淺析無(wú)線(xiàn)路由器在家居環(huán)境中的傳輸能力

1.引言

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)設備越來(lái)越普遍的使用到各個(gè)領(lǐng)域。越來(lái)越多的家庭電子終端設備開(kāi)始集成WiFi功能，尤其是大家的智能手機、平板電腦、電視機都具備了WIFI功能。如何安裝一臺無(wú)線(xiàn)路由器，已經(jīng)成為家庭無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的核心。而給用戶(hù)帶來(lái)更好的無(wú)線(xiàn)應用體驗，無(wú)線(xiàn)路由器的速度不再是用戶(hù)唯一關(guān)心的重點(diǎn)，相反地，無(wú)線(xiàn)路由器在家居環(huán)境中的傳輸能力如何則逐漸成為了現代家庭及SOHO用戶(hù)選擇所首要考慮的因素。

2.無(wú)線(xiàn)路由器

2.1 無(wú)線(xiàn)路由器的工作方式

是指帶有無(wú)線(xiàn)覆蓋的功能。目前使用的無(wú)線(xiàn)路由器一般都支持專(zhuān)線(xiàn)x d s l /cable、動(dòng)態(tài)xdsl、pptp四種接入方式，它除具備無(wú)線(xiàn)AP所有功能(如支持DHCP客戶(hù)端、支持VPN、防火墻、支持WEP加密)外，而且還帶有網(wǎng)絡(luò )地址轉換(NAT)功能，使局域網(wǎng)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )連接能夠共享。

2.2 無(wú)線(xiàn)路由器采用的信號傳輸標準目前無(wú)線(xiàn)路由器支持的主流信號傳輸標準有IEEE802.11n和IEEE802.11b/g,而IEEE802.11n與IEEE802.11b/g標準是可以兼容的，I E E E 8 0 2 . 1 1 n向下兼容IEEE802.11b/g.它們最大的區別就是支持的傳輸速率不同，I E E E 8 0 2 . 1 1 b / g傳輸速率只能支持到1 0 8 M,I E E E 8 0 2 . 1 1 n傳輸速率可以支持到300M.而新推出的IEEE802.11ac標準則能支持1G的無(wú)線(xiàn)傳輸速率，使得無(wú)線(xiàn)數據傳輸速率進(jìn)入了千兆級，傳輸速率已經(jīng)與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有區別。

3.家居環(huán)境對無(wú)線(xiàn)路由器信號傳輸的影響

隨著(zhù)進(jìn)入二十一世紀，無(wú)線(xiàn)路由器的普及和無(wú)線(xiàn)技術(shù)的快速發(fā)展，給我們帶來(lái)了更好的無(wú)線(xiàn)應用體驗和更快捷的工作方式。

目前由于建筑標準的不斷提升，現代建筑結構中使用的鋼材質(zhì)量和數量都大幅提高，使得無(wú)線(xiàn)路由器信號在室內的傳輸距離和質(zhì)量都受到很大影響，墻壁、玻璃和隔斷等障礙物使無(wú)線(xiàn)信號在傳輸時(shí)很快衰減，還有來(lái)自外界的電磁干擾，同類(lèi)產(chǎn)品自身干擾等因素都會(huì )使我們經(jīng)常感覺(jué)WIFI信號不好，如網(wǎng)速慢、傳輸距離短、范圍小、掉線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò )連接失敗等等。

為了提高無(wú)線(xiàn)路由器在家居環(huán)境中的傳輸能力也就是無(wú)線(xiàn)信號的強度和穿透能力，我們在使用中有必要在以下幾個(gè)方面對無(wú)線(xiàn)路由器進(jìn)行提高與改善。

3.1 無(wú)線(xiàn)路由器采用的信號傳輸標準與無(wú)線(xiàn)信號穿透能力

無(wú)線(xiàn)信號的穿透能力首先是由無(wú)線(xiàn)信號的波長(cháng)來(lái)決定的，無(wú)線(xiàn)信號的波長(cháng)又分為長(cháng)波、中波、短波及微波，我們使用的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)所采用的信號傳輸標準是IEEE802.11b/g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac所使用的是2.4GHz頻率和5GHz頻率，這兩個(gè)頻率都屬于微波。由于各波段的傳輸特性各不相同，波長(cháng)越長(cháng)信號繞射的能力越強，反之則越弱。微波則是直線(xiàn)傳輸，繞射能力幾乎為零，在傳播方向上基本被障礙物所阻隔。而頻率高則波長(cháng)短，因此通常選用IEEE802.11b/g和IEEE802.11n標準的無(wú)線(xiàn)路由器要比采用IEEE802.11ac標準的無(wú)線(xiàn)路由器穿透障礙物的能力要強。

3.2 無(wú)線(xiàn)路由器的發(fā)射功率與無(wú)線(xiàn)信號的傳輸

在我國W L A N 的功率規定不能大于20dBm(100Mw)，一般國內生產(chǎn)的產(chǎn)品都將無(wú)線(xiàn)路由器功率設定在17Db.在功率一定的情況下選擇高靈敏度的接收終端也可改善無(wú)線(xiàn)信號的傳輸距離，當接收靈敏度高3dB時(shí)能接收的信號功率可以可以減少一半;接收靈敏度高6dB時(shí)無(wú)線(xiàn)信號傳輸距離可以提高一倍。因此在選擇無(wú)線(xiàn)接收終端設備時(shí)，可以選擇質(zhì)量好、接收靈敏度高的產(chǎn)品。

