MetaGeek Wi-Spy: анализатор спектра WLAN за $100

Введение

Когда мы услышали, что анализатор спектра для диапазона 2,4 ГГц можно купить за $100, то не поверили. Это было бы слишком хорошо, чтобы быть правдой. Однако всё оказалось именно так - MetaGeek Wi-Spy стоит именно столько и прекрасно справляется с заявленными задачами. Правда, в России Wi-Spy мы не обнаружили, так что придётся покупать через Интернет.

Wi-SPY - это комплект, состоящий из небольшого USB-модуля размером с флэш-брелок и программного обеспечения. На Рис. 1 видно, что сам USB-модуль выпущен Unigen - OEM/ODM-производителем памяти, конвертеров питания, оборудования для проводных и беспроводных сетей и флэш-памяти.

Рис.1. Модуль USB - внутреннее строение.

Модуль Wi-Spy использует дизайн Cypress WirelessUSB , основанный на радиочипе Cypress CYWUSB6934 LS 2,4 ГГц DSSS и контроллере USB & PS/2 CY7C63743 enCoRe . Ключевые характеристики, которые мы узнали из технической документации: чувствительность радио -90 dBm и максимальная скорость передачи данных 62,5 кбит/с.

Программное обеспечение в комплекте поставки может работать под управлением Win XP или 2000, при этом необходимо наличие Microsoft .Net Framework 1.1 или выше. Модуль использует интерфейс USB 1.1, но будет работать и с портом USB 2.0. Если же вы не пользуетесь Windows, то есть приятная новость: Майк Кершоу (Mike Kershaw), автор Kismet , создал открытую версию программного обеспечения для Wi-Spy, которая работает в ОС Linux, BSD и Mac OS X. На сайте MetaGeek указано, что приложение находится в стадии активной разработки и приближается по функциональности к Windows-версии. Мы ограничились лишь версией Windows, если вам интересны подробности о варианте под Linux/MacOS, то их можно узнать здесь .

Разница в $3900

Пару лет назад мы рассматривали анализатор спектра AirMagnet , построенный на основе Cognio ISMS Mobile (AirMagnet/Cognio , позднее - торговая марка "Spectrum Expert"). Поскольку он стоит $4000, нам было интересно узнать, что мы приобретаем за дополнительные $3900. В таблице показаны основные сравнительные характеристики продуктов.

	Cognio Spectrum Expert	Wi-Spy
Рабочие диапазоны частот	2,4 ГГц (802.11b/g) и 5 ГГц (802.11a)	2,4 ГГц (802.11b/g)
Минимальный уровень сигнала	-110 dBm	-90 dBm
Разрешение графика	Неизвестно, но выше, чем у Wi-Spy	1 кГц
Минимальная частотная ширина (Minimum Resolution Bandwidth)	156 кГц	Неизвестно, но хуже, чем у Cognio
Способы отображения	- Real Time FFT - FFT Duty Cycle - Спектрограмма (Spectrogram) - Мощность от частоты (Power vs. Freq) - Мощность от времени (Power vs. Time)	- Анализатор (Analyzer, Spectrum) - Спектрограмма (Spectrograph)
Диаграммы	- Активные устройства (Active Devices) - Устройства на канал (Devices vs. Channel) - Устройства по времени (Devices vs. Time) - Duty Cycle vs. Channel - Duty Cycle vs. Time	Нет
График (Plot Trace)	- Максимум (Max) - Абсолютный максимум (Max Hold) - Средний уровень (Average)	- Максимум (Data, Max) - Абсолютный максимум (Max Hold) - Средний уровень (Average)
Подвижный маркер	Да	Да
Несколько одновременных отображений	Да	Нет
Запись/Воспроизведение	Да	Да
Список устройств (Device List)	Да	Нет
Автоматическая идентификация источника помех (Auto Interferer ID)	Да	Нет
Поиск устройств (Device Finder)	Да	Нет
Формат сохранения данных	Собственный	CSV

Таблица 1. Сравнение Cognio и Wi-Spy.

Большинство параметров не требуют описания. Поясним лишь некоторые. Автоматическая идентификация источника помех (Auto Interferer ID) позволяет устройству анализировать захватываемые сигналы и определять, чему они принадлежат: телефонам, микроволновым печам или другим источникам, а также показывать количество обнаруженных устройств.

Под списком устройств (Device List) подразумевается примерно то же самое, но только применительно к стандартным устройствам Wi-Fi. Наконец, (Device Finder) позволяет выбрать обнаруженное устройство (стандартное или нет) и найти его местоположение по графику уровня сигнала от времени.

Отметим, что MetaGeek Wi-Spy позволяет записывать и воспроизводить информацию о сигнале. При этом записывается уровень сигнала с шагом 1 кГц в диапазоне от 2,400 до 2,485 ГГц. Сохранение происходит в формат CSV, который без проблем просматривается при помощи Microsoft Excel. Если открыть файла CSV в режиме воспроизведения, можно просмотреть записанный сеанс как в режиме анализатора (Analyzer), так и в режиме спектрографа (Spectrograph), независимо от того, какой режим использовался при записи. MetaGeek предлагает и готовые файлы CSV, позволяющие научиться отличать помехи от телефонов и микроволновых печей. Файлы с примерами доступны .

Как видно, Cognio выигрывает по частотному диапазону, вариантам представления данных, радиусу действия и разрешению. По Рис. 2 и 3 видно, что Cognio более детально проработан и более функционален.

Рис. 2. Окно Cognio Spectrum Expert.

Рис. 3. Окно Wi-Spy.

Но, как показали тесты, для продукта, который в 40 раз дешевле анализатора Cognio, MetaGeek Wi-Spy обладает вполне разумными компромиссами. Вряд ли за $100 можно найти лучшее сочетание набора функций и производительности.

