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2024年5月1日发(作者:)

WLAN测试方法

方法一 传统的协议分析观点

早期无线网测试基本上都以协议分析作为主要方法,这是因为,无线的传输基于微波,

通过空间传输,网络传输的介质已经不是主要问题了,因此完成对传输数据包分析测试,从

网络应用角度上完成网络传输的性能问题测试,就足可以完成无线网络的测试工作。常见的

这类协议分析多数是基于软件对无线网络传输的数据包进行捕包和解码及分析等功能来实

现的。自上而下的网络分析方法是相当多的网络管理人员熟悉的手段,因此就产生了这样的

观点:认为传统的协议分析技术能完全解决无线网络的测试需求。

无线网络虽然摆脱了传统有线网络事实并非如此,无线网络的物理层其实更需要测试。

介质上的物理特性约束,但它也带来了前所未有的物理层方面的问题。我们可以说三维空间

是无线网络传输的媒介,微波是数据传输的载体。以802.11b为例,2.4G的传输频率是公

共的无线频率,与蓝牙、微波炉以及各种微波设施相同,无线网络的信号是否会埋没在各种

干扰噪声之中呢?此时无线传输的各种信道的信号强度、噪声强度,信噪比成为检测无线局

域网物理层传输性能的最基本的参数。这与局域网中对五类和六类布线系统的传输性能参数

测定一样,衰减、近端串扰、回波损耗等性能参数决定了铜线的布线系统通信质量。

方法二 无线射频分析观点

由于无线局域网是基于微波射频传输的,因此有人就认为对它的测试主要集中在对射频

分析上,它能够完成无线局域网物理层的全部测试,也就完成了无线局域网的安装测试问题。

这种测试类似于布线测试,如五类链路测试和光缆链路测试。但是,这并不能完全反映无线

局域网链路层以上的传输性能情况,就如我们不能说马路宽敞平直,就认为这是一条畅通的

道路一样。没有实时的网络流量分析、网络吞吐量测试以及协议和应用统计,就无法真正满

足无线网络性能以及安全性的测试需求。

在双绞线为基础的网络中,布线阶段和网络建设阶段是非常明确的两个阶段。由于综合

布线建立的是一个与应用无关的布线系统,所以在布线过程中只对布线系统的性能进行评

估,并不考虑网络的传输问题。而无线局域网的基础建设中,物理介质和网络应用是二合一

的整体,所以即使是无线网络的工程测试,也绝不能仅仅测试物理信号那么简单和片面。

在底层测试上,无线局域网与布线系统测试还有一个明显的不同点,即布线系统的性能

是基于点对点确切链路来保证的,而无线局域网摆脱了线缆的束缚,以无线广播的方式传输,

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要测定的性能就不是点对点,而是三维的立体覆盖范围。所以,如何测定无线网络的覆盖范

围和查找定位干扰源,更是无线网络测试维护的基本需求。

方法三 协议分析与射频分析相结合的综合分析观点

既然

传统的协议分析不能查找干扰源

无线射频分析无法知晓传输性能

那么无线网维护与管理中的测试要把协议分析和射频分析结合起来:

Ø 物理层的测试,各信道、信号、噪声的测试,实际上是传输介质和信号传输载体的测试;

Ø 网络实际吞吐量的测试,以测试网络传输性能能否满足不同网络应用的需求;

Ø 射频源的精确定位测试,以解决无线网络中故障射频点及干扰源的定位问题。

Ø 协议分析,捕包解码。无线网络故障中15%-20%源于网络的协议及应用层,网络维护

中协议分析更是必不可少的手段之一。甚至一些无线网络连通性的故障原因也可以通过

协议分析进行故障诊断。

Ø 网络安全监测与漏洞扫描。无线网的安全问题始终是影响无线网络应用发展的最大问

题。无线网的安全问题分为两大类,一是非法入侵,二是恶意攻击。但随着802.1x安

全协议的推广,目前大多数实际困扰无线网络的安全问题是由于无线网络安装人员未进

行安全设置,而非技术原因。因此,无线网络安全监测和报告是无线局域网测试不可或

缺的测试项目之一。

Ø 网络整体性能的测试,有线局域网刚刚制定了针对网络性能和应用性能的测试标准

—LAT。对于无线局域网的传输性能测试来说,目前还没有一个标准来确定什么样的结

果就是合格的,只能依靠经验来评估无线局域网的安全调试水平。

Ø 专家分析系统。 作为一个完整的无线网络测试维护方法还应该提供专家分析系统,来

分析其中的故障原因、提出解决方案建议,以满足不同技术水平用户的需求。

FNET WLAN测试解决方案

四个产品:

