思科CleanAir不仅仅是频谱分析仪

　　频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。

    频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器，面板上布建许多功能控制按键，作为系统功能之调整与控制，系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性。频谱分析仪依信号处理方式的不同，一般有两种类型；实时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫瞄调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。实时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector)，再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到CRT 屏幕上，其优点是能显示周期性杂散波(PeriodicRandom Waves)的瞬间反应，其缺点是价昂且性能受限于频宽范围、滤波器的数目与的多任务交换时间(Switching Time)。

    常用的频谱分析仪是扫瞄调谐频谱分析仪，其基本结构类似超外差式接收器，工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡器经与CRT 同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号（IF）再放大、滤波与检波传送到CRT 的垂直方向板，因此在CRT 的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系 

　　历来无线网络工程师都习惯于把频谱分析仪当作现场故障分析诊断工具来用，但企业无线LAN供应商认识到，把频率分析仪融合到WLAN基础设施上，将可以发挥更大的功效。频谱分析仪具有自我修复WLAN的潜在功能，比如它可以自动侦测、识别并调整干扰源等。着眼于整体部署无线网络的企业，Cisco公司为此作出了前所未有的积极对策：CleanAir解决方案。

　　CleanAir加入了成长中的企业WLAN解决方案，在企业系统架构中实现频谱分析仪的使用。比较常见的方法是使用已嵌入到无线设备芯片中的频谱分析仪，这样网络管理人员就可以通过笔记本电脑远程监控接入点的运行情况，还可以不离开座位就可以做故障的排除诊断工作。而在CleanAir中，对于基础设施来说，频谱分析仪是完整的不可或缺的一部分，它可以让分析结果更具有研究价值。

　　CleanAir是基于Cognio公司的技术研制成功的，该公司是 Cisco在2007年收购的一家频谱分析公司。通过CleanAir,Cisco已经成功把Cognio的频谱软件中相同水平的干扰检测和识别功能融合进了统一无线网络中。为了实现这一目标，Cisco还发布了一条全新的的接入点生产线，这就是Cisco Aironet 3500系列。Cisco Aironet 3500中有ASIC芯片，它能很好地收集频谱分析数据。这种接入点产品有两种区别明显的频率分析模式。种模式服务于无线客户端的同时，还可以保证相同WiFi频道的频谱分析。而第二种中，网络工程师可为专门的感应器对接入点做出相应的配置。虽然Cisco Aironet 3500可以为干扰检测每一个标准频道，但是它却无法处理客户端的访问。

　　同样地，为了实现CleanAir的所有性能，包括干扰源的地点或历史数据等问题，企业所需要的，不仅仅是当前的接入点。虽然Cisco的无线控制系统（WCS）能够很好地管理具有CleanAir性能的接入点，但这个解决方案还要结合Cisco的移动服务引擎（MSE），来收集本地数据，以及通过接入点创建频谱的历史数据。Cisco设计的MSE的本地数据库系统根据MAC地址实现对无线设备的跟踪，确保网络管理员可以监视所有设备在无线网络中的移动情况。对于非WiFi设备，CleanAir将会按干扰来识别，比如无绳电话或无线摄影机等，CleanAir都会根据干扰的独特的无线信号，为其分发一个伪MAC地址。这些识别符可以帮助网络管理人员跟踪某个干扰设备，就算是这个干扰源是在接入点或其他设备之间移动的，也可以检测到。

　　CleanAir同样也有一个事件驱动无线源管理功能。在纯CleanAir部署中，所有接入点设备都可以与CleanAir兼容，该解决方案不仅仅能够在干扰影响到用户时及时作出判断，它还可以自动校正干扰源周围的频道，并把频道转换到可用的接入点上。虽然这可能会引起某些同频道干扰，相邻接入点在相同WiFi频道发生干扰，但许多网络工程师都会考虑使用一种合适的产品来处理大规模干扰源问题。为了达到预期的自动化效果，Cisco提出了一种重要的解决方案，这种解决方案是指每一段无线网络中的空气质量分。当空气质量分下降到某一可接受水平以下时，企业就可以依此作出相应配置，对无线管理系统采取必要的措施，不然就通知技术支持人员或者采取自动问题修正。不幸的是，这种功能强大的RRM只适用于CleanAir接入点，在老式的Cisco 802.11n 接入点中作为传感器部署的Aironet 3500也同样无法实现。　　无论CleanAir是否具备RRM自动化功能，南佛罗里达大学（USF）的网络工程师Joe Rogers对CleanAir解决方案做出了高度评价。

　　根据Rogers所说的，可以知道在USF对CleanAir不管是架构还是选址的部署，都与先前的WLAN部署没有区别。

　　另外Rogers和他的团队发现干扰问题比他们之前想到的更加重要。"CleanAir确实也给我们带来了一些额外工作--比如清理那些我们之前所不知道的系统中存在的RF问题。" Rogers解释道，这就意味着如果有人想要部署CleanAir,他就得在部署CleanAir之后考虑安排时间和精力去处理CleanAir无法覆盖的干扰源问题。

　　终，Rogers还是打算把USF现有的2,400台接入点替换为CleanAir设备，尤其是学生宿舍楼。可以说学生宿舍就是网络管理人员的恶梦，因为学生总是会有许多WiFi和非WiFi无线设备，比如无线控制的游戏机等。这些游戏机会和WLAN设备争夺未经许可的2.4Ghz频谱上的带宽占用时长。

　　"CleanAir不仅可以侦测到来自其他设备的干扰，还能具体到一个Xbox无线控制器。这就为管理人员识别这些干扰源节省了大量的时间。" Rogers说。在还未使用CleanAir之前，Rogers要指派一个工程师拿着笔记本电脑和频率分析仪在大楼里巡查，以在干扰源消失之前找到它。