Wi-Spy в работе

Для тестирования Wi-Spy мы создали беспроводную сеть, состоящую из маршрутизатора Linksys WRT54G и клиентского адаптера WPC54G. Постоянная загрузка спектра производилась с помощью IxChariot, а именно скрипта throughput, который обеспечивал непрерывную передачу данных между маршрутизатором и клиентом. Затем мы одновременно запустили Wi-Spy и Cognio на ноутбуке и стали передвигаться по нашим стандартным тестовым местоположениям.

На Рис. 4 показан скриншот первого местоположения, когда мы находились в той же комнате, что и точка доступа.

Рис. 4. Wi-Spy и Cognio - Местоположение 1.

Оба приложения были настроены на отображение пиковых данных и показаний в реальном времени. Разница очевидна. График Wi-Spy (жёлтый) менее плавный, чем у Cognio (также жёлтый), что связано с разрешением систем . К зубчатому графику Wi-Spy в реальном времени следует относиться скептически, поскольку непрерывный скрипт IxChariot должен генерировать сигнал, более близкий к варианту Cognio.

Мы попытались изменить размер окон, чтобы сблизить разрешение графиков. Но вертикальная шкала силы сигнала Wi-Spy (Amplitude) всё равно не совпадает с Cognio. К сожалению, у нас не было эталонного, откалиброванного источника сигнала, поэтому мы не можем судить о точности измерения его силы. Но, судя предыдущему опыту, Cognio должен показывать более достоверные значения, чем Wi-Spy.

Затем мы переместили тестовый ноутбук в местоположение 2. Оно находится на том же этаже, но в другой комнате.

Рис. 5. Wi-Spy и Cognio - Местополжение 2.

На Рис. 5 видно, что пиковый уровень сигнала Cognio снизился примерно с -75 dBm до -90 dBm, а для Wi-Spy - с -35 dBm до -53 dBm. Хотя абсолютные значения сильно отличаются, относительные оказались достаточно близки - снижение примерно на 15-18 dBm. Отметим, что у Wi-Spy лучше ориентироваться на режим графика Max Hold - он даёт более наглядные результаты.

На Рис. 6 показаны результаты, полученные при измерении в третьем местоположении: одним этажом выше от тестовой ТД, но по абсолютному расстоянию ближе, чем местоположение 2. Снова видим схожее снижение для Cognio и Wi-Spy: уровень сигнала снизился примерно на 20dB, с -65 до -75 dBm и с -35 до -45 dBm, соответственно.

Рис. 6. Wi-Spy и Cognio - Местоположение 3.

Мы также провели измерения и в наиболее сложных местоположениях 4 и 5. Cognio может работать и в них, чего нельзя сказать о Wi-Spy, который то ли отображал измерения, то ли случайный шум. При низком уровне сигнала пользователям Wi-Spy лучше использовать вывод максимального уровня (Maximum Hold), а не отображение данных в реальном времени (Data/Max) или среднего значения (Average).

Затем мы снова вернулись в третье местоположение, предварительно включив микроволновую печь, расположенную на расстоянии около 6 метров за несколькими внутренними стенами. Результат показан на Рис. 7 .

Рис. 7. Wi-Spy и Cognio - Местоположение 3 с с микроволновой печью.

Из-за периодической природы микроволнового излучения (мы проводили измерение около 10 секунд) нам придётся ограничиться выводом максимального уровня (Maximum Trace) для обоих анализаторов. Результаты оказались близки друг к другу.

Впрочем, в реальной жизни вы вряд ли получите такую же постоянную активность передачи, которая в нашем случае создавалась при помощи IxChariot. Тогда очень поможет режим отображения спектрограммы Wi-Spy Spectrograph (Рис. 8 ). Режим напоминает спектрограмму Cognio Swept Spectrogram и позволяет увидеть загруженность частот.

Рис. 8. Спектрограмма.

На Рис. 8 показана спектрограмма для сети, которая сначала бездействовала, а затем в ней был запущен скрипт IxChariot. Жёлтая зона указывает на то, что какие-то сигналы в данном участке спектра иногда передаются. Отметим, что одновременно открыть режимы анализатора (Analyzer) и спектрограммы (Spectrograph) нельзя. Но полученные данные сохраняются в буфер, и вы можете быстро переключаться из одного режима в другой без потери информации. Окно спектрограммы можно настраивать для отображения данных в периоде от двух минут до 24 часов.

Заключение

Wi-Spy позволяет анализировать загруженность радиочастотного спектра, используемого беспроводными сетями. Отметим, что MetaGeek просит за свой анализатор всего $100, в то время как цены на конкурирующие продукты начинаются от $2500. Поэтому Wi-Spy - первый доступный для широких масс анализатор спектра.

Конечно, он не настолько функционален, как более дорогие решения, но свои $100 он отработает. MetaGeek выбрала вполне разумный компромисс между ценой, функциональностью и производительностью.

Но нарекания по работе Wi-Spy у нас тоже возникли: несколько раз выскакивали сообщения об ошибке .Net, особенно при запросе меню помощи. Впрочем, в целом продукт получился удачный.

Итоговая информация о продукте
Модель	MetaGeek Wi-Spy Spectrum Analyzer
Итог	На удивление хороший и очень недорогой анализатор спектра для диапазона 2,4 ГГц. Модуль подключается по USB, программное обеспечение работает под управлением Win 2000/XP. Есть ПО и под Linux/MacOS
Преимущества	- Низкая цена $100 - Достаточно хороший радиус действия - Запись и воспроизведение результатов
Недостатки	- Амплитуда на графиках выводится неточно - Фиксированный диапазон амплитуды - Низкое частотное разрешение
Розничная цена	$100 (США)