Ø InterpretAir

Ø AnalyzeAir

Ø ES2-WLAN

Ø OPV-WNA4

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InterpretAir™ 无线局域网分析软件

优势

1. IA是专业的Site Survey软件,用于Wi-Fi网络设计、部署、故障诊断和网络优化。

目前可用于做Site Survey的工具包括:

Ø 免费的客户端软件(Netstumbler、Kismet)

Ø 便携式分析仪(ES2-WLAN、OPV-WNA4的Survey功能)

Ø 专业Survey软件(FNET IA、AirMagnet Survey、Berkeley Vartronics Hive、Helium

Networks Wireless Recon)

相对于专业的Site Survey软件,前两者都有各自局限性:

Ø 免费的客户端软件

a.无法测试信号强度

b.无法测试干扰

c.无法测试AP分布和覆盖范围

d.一次只能显示一个位置的WLAN概貌

e.无法自动生产Survey报告

Ø 便携式分析仪

a.不能图形化显示勘测结果

b.一次只能显示一个位置的勘测结果,这种逐点记录的方法利于故障诊断但不利于

做整体分析

c.不能模拟和仿真

Ø 其它Survey软件

a.多张Survey图(称为Heat Map)分别表示信号强度、干扰、信噪比、数据速率

等,查看起来非常不方便;IA用一张RF健康图即可显示多张图的信息

b.受限的仿真能力

2. RF健康和故障原因(Key Feature!)

RF健康:在部署施工完成后,验收方可自定义验收标准,通过现场勘查IA会直观显示出

不符合标准的区域

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故障原因:不符合标准的区域,IA会告知是什么原因引起的(信号强度低、信噪比低、接

入点数少、数据速率低、干扰大)

对用户的价值:快速而清晰地显示哪些区域符合用户对WLAN的性能要求,哪些区域不符

合,不符合的原因是什么。对于工程验收方来说是非常实用的一个功能,运营商(电信、移

动)一般都会请施工方来部署WLAN,他们提要求并验收,有了IA就可高效完成验收。

3. 网络仿真:可在平面图上绘制墙体、障碍物(Key Feature!)

对用户的价值:建筑物的墙体对Wi-Fi信号有很大的衰减,因此在平面图上绘制具有衰减值

的墙体和障碍物可以更加准确的计算AP的覆盖范围。此外IA还可订制不同类型的墙体。

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4. 网络仿真:虚拟AP

对用户的价值:设计阶段可使用虚拟AP设计WLAN部署方案;部署后验收时或者网络更

改或扩容时,如发现已部署的实际AP不满足要求,可以先试着在IA上放置虚拟AP查看

仿真结果是否达到预期,再更改施工,避免盲目部署带来的额外开销。另外IA的虚拟AP

可以设置更多的参数:频道、发射功率、天线、天线方向、天线高度,能较为真实地仿真真

实AP(AirM Surveyor 的虚拟AP只能设置频道和发射功率)。

5. 快拍(Key Feature!)

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对用户的价值:如果网络特定位置的性能下降,“快拍”功能会记录10秒钟的数据,并立刻

指出特定位置网络性能是否符合用户自定义标准。并可以与以前测试记录数据做比较,查看

网络性能下降原因,有利于快速故障诊断。

6. 网络负载滑块(Key Feature!)

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对用户的价值:IA在计算 “数据速率”、“信噪比”和“干扰”时考虑到网络负载对这几个

参数的影响,将无线网络通讯量虚拟添加到网络中。增加网络负载会增加同频干扰,导致

SNR 和数据速率降低,干扰增加。0% 的网络负载表示没有任何通讯量,而 100% 表示在

理论情况下所有接入点在 100% 的时间里都在传输数据。有了“网路负载滑块”功能,对

数据速率、信噪比和干扰的评估将更加精确。

7. 信号强度分布

对用户的价值:选择“最强”在平面图位置上显示最强的信号;选择“第二强”在每个平面

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图位置上显示第二强的信号;选择“第三强”在每个平面图位置上显示第三强的信号。考察

WLAN的健壮性,如果最强接入点在某个位置被破坏怎么办?仍有覆盖范围吗?

