WiFi 網絡,那麼我們為你問了正確的問題而鼓掌。對這個複雜問題的答案很簡單:WiFi 設備通過無線電波交換數據。

無線電波是一種電磁輻射,可以由大多數家庭和辦公室中的各種設備發出,包括智能手機、功能手機、藍牙鍵盤和滑鼠、智能電表等。事實上,所有溫暖的物體都會發出一些無線電波,包括地球本身。

當多個無線電波源位於同一個大致區域時,就像多個人同時在彼此旁邊說話,他們的聲音變成噪音。因此,主動消除盡可能多的噪音源總是個好主意,無論使用付費或免費的 WiFi 頻譜分析儀。

如何偵測噪音來源?

要偵測噪音源,你不需要購買昂貴的專業設備。任何有能力的WiFi頻譜分析儀都可以告訴你背景噪音在哪裡最高以及在哪裡最低。

有些,比如NetSpot WiFi分析儀,甚至可以將這些資訊轉換成易於理解的WiFi熱圖(噪音僅在macOS版本中被偵測)讓定位所有可能的噪音源變得非常簡單。

NetSpot 檢查模式適用於 Mac 和 Windows

雖然您可能無法消除所有干擾,但您可以隨時更改路由器的位置以將其影響降至最低。

我應該使用哪種 Wi-Fi 頻譜分析儀?

一個好的 WiFi 頻譜分析儀應具備某些特定條件。它應能夠檢測 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 頻率上的所有信號,並識別所有 802.11 網絡。

802.11 技術是一組實施無線區域網路的媒體存取控制 (MAC) 和實體層 (PHY) 規範,現代無線路由器和設備中使用了幾種不同的 802.11 協定。以下三種是目前最常見的:

  • 802.11g: 使用 2.4 GHz 頻段的吞吐量為 54 Mbit/s。802.11g 硬體完全向後相容於先前的 802.11 規範,即 802.11b。802.11g 在已經擁擠的 2.4 GHz 頻段中遭受與 802.11b 相同的干擾。
  • 802.11n: 使用 2.4 或 5 GHz 頻段的吞吐量為 600 Mbit/s。802.11n 使用無線網路標準,多根天線以提高數據速率,MIMO(多重輸入和多重輸出)802.11n 將頻道寬度從 20 MHz 增加到 40 MHz,使數據速率在擁擠的 2.4 GHz 頻段上增加了稍多於兩倍。
  • 802.11ac: 於 2008 年至2013 年開發,並於 2013 年 12 月在 IEEE 標準協會發佈,802.11ac 在多站點吞吐量至少為 1 Gbit/s,單鏈接吞吐量至少為 500 Mbit/s。它將頻道擴展到 160 MHz,並增加更多的 MIMO 空間流(最多八條)和下行多用戶 MIMO(最多四個客戶端)
  • 802.11ax: 由2014年至2019年開發,並於2021年2月由IEEE標準協會正式發布。802.11ax,也稱作WiFi 6,旨在提升高密度環境中的效率和性能。它提供高達9.6 Gbit/s的多站吞吐量,引入了正交頻分多址(OFDMA)以提升頻譜效率。它支持高達160 MHz的通道寬度,包含多達八個MIMO空間流,並引入上行和下行的多用戶MIMO以增強網絡容量。此外,802.11ax還透過目標喚醒時間(TWT)改善了功率效率,使設備能夠安排何時喚醒以傳輸數據,從而降低功耗。

除了最新的 802.11 協定外,一個好的 RF頻譜分析儀還應該能夠檢查安全設定並了解四種最常用的 Wi-Fi 安全協定,這些協定分別是 WEP、WPA、WPA2 和 WPA3。

  • WEP: 於 1997 年通過,WEP(有線等效加密) 是適用於 IEEE 802.11 無線網路的安全算法。由於其安全性弱,WEP 於 2004 年被 IEEE 宣告廢止。儘管 WEP 仍然存在於許多網絡中所使用,但其提供的安全性無法應對任何嚴重的駭客攻擊。
  • WPA: Wi-Fi 保護存取 是由 Wi-Fi 聯盟開發的安全協定和安全認證計畫,以取代 WEP。自 2003 年起使用,WPA 包含消息完整性檢查,旨在防止攻擊者修改並重新發送數據包,取代了 WEP 標準使用的循環冗餘檢查 (CRC)。
  • WPA2: 雖不完美,WPA2 是目前最常用的 WiFi 安全協定和安全認證計畫,並包括基於 AES 的加密模式以及支持 CCMP(計數模式密碼區塊鍊消息認證碼協議)
  • WPA3: 雖然仍面臨挑戰,但代表了 WiFi 安全協定和認證計畫的最新進展。它基於 WPA2 的基礎,引入增強功能以改善安全性和用戶體驗。WPA3 采用更強的加密方法,包含強制使用更安全的 AES-GCM (進階加密標準和 Galois/計數模式) 上的加密方法改善機密性和完整性。此外,引入同時認證相同等級 (SAE),加強握手過程,使其更加抗離線詞典攻擊。儘管 WPA3 旨在提供更健壯的安全框架,其採用率隨著用戶從 WPA2 過渡而持續增長。

NetSpot 不僅支持完整的 802.11 協定和 WiFi 安全協定,它還能生成全面的 WiFi 信號視覺化調查,清晰突出所有信號弱點區域。

問卷調查模式 NetSpot

針對快速評估,NetSpot 提供了所謂的檢查模式,能夠即時收集周圍 WiFi 網路的每個細節,並將收集到的資訊呈現為互動式表格。

NetSpot 檢測模式

NetSpot 可在 macOS 和 Windows 上運行,您可以免費試用,看看這款受歡迎的無線頻譜分析儀如何幫助您發現干擾源,這些干擾源阻止您充分享受網路連線。

如何進行 Wi-Fi 頻譜分析?

