思科统一无线网络上的动态频率选择（DFS）

果你浏览无线控制器的功能特性页面，你可能会好奇想知道Wireless > 802.11a > DFS (802.11h) 这​​个页面有什么用处？对于大多数工程师而言往往不能很好地理解802.11h标准。

802.11h标准是802.11-2007规范的一部分。许多机场的雷达使用UNII-2频段和UNII-2扩展频段（信道52到第140）。在这个频率范围内的任何802.11设备的运行必须能够检测到这些机场的雷达信号并离开该信道，这样雷达可以不受我们的无线接入点的干扰而安全地运行。这个过程被称为DFS动态频率选择。

虽然我们可能从来没有见过任何一个机场雷达实际使用这些频率为降落的飞机服务，但是他们有很多其他的用途。UNII-2和UNII-2扩展频段常用于天气预告雷达。有人曾经做过实验， 将无线接入点连接信号放大器和定向天线并直接指向在天气雷达所在方向，由于无线接入点信号的干扰最糟糕的情况发生了，您将在一个炎热的夏天在天气雷达上收到要下雪的报告... 当然大多数情况下你的无线接入点信号太弱无法干扰雷达信号。但是802.11h仍然规定，如果你的无线接入点检测到雷达信号脉冲，它就必须转移到另一个频率工作。

该过程如下所示：

- 你的无线接入点如果工作在任何UNII-2或UNII-2扩展信道必须可以进行雷达探测测量并检测到雷达脉冲。802.11h协议实际上指出在无线接入点侧必须考虑到任何在这些频率的强于-61 dBm的脉冲信号，即使不能被证明是雷达脉冲。换句话说，如果你不知道它是什么信号，它就​​是一个雷达脉冲。

- 这一刻你的无线接入点有10秒时间转移到另一个信道工作。这就是所谓的信道转移时间（channel move time）。

- 在这10秒内，你的无线接入点有很多事情要做！它必须找到另一个可用信道并跳转过去。在无线控制器为基础的统一无线网络解决方案中，无线控制器挑选一个随机的新的信道（在其允许的信道列表中）并把它发送到无线接入点。

- 无线接入点跳转到新的信道后安静地监听60秒时间。其目的是要在此新的频率继续检测可能存在的雷达脉冲（意味着无线接入点的信道可能再次改变）。如果新的频率很安静，无线接入点在这个60秒周期后恢复会话。这就是所谓的信道可用性检查时间（Channel Availability Check Time）。

- 雷达并不总是使用相同的频率工作。他们试图在一定距离处使用其中一个特定的频率更有效地检测出一定的天气型式。天气通常不会每分钟改变，雷达通常在一个频率工作一会儿（直到他们在此频率得到一个天气趋势报告的清晰画面）然后离开该频率。出于这个原因，当你的无线接入点离开当前信道后，它会将该信道列入黑名单30分钟时间。这就是所谓的信道不占用期（Channel non-occupancy Period）。30分钟后，如果无线接入点需要再次改变信道，先前被列入黑名单的信道可以重新成为潜在信道列表的一员。

这一切对于无线接入点都很清楚，但是对于客户端的影响呢？如果无线接入点突然转移到另一个信道工作，客户端必然将被断开连接！而且无线接入点要有60秒的信道可用性检查时间？这将终结所有的会话！

其实我们有解决方案。无线接入点可以在检测到雷达脉冲之前就检查新的可用信道。在这种模式下，无线接入点定期离开主用信道，然后扫描新的可用信道。为了在无线接入点离开服务信道的时候避免丢失客户端数据帧，无线接入点会发送802.11信道沉默（Channel Quiet）行动消息，这类似于一盏信号灯，告诉蜂窝中的客户端不要在定义的一段时间内发送任何数据。使用这种方法，无线接入点会提前知道新的可用信道并在发生问题时立即跳转到新的信道且立即恢复会话。这一机制被称为服务监视（无线接入点服务信道数据的同时扫描新的可用信道）。但是，如果你仔细想想，这可能不是最有效的方法。首先，无线接入点在使用任何新的信道之前总共需要扫描60秒时间。无线接入点必须跳出其原有的信道多少次才能达到60秒时间以得到任何新的可用信道的信息？其次，如何提供这个机制的保证？即使被视为“自由可用”的信道，雷达脉冲也可能发生在任何时间（即使无线接入点当前使用的传输信道也是“自由可用”的，直到有一个突发的雷达脉冲出现）。因此，这种处理方式可能并不最好的。