8. 网格可调设计(Key Feature!)

对用户的价值:实际勘测时,不可能走遍所有需勘测的区域,IA提供可调的网格显示。当

您用有限时间勘测了较大范围,可使用较“粗糙”的网格显示,这时显示的测试结果用了较

多的推断值;而如果您用较多的时间勘测了一个小区域,需要使用“精细”的网格显示,这

时显示结果采用了较多的实际勘测值;如果您已配置墙壁材料并已观查到接入点位置和配

置,使用“在网格中填入虚拟值”,将会在用推测数据填满未勘测的区域。对用户来说,可

根据实际的勘测情况来自由选择网格显示,使显示结果更加准确地反映真实情况。

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9. 频道信号

对用户的价值:频道信号可用于显示不同位置和频道的信号的拥挤程度。 选择没有被任何

接入点使用的波段/频道(例如 802.11b / 5),以显示周围频道(802.11b / 4 和 802.11b

/ 6)的信号泄漏量。在部署时有助于分析邻接信道干扰。

10. 接入点部署窍门(Key Feature!)

对用户的价值:接入点布置窍门假定用户知道所要使用的频道,为用户提供下一个接入点的

建议位置。使用网络预测功能进行纵深网络规划。 情况一:从“浏览器视图”中选择您希望

作为“现有网络”处理的接入点。比如您有 10 个接入点,您可以选择全部接入点,也可以选

择其中 9 个,查看“最后一个”应当安装在哪里,从而取代其当前位置。 情况二:选择您希

望用于接入点的波段 (802.11a/b/g) 和频道。尝试不同的频道,以查看匹配度如何更改。干

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扰和信号强度越小的频道和位置,匹配度就越好。较高的匹配度(接近 100)标记为红色。

11. 冻结AP功能

对用户的价值:许多站点勘查员在部署整个网络之前可以仅使用一个或几个AP验证部署多

个真实AP的覆盖范围,避免过量采购或采购数量不足的AP。如先部署一个AP,开始记录

勘查,再勘查完这个AP的覆盖范围后,可以将这个AP冻结,将其移动至下一位置,再次

启用勘查,IA会将同一个AP识别为不同的AP(尽管MAC地址是一样的)。

12. 自动报告生成

对用户的价值:快速创建用户自定制的报告,包含所有统计值和地图。节省生成报告的时间,

而且报告直观清晰,即可存档也可交给上级评估。

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13. 图例显示可调(Key Feature!)

对用户的价值:有的用户喜欢更详细的色彩分级,而有的用户喜欢简洁明了,能反映大方向

的色彩分级。IA考虑到不同用户的需求,每个测试结果图例都可自由选择。

14. 简单易用,中文界面(Key Feature!)

对用户的价值:中文界面简单易学,即学即用,快速上手。

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竞争

RF健康

快速判定被测区域是否满

足要求

故障诊断

快速判断不满足网络要求

的原因

完整的网络仿真能力

可仿真AP、墙体、障碍物

可仿真AP(不可仿真墙体、干扰

能设置天线增源和障碍物,不可

益、高度和角仿真AP

度),不可仿真

墙体和障碍物

信号强度;噪信噪比;同信道重

声;信道干扰;叠;邻信道重叠

信噪比;数据速

率;重传速率;

丢包速率

FNET

IA

AirM

Survey

BVS Helium

Hive(Bird’s Eye) Wireless Racon

专业的测试项目

AP计数;AP位置估计;

AP部署窍门;适配器信号

强度;数据速率;干扰;

信号强度;信噪比;频道

信号;最强信号AP

准确显示未勘察区域

网格可调显示;墙体衰减

考虑网络负载的影响

反映网络负载对数据速

率、干扰、信噪比的影响

冻结AP功能

部署初期只使用少量AP

可达到多个真实AP的效

中文界面

简单易学

支持802.11n

安装平台

Laptop

或INA

Laptop

Swarm版支持

PDA和laptop Laptop

PDA上只能安装

简化版;详细分析

仍需放到Laptop

上进行

由于BVS还有国内很少有人

WiMax,CDMA的知道这个品牌

测试工具,在运营

商处知名度较高

市场认知度 专门从事Wi-Fi

测试,产品单

一,但进入市场

较早

绿色:具有此功能 黄色:具有此功能,但不全面 红色:不具备此功能

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IA优势总结 :

