頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。現(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果，能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無(wú)線電頻段的電信號(hào)。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器，具有存儲(chǔ)和運(yùn)算功能；配置標(biāo)準(zhǔn)接口，就容易構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

    頻譜分析儀架構(gòu)猶如時(shí)域用途的示波器，面板上布建許多功能控制按鍵，作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制，系統(tǒng)主要的功能是在頻域里顯示輸入信號(hào)的頻譜特性。頻譜分析儀依信號(hào)處理方式的不同，一般有兩種類型；實(shí)時(shí)頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。實(shí)時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號(hào)振幅，其工作原理是針對(duì)不同的頻率信號(hào)而有相對(duì)應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector)，再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號(hào)傳送到CRT 屏幕上，其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應(yīng)，其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍、濾波器的數(shù)目與的多任務(wù)交換時(shí)間(Switching Time)。

    常用的頻譜分析儀是掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀，其基本結(jié)構(gòu)類似超外差式接收器，工作原理是輸入信號(hào)經(jīng)衰減器直接外加到混波器，可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT 同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率，經(jīng)混波器與輸入信號(hào)混波降頻后的中頻信號(hào)（IF）再放大、濾波與檢波傳送到CRT 的垂直方向板，因此在CRT 的縱軸顯示信號(hào)振幅與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系 

　　歷來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程師都習(xí)慣于把頻譜分析儀當(dāng)作現(xiàn)場(chǎng)故障分析診斷工具來(lái)用，但企業(yè)無(wú)線LAN供應(yīng)商認(rèn)識(shí)到，把頻率分析儀融合到WLAN基礎(chǔ)設(shè)施上，將可以發(fā)揮更大的功效。頻譜分析儀具有自我修復(fù)WLAN的潛在功能，比如它可以自動(dòng)偵測(cè)、識(shí)別并調(diào)整干擾源等。著眼于整體部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)，Cisco公司為此作出了前所未有的積極對(duì)策：CleanAir解決方案。

　　CleanAir加入了成長(zhǎng)中的企業(yè)WLAN解決方案，在企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)頻譜分析儀的使用。比較常見的方法是使用已嵌入到無(wú)線設(shè)備芯片中的頻譜分析儀，這樣網(wǎng)絡(luò)管理人員就可以通過(guò)筆記本電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控接入點(diǎn)的運(yùn)行情況，還可以不離開座位就可以做故障的排除診斷工作。而在CleanAir中，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)說(shuō)，頻譜分析儀是完整的不可或缺的一部分，它可以讓分析結(jié)果更具有研究?jī)r(jià)值。

　　CleanAir是基于Cognio公司的技術(shù)研制成功的，該公司是 Cisco在2007年收購(gòu)的一家頻譜分析公司。通過(guò)CleanAir,Cisco已經(jīng)成功把Cognio的頻譜軟件中相同水平的干擾檢測(cè)和識(shí)別功能融合進(jìn)了統(tǒng)一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Cisco還發(fā)布了一條全新的的接入點(diǎn)生產(chǎn)線，這就是Cisco Aironet 3500系列。Cisco Aironet 3500中有ASIC芯片，它能很好地收集頻譜分析數(shù)據(jù)。這種接入點(diǎn)產(chǎn)品有兩種區(qū)別明顯的頻率分析模式。種模式服務(wù)于無(wú)線客戶端的同時(shí)，還可以保證相同WiFi頻道的頻譜分析。而第二種中，網(wǎng)絡(luò)工程師可為專門的感應(yīng)器對(duì)接入點(diǎn)做出相應(yīng)的配置。雖然Cisco Aironet 3500可以為干擾檢測(cè)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻道，但是它卻無(wú)法處理客戶端的訪問(wèn)。