使用像 NetSpot 這樣的無線頻譜分析軟體,可以輕鬆進行 Wi-Fi 頻譜分析。這個多平台應用程式可以分析 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 頻段,並提供所有在這些頻段上廣播的網路(包括隱藏網路)的詳細實時資訊。

使用 NetSpot 進行 WiFi 頻譜分析:

步驟1

下載並安裝 NetSpot

NetSpot 是一款適用於 macOS 和 Windows 的免費增值軟體,這意味著您可以免費下載並在某些限制下使用。安裝 NetSpot 很簡單,因為您只需要打開下載的安裝文件並按照說明進行操作。請注意,您需要管理員權限才能安裝該軟體。

步驟二

啟動 NetSpot 並進入檢測模式

接下來,啟動 NetSpot 並從頂部工具列中選擇 Inspector 模式(應該預設已選擇)NetSpot 不需要幾秒鐘就會顯示一個互動式的表格,列出您所在區域中所有可用的 WiFi 網路。

NetSpot Inspector mode
步驟三

分析收集到的資訊

您可以使用頂部的標籤來排序互動表格,或透過點擊底部的詳細資訊按鈕集中檢視特定的 Wi-Fi 網路(或多個網路)如果您選擇這樣做,將會出現一個新視窗,提供所選網路在一段時間內的信號強度圖形表示。

Netspot graph

您也可以監控 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 頻段的 WiFi 頻道使用情況,這對於避免擁擠的頻道以提供令人滿意的性能非常有用。

NetSpot - Channels 2,4 GHz tab

如何閱讀 Wi-Fi 頻譜分析?

與傳統的 WiFi 頻譜分析儀不同,傳統的 WiFi 頻譜分析儀會顯示監控頻譜中 RF 能量的圖形表示,而 NetSpot 則通過互動式表格和圖表清晰地顯示所有重要信息,一目了然。以下是您可以瞭解的可用 WiFi 網路的一些內容:

  • 頻道號碼: 每個 WiFi 網路都會在特定的頻道上進行廣播,使用最不雜亂的非重疊頻道對於實現最佳性能至關重要。
了解資訊通道
  • 頻段: 三個主要的 WiFi 頻段(2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz)具有截然不同的特性,因此了解網絡使用的頻段非常重要。
了解資訊欄
  • 信號強度:WiFi信號強度以dBm表示,指的是相對於毫瓦的分貝。信號強度不足可能讓執行更高頻寬需求的任務變得不可能,例如影像串流。
了解資訊信號
  • 噪音: 以 -dBm 格式測量 (0 到 -100),噪音表示分析環境中的背景噪音量。過多的噪音會導致干擾並對性能產生負面影響。
理解訊息噪音

除了互動式表格和圖表,NetSpot 也可以進行站點調查,並以詳細的可視化形式呈現收集到的數據。這些可視化圖表可以顯示從無線傳輸速率到頻段覆蓋的所有內容。

結論

透過正確的應用程式,你可以了解 WiFi 網路的廣播頻譜,並輕鬆排除干擾源。如今,非常強大的 WiFi 頻譜分析儀已內建於易於使用的 Windows 和 Mac 應用程式,使 WiFi 分析對於缺乏經驗的家庭用戶而言也變得可行。

所以,我們推薦
NetSpot

WiFi 分析器應用程式可以運行在 MacBook (macOS 10.12+) 或任何搭載標準802.11a/b/g/n/ac/ax無線網絡適配器的筆記型電腦上(Windows 7/8/10/11)

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  • Mac/Windows

WiFi 頻譜分析儀常見問題解答

什麼是WiFi頻譜分析儀?

WiFi 頻譜分析儀是一款軟體應用程式或實體設備,它可以測量 WiFi 訊號並提供有關訊號的詳細資訊,以協助故障排除及部署。

WiFi 分析器和頻譜分析器有什麼不同?

一個 WiFi 分析儀 用於測量已知的無線信號,而頻譜分析儀則用於測量未知信號的特性,例如功率水平、邊帶、諧波、相位噪聲等。

哪個 WiFi 分析器最好?

市面上有許多不同的 WiFi 分析儀可供選擇,有些是針對普通家庭用戶,有些則專門針對專業人士。NetSpot 是一款多功能的 WiFi 分析儀,既易於完全新手使用,也能夠滿足部署 WiFi 網絡為生的網絡管理員的需求。

我們還整理了一些 Mac 最佳 WiFi 分析儀應用程式Windows 最佳 WiFi 分析儀應用程式

頻譜分析儀的用途是什麼?

談到 WiFi,頻譜分析儀通常用來測量網路的頻率響應、噪聲和失真特性,以優化其性能。

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