在需要转移信道的时候验证新的可用信道是更有效的，即使UDP连接可能断开。TCP连接可能只是将窗口滑动降低，同时要求对丢失的数据包重传。这需要客户端站点知道，无线接入点将要转移信道以及转移到哪个信道！此时上面截图中配置的参数就发挥作用了。在信道转移时间的期间（10秒窗口时间），无线接入点应该停止所有的通信，但是这是不现实的，如何处理信标帧（beacons）、探测帧（probes）、客户端数据帧？802.11h机制允许在此期间有一定数量的传输：控制在260毫秒时间内。换而言之，无线接入点在这10秒内发送的数据帧加在一起的总持续时间必须不超过260毫秒。这被称为信道关闭传输时间（Channel Closing Transmission Time）。不要认为这是一个很长的消息，无线接入点必须仔细选择它可以发送的消息。它实际上是要继续发送信标帧（这样客户端可以检测到的无线接入点）并以探测响应帧回答客户端发送的探测请求帧。所有其他传输将停止：数据包不会被发送，ACK回复也不会发送。所有到达无线接入点的无线数据包将被丢弃。

好吧，这一过程好像有问题呀？客户端发送数据包但是不会得到任何ACK回应，10秒钟后无线接入点消失了，工作到一个新的未知的信道...当客户端继续扫描无线接入点时，他们在60秒内从这个无线接入点听不到任何东西！

为了使所有过程变得更顺畅，信道公告（Channel Announcement）消息介入了。它使得当无线接入点跳转到新的信道前首先发送一个802.11h标准的信道公告消息，告诉它的客户端它将要跳转到另一个信道并给出相应的信道频率。这就使得客户端可以跟着无线接入点转换信道。他们知道无线接入点在得到新的信道前必须保持沉默60秒时间，他们能随后跳转并在该新的沉默的信道等待无线接入点恢复其通讯。至少，他们知道无线接入点在哪，即使他们没有听到。甚至更好，你可以使用信道沉默模式（Channel Quiet Mode）。这使得无线接入点在进入信道转移时间窗口前向它的客户端发送一个“沉默信息”，告诉它们说：“不要再通信了”。客户此时就知道他们没有权利继续通信，可以避免不断发送数据包却从来得不到确认（因此一遍又一遍徒劳的重传）这一情况。

在屏幕截屏的上半部分是802.11h有关的第二个特性，发射功率控制（Transmit Power Control - TPC）。802.11h协议规定无线接入点（及无线客户端）必须能够降低它的发射功率水平到保证其操作所需的最低值。换句话说，如果你是一个无线接入点，不要大声喊叫！您可能会干扰邻近的雷达。将发射功率减少到你的客户端可以听到就行了，不要再高了。802.11h协议没有强制要求这一有用的行为，因此，大多数网络设备供应商没有付诸实施。对于业界领头羊的思科则在产品中实施了该项要求，因为它可以很好的保护我们的企业用户。无线控制器可以遵从802.11h标准减少无线接入点发射功率（这就是所谓的发射功率控制[Transmit Power Control - TPC]，不要和动态发射功率控制[Dynamic Transmit Power Control - DTPC]搞混了，DTPC是一项CCX功能，通过无线接入点控制客户端的发射功率更大或更小以改善通信质量）。要真正使用TPC，请选择Power Constraint选择框，然后设置如何降低无线接入点的发射功率。请记住， - 3 dB降低发射功率的一半，每降低3分贝允许无线接入点减少其发射功率的一半。通常设置的​​值是9分贝，允许无线接入点将其发射功率电平除以因子8（3分贝+3分贝+ 3分贝，即发射功率电平除以2，再除以2，然后再除以2）。