Ø 更方便:一张RF健康图代替多张“Heat Map”,合格与不合格一目了然

Ø 更全面:测试项目多达12项,全面而深入地分析为设计、部署验收提供依据

Ø 更准确:仿真AP、墙体和障碍物;网格可调显示;考虑网络负载影响;冻结AP

功能,使测试结果更可信

Ø 更易学:全中文界面,缩短培训周期,易学易用。

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AnalyzeAir™Wi-Fi 智能频谱分析仪

优势

1. 专为IT人员设计的频谱分析仪

AA

1.便携频谱卡+PC软件

2.可安装在笔记本电脑、基于Windows的便携

式仪表上

3.笔记本的宽大屏幕,除频谱曲线外还可看到

基于频谱的高级分析,帮助IT人员快速查找

RF干扰源

4.笔记本的大存储空间,可记录大量动态频谱

曲线

5.价格便宜

传统频谱分析仪

1.专门的硬件设备

2.体积大、笨重、放在实验室的台式设备

3.屏幕狭小,只能显示RF专家能够读懂的

频谱曲线

4.容量小的闪存,只能存储数字信息

5.价格昂贵

对用户的价值:AA不是为了分析频谱曲线而设计的,而是专门为WLAN部署和维护人员

设计的,除了频谱曲线外,还设计了很多高级分析chart,直接将复杂难懂的频谱曲线翻译

成IT人员一看就懂的数据图标,帮助IT人员深入RF物理层,查找影响WLAN连通性的

干扰源。所以即便你不是专业RF工程师,也可借助AA解决WLAN的物理层问题。

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2. 发现RF干扰源,并指出是什么RF干扰源

普通频谱分析仪只能显示频谱曲线,工作人员要具备分析频谱曲线的能力才能判断是什么干

扰源,如从上面这个频谱图可以分析出是某种采用跳频技术的设备在干扰Wi-Fi。

AA除了提供频谱曲线,还可直接识别出是什么类型的干扰源,是蓝牙设备、微波炉、无绳

电话还是雷达信号?告知干扰源的发射功率,对WLAN的影响程度(Severity,共五级,级

别越高影响越大)以及建议的操作以解决干扰源的干扰。

对用户的价值:使用人员不需要具备专业的RF频谱曲线分析能力,即可判断出是什么设备

在干扰WLAN网络。

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3. 查找定位RF干扰源(Key Feature!)

右键点击Wi-Fi设备或干扰源,出现“What is This Device?”(告知设备和干扰源是什么类别)

和“Find This Device”(查找定位干扰源和Wi-Fi设备)。

对用户的价值:不但可以发现干扰源,还可通过定向天线定位干扰源,快速排除干扰源的影

响。

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4. 显示干扰源或Wi-Fi设备的信号强度和影响的信道

对用户的价值:“Device”列出所有活动RF设备;“Channels Affected”指出干扰源影响的频

道的有哪些?功率有多大?“On Time”显示干扰源干扰的持续时间,帮助分析是偶然出现

的干扰源还是持续干扰源。

5. 告警

对用户的价值:颜色用于告警,以上图为例,灰色:SNR高于20dB;黄色:10-20dB;红

色:小于10dB。对测试结果是否符合要求一目了然。

6. 同信道干扰CCI与邻接信道干扰ACI

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CCI(co-channel interference):部署在同一信道的AP之间的干扰,上图有四个AP都位于6