　　同樣地，為了實(shí)現(xiàn)CleanAir的所有性能，包括干擾源的地點(diǎn)或歷史數(shù)據(jù)等問(wèn)題，企業(yè)所需要的，不僅僅是當(dāng)前的接入點(diǎn)。雖然Cisco的無(wú)線控制系統(tǒng)（WCS）能夠很好地管理具有CleanAir性能的接入點(diǎn)，但這個(gè)解決方案還要結(jié)合Cisco的移動(dòng)服務(wù)引擎（MSE），來(lái)收集本地?cái)?shù)據(jù)，以及通過(guò)接入點(diǎn)創(chuàng)建頻譜的歷史數(shù)據(jù)。Cisco設(shè)計(jì)的MSE的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)MAC地址實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線設(shè)備的跟蹤，確保網(wǎng)絡(luò)管理員可以監(jiān)視所有設(shè)備在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)情況。對(duì)于非WiFi設(shè)備，CleanAir將會(huì)按干擾來(lái)識(shí)別，比如無(wú)繩電話或無(wú)線攝影機(jī)等，CleanAir都會(huì)根據(jù)干擾的獨(dú)特的無(wú)線信號(hào)，為其分發(fā)一個(gè)偽MAC地址。這些識(shí)別符可以幫助網(wǎng)絡(luò)管理人員跟蹤某個(gè)干擾設(shè)備，就算是這個(gè)干擾源是在接入點(diǎn)或其他設(shè)備之間移動(dòng)的，也可以檢測(cè)到。

　　CleanAir同樣也有一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)無(wú)線源管理功能。在純CleanAir部署中，所有接入點(diǎn)設(shè)備都可以與CleanAir兼容，該解決方案不僅僅能夠在干擾影響到用戶時(shí)及時(shí)作出判斷，它還可以自動(dòng)校正干擾源周圍的頻道，并把頻道轉(zhuǎn)換到可用的接入點(diǎn)上。雖然這可能會(huì)引起某些同頻道干擾，相鄰接入點(diǎn)在相同WiFi頻道發(fā)生干擾，但許多網(wǎng)絡(luò)工程師都會(huì)考慮使用一種合適的產(chǎn)品來(lái)處理大規(guī)模干擾源問(wèn)題。為了達(dá)到預(yù)期的自動(dòng)化效果，Cisco提出了一種重要的解決方案，這種解決方案是指每一段無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的空氣質(zhì)量分。當(dāng)空氣質(zhì)量分下降到某一可接受水平以下時(shí)，企業(yè)就可以依此作出相應(yīng)配置，對(duì)無(wú)線管理系統(tǒng)采取必要的措施，不然就通知技術(shù)支持人員或者采取自動(dòng)問(wèn)題修正。不幸的是，這種功能強(qiáng)大的RRM只適用于CleanAir接入點(diǎn)，在老式的Cisco 802.11n 接入點(diǎn)中作為傳感器部署的Aironet 3500也同樣無(wú)法實(shí)現(xiàn)。　　無(wú)論CleanAir是否具備RRM自動(dòng)化功能，南佛羅里達(dá)大學(xué)（USF）的網(wǎng)絡(luò)工程師Joe Rogers對(duì)CleanAir解決方案做出了高度評(píng)價(jià)。

　　根據(jù)Rogers所說(shuō)的，可以知道在USF對(duì)CleanAir不管是架構(gòu)還是選址的部署，都與先前的WLAN部署沒(méi)有區(qū)別。

　　另外Rogers和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)干擾問(wèn)題比他們之前想到的更加重要。"CleanAir確實(shí)也給我們帶來(lái)了一些額外工作--比如清理那些我們之前所不知道的系統(tǒng)中存在的RF問(wèn)題。" Rogers解釋道，這就意味著如果有人想要部署CleanAir,他就得在部署CleanAir之后考慮安排時(shí)間和精力去處理CleanAir無(wú)法覆蓋的干擾源問(wèn)題。

　　終，Rogers還是打算把USF現(xiàn)有的2,400臺(tái)接入點(diǎn)替換為CleanAir設(shè)備，尤其是學(xué)生宿舍樓。可以說(shuō)學(xué)生宿舍就是網(wǎng)絡(luò)管理人員的惡夢(mèng)，因?yàn)閷W(xué)生總是會(huì)有許多WiFi和非WiFi無(wú)線設(shè)備，比如無(wú)線控制的游戲機(jī)等。這些游戲機(jī)會(huì)和WLAN設(shè)備爭(zhēng)奪未經(jīng)許可的2.4Ghz頻譜上的帶寬占用時(shí)長(zhǎng)。

　　"CleanAir不僅可以偵測(cè)到來(lái)自其他設(shè)備的干擾，還能具體到一個(gè)Xbox無(wú)線控制器。這就為管理人員識(shí)別這些干擾源節(jié)省了大量的時(shí)間。" Rogers說(shuō)。在還未使用CleanAir之前，Rogers要指派一個(gè)工程師拿著筆記本電腦和頻率分析儀在大樓里巡查，以在干擾源消失之前找到它。