3.3 家居環(huán)境中的電磁波對無(wú)線(xiàn)路由器信號的干擾

隨著(zhù)人民生活水平的提高，利用無(wú)線(xiàn)路由器來(lái)組建局域網(wǎng)的家庭已不在少數，各種電子產(chǎn)品廣泛進(jìn)入人們日常生活的同時(shí)，由此產(chǎn)生的電磁輻射干擾問(wèn)題也日顯突出。無(wú)線(xiàn)傳輸標準IEEE802.11b/g、IEEE802.11n的傳輸頻率是2.4GHz.目前2.4GHz頻率又是電子設備使用非常廣泛的頻率，不僅WIFI設備使用，無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)鼠標、無(wú)繩電話(huà)、藍牙設備甚至微波爐也是工作在這一頻段上，因此，2.4GHz頻率的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )出現互相干擾問(wèn)題也時(shí)有發(fā)生。在信號不夠強的時(shí)候，無(wú)線(xiàn)數據傳輸往往非常慢，甚至會(huì )出現無(wú)法建立連接的現象，如2013年廣東深圳地鐵蛇口線(xiàn)的通信信號就多次受到干擾造成地鐵列車(chē)被迫停運的嚴重事故，事后根據專(zhuān)家研究判斷得出結論，工作在2.4GHz頻率的WIFI無(wú)線(xiàn)路由器產(chǎn)品是導致事故的根本原因。而無(wú)線(xiàn)傳輸標準IEEE802.11ac的傳輸頻率是5GHz,工作的頻帶寬度由IEEE802.11n的每信道40MHz增加到了80MHz,通過(guò)合并信道IEEE802.11ac頻帶寬度可以達到160MHz.由于目前工作在5GHz頻率上的無(wú)線(xiàn)設備相對2.4GHz頻率的少很多，使得工作在5GHz頻率網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)設備受到的干擾大大少于2.4GHz頻率網(wǎng)絡(luò )。因此優(yōu)先選擇5GHz頻率的無(wú)線(xiàn)路由器可以讓網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)數據傳輸速率得到最大限度地保證。

3.4 家居室內建筑結構對無(wú)線(xiàn)路由器信號的阻礙

現代建筑中鋼材被大量的使用，房間中的混凝土墻壁、玻璃墻、混凝土頂板和地板對無(wú)線(xiàn)信號所產(chǎn)生的衰減非常厲害，使無(wú)線(xiàn)路由器信號傳輸速率大幅下降。無(wú)線(xiàn)路由器信號傳輸距離理論上在室內是100米，室外是300米，實(shí)際受環(huán)境影響后根本無(wú)法達到理想傳輸距離。

由于無(wú)線(xiàn)路由器采用的是無(wú)線(xiàn)微波頻段，處在障礙物后面的無(wú)線(xiàn)接收設備會(huì )被障礙物阻擋，對于直線(xiàn)傳播的無(wú)線(xiàn)微波信號只能是“穿透”障礙物以到達障礙物后面的無(wú)線(xiàn)設備。對于無(wú)線(xiàn)接收設備的使用者來(lái)說(shuō)，希望無(wú)線(xiàn)信號能至少穿透室內的墻壁和地板，而墻壁的材質(zhì)有木質(zhì)墻、玻璃墻、磚墻、混凝土墻等，地板一般是混凝土的。無(wú)線(xiàn)微波信號每穿透一道障礙物，無(wú)線(xiàn)接收信號都會(huì )有衰減，經(jīng)過(guò)一層木板接收信號將衰減4dB,經(jīng)過(guò)一堵磚墻接收信號將衰減8到15dB,經(jīng)過(guò)鋼筋混凝土墻或者地面則至少衰減15dB到30dB.由此可看出無(wú)線(xiàn)信號在家居環(huán)境中最大的障礙物是內有鋼筋網(wǎng)的墻壁和地板，它不僅阻擋微波無(wú)線(xiàn)信號，還能把電磁波的能量吸收生成弱電流泄流掉。所以在障礙物多的地方安裝無(wú)線(xiàn)路由器時(shí)，應盡量放置于室內空間大、障礙物少的房間，或者是放置于所有接收點(diǎn)的中部，選擇信號傳輸標準IEEE802.11b/g和IEEE802.11n的無(wú)線(xiàn)路由器也能相對提高無(wú)線(xiàn)信號的穿透能力。

4.結語(yǔ)

通過(guò)以上對無(wú)線(xiàn)信號在傳輸過(guò)程中可 能受到的阻礙和干擾以及其它因素導致信號的衰減進(jìn)行分析，可以看出導致無(wú)線(xiàn)信號接收能力差是多種因素造成的，我們在選擇無(wú)線(xiàn)路由器時(shí)應預先對家居內部環(huán)境進(jìn)行綜合研究判斷，以確定最佳的無(wú)線(xiàn)路由器的使用方案，將無(wú)線(xiàn)信號受到的影響降低到最低程度，使我們享受到更好的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )體驗。