信道,CCI为-60dBm。

ACI(Adjacent channel interference):部署在重叠信道上的AP会对邻接信道造成干扰,上图

信道7上的ACI为-38dBm。是由分布在信道6和信道11的AP造成的。

802.11b/g非重叠信道为1、6、11。如果在1、6、11部署AP那么2、3、4、5、7、8、9、

10都会受到ACI的影响;如果在1、2、6、11部署AP,那么所有信道都会受到ACI的影

响。

对用户的价值:在部署阶段帮助用户选择信道,除避免干扰源的影响外,还要避免CCI和

ACI的影响。

7. 记录和回放频谱事件

对用户的价值:类似录像机将现场RF环境记录下来,以供后续回放分析。记录文件可在另

外一台安装了AA软件的PC上重放,而无需AA频谱分析卡,这样一个team只需购买一

套AA,一人收集频谱,多人可以分析,降低成本。

8. 即时回放

对用户的价值:不用停止记录频谱,即可回放最近65min的频谱数据。如果您在测试之初

忘记点击记录按钮,仍不会丢失最近一个小时的数据。

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9. SNMP Trap

对用户的价值:当发现干扰源时,其干扰程度达到一定门限,即向指定网管机发送SNMP

Trap。将频谱数据信息与网络管理系统关联起来,利于WLAN的管理。

竞争

1.AA vs. AirM Spectrum Analyzer(ASA)

都是OEM Cognio的产品,所以界面和功能都一样。

不同之处有两点:一、ASA的定向天线需要另外购买;二、AirM将ASA嵌入AirM Survey

和AirM Wi-Fi Analyzer里,力求在做Site Survey和Wi-Fi分析的同时也能做频谱分析。但

因为ASA需要用特制的频谱卡而非无线网卡,所以要求笔记本电脑至少有两个PCMCIA插

槽,或另外购买USB口的无线网卡;而且即便如此ASA与Survey、Wi-Fi分析仪不能同时

工作(ASA要求无线网卡只能监听无线信道,不能发送数据),所以跟我们

OPV-WNA4+IA+AA的方案是一样的,没有突出之处。

2.AA vs. WildPackets OmniSpectrum

都是OEM Cognio的产品,所以界面和功能都一样

WildPackets已不再生产产品了。

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3. AA vs. BVS YellowJacket-B/A/N/G

YellowJacket-B/A/N/G测试界面

AA测试界面

YellowJacket-B/A/G/N

只有频谱曲线图

AA

频谱曲线图(5张):

•Real-Time FFT

•FFT Duty Cycle

•Swept Spectrogram

•Power vs Frequency

•Power vs Time

高级Chart(7张):

•Active Devices

•Devices vs Channel

对用户的价值

对于不懂RF曲线分析的用

户,提供更直观的高级chart,

这些高级chart将晦涩难懂的

RF曲线翻译成IT人员能够

读懂的信噪比,干扰等

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•Devices vs Time

•Channel Utilization

•Channel Utilization vsTime

•Interference Power

•SNR

屏幕狭小,一次只能

显示一个频谱图

只能观察干扰源的频

谱曲线

借助PC机屏幕,一次最多可显示9可同时观察多个窗口,分析

个频谱图加Chart 更加全面

包含干扰源数据库,不光可以看到干对于WLAN网络维护人员来

扰源的频谱曲线,还直接告知用户是说,看懂频谱图不是最终目

什么设备在干扰 的,关键要能快速诊断是什

么原因引起的无线链路中

断,AA目的性更强

使用“Device Finder”功能可以查找快速的故障排查和安全漏洞

干扰源和恶意AP 扫描

使用“Device”标签页,可以查看干判断干扰源是持续干扰还是

扰源和AP影响的信道范围和时间 间歇干扰;影响哪些信道;

了解哪些信道是“干净”的

为AP的部署提供建议

不能查找干扰源(需要

另外购买定向天线)

不能查看干扰源或

AP影响的信道范围

不能区分CCI和ACI 区分三类干扰:干扰源干扰、同信道为WLAN部署提供建议;如

干扰CCI、邻信道干扰ACI 何选择AP的信道,使CCI

和ACI最小化

只能逐点记录数据

无SNMP Trap

录像功能:一段测试数据动态回放

快照功能:抓拍重要的瞬间

真实再现测试记录,动态回

放更容易观察趋势信息

可以设置门限向网管机发送SNMP 将无线频谱信息融合进网络

Trap 管理系统,可以将有线和无

线网管融合到一个平台

总结:

黄马甲YellowJacket-B/A/G/N:

只有晦涩难懂的频谱曲线,没有经过翻译的高级Chart,用户需要具备一定的专业知识

才能使用。

AA:

专为WLAN部署和维护人员设计,简单易用,目的性强,直接切入用户最关心的网络

问题。

4. AA vs. BVS Nectar3.2

BVS Nectar3.2是BVS公司生产的一款可安装在PC机上的频谱分析仪。它由一个安装

在PC机上的软件Nectar3.2加一个黄马甲改装的频谱采集设备组成。类似于AA(AA软件加

AA频谱采集卡)。

Nectar 3.2可以对频谱曲线进行录像和回放、也可以识别干扰源的类别。

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Nectar3.2 AA 对用户的价值

频谱采集卡小

巧,不用复杂

改装步骤和配

置步骤,即插

即用,便于携

将黄马甲改装后装在一个有以太网一块小巧的频谱采集卡,类似一块无带

接口的底座上(体积大),通过网络线网卡,即插即用,携带方便

接口将频谱数据输入到PC机显示,

还需要配置网络接口

IT人员易学易

只有频谱曲线 频谱曲线+高级Chart

不光要发现干

扰源还要能找

到并排除才有

意义

能发现是什么类型的干扰源(摄像

头,蓝牙)但不能查找和定位

每个频谱采集设备都与一个软件注

册码绑定,每购置一套硬件设备都

要再购买一套软件,重复投资

能发现也能查找定位

AA软件没有注册码,不同AA频谱

卡可与同一AA软件协同工作

减少重复投资

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ES2-WLAN与OPV-WNA4

这两款仪表都属于WLAN综合分析仪,即可反映物理层的信号和干扰情况,也可做

WLAN网络和设备发现,捕包解码和协议分析。由于BVS的黄马甲系列主要关注物理层频

谱测试,没有网络和应用层测试,所以在这里不做比较。

界面

支持协议

Survey功能

无线网络部署后,

能获得覆盖数据,

并与历史数据进行

比较,及时调整和

更改AP部署

定位设备

定位恶意AP,查找

安全漏洞

发现未授权设备

定期检查,自动发

现恶意接入点

验证授权和加密

会模拟用户端登录

接入点,并跟踪记

录认证过程,发现

EAP认证是否正常

进行,或何时出现

故障

捕包解码和协议分

有线侧测试

有 无 有 无

有 有 有 无

有 有 有 无

ES2-WLAN OPV-WNA4

中文

802.11a/b/g

英文

802.11a/b/g/n

AirM Wi-Fi WildPackets

Analyzer OmniPeek

英文 英文

802.11a/b/g/n

802.11a/b/g/n

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上述四个产品都有信号与噪声功率测试;无线网络和设备发现功能;流量统计和分析功能。

总的来讲,OPV-WNA4与AirM Wi-Fi Analyzer的功能和界面都非常类似,最突出的竞

争特点应该是OPV还可进行有线侧测试。

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附录 主要竞争厂商介绍

Berkeley Varitronics Systems (BVS)

BVS主要为运营商提供无线(语音+数据)测试解决方案。产品包含对移动蜂窝系统

(WCDMA)、802.11 Wi-Fi和802.16 WiMAX的测试仪器仪表。产品主要侧重物理层测试。

1973 成立于美国Berkeley Heights,迄今有三十五年历史。

1980 八十年代初期主要OEM多个厂商的产品Dinex®, New York Times® and Pepsico®

1995 自主研发测试移动蜂窝CDMA的收发机

2000 第一个802.11 DSSS和FHSS WLAN分析仪Grasshopper和Cricket

2002 便携式802.11a/b/g频谱分析仪和site survey软件 Yellowjacket

2003 BumbleBee多频带频谱分析仪,900MHz, 2.4GHz, 4.9GHz, 5GHz

2004 BumbleBee TABLET便携式触摸屏频谱分析仪

2006 Yellowjacket BAG 802.11b/a/n/g Wi-Fi分析仪和RSSI频谱分析

2008 BumbleBee UMPC TABLET 802.11b/a/n/g Wi-Fi分析仪

国内主要代理商:珠海经纬天地通信技术有线公司

AirMagnet(Inc) 艾尔麦

专业从事Wi-Fi网络测试的美国公司,产品与FNET重叠度最高。

2002年 开始盈利

全球80个雇员

全球7500个企业用户,其中75个位于财富100中

国内主要代理商:上海迪安信息技术有限公司

北京安恒

WildPackets

主要从事有线网络的测试和管理,产品和INA有一定重叠度,无线方面只能做捕包解

码,可以和黄马甲结合完成无线网络的物理层和网络层测试。

国内主要代理商:珠海经纬天地通信技术有线公司

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本文标签: 测试网络分析无线