淺析無線路由器在家居環(huán)境中的傳輸能力

1.引言

隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，無線設(shè)備越來越普遍的使用到各個領(lǐng)域。越來越多的家庭電子終端設(shè)備開始集成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。如何安裝一臺無線路由器，已經(jīng)成為家庭無線組網(wǎng)的核心。而給用戶帶來更好的無線應(yīng)用體驗，無線路由器的速度不再是用戶唯一關(guān)心的重點，相反地，無線路由器在家居環(huán)境中的傳輸能力如何則逐漸成為了現(xiàn)代家庭及SOHO用戶選擇所首要考慮的因素。

2.無線路由器

2.1 無線路由器的工作方式

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

2.2 無線路由器采用的信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)目前無線路由器支持的主流信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.11n和IEEE802.11b/g,而IEEE802.11n與IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)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(qū)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(biāo)準(zhǔn)則能支持1G的無線傳輸速率，使得無線數(shù)據(jù)傳輸速率進入了千兆級，傳輸速率已經(jīng)與有線網(wǎng)絡(luò)沒有區(qū)別。

3.家居環(huán)境對無線路由器信號傳輸?shù)挠绊?/p>

隨著進入二十一世紀(jì)，無線路由器的普及和無線技術(shù)的快速發(fā)展，給我們帶來了更好的無線應(yīng)用體驗和更快捷的工作方式。

目前由于建筑標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中使用的鋼材質(zhì)量和數(shù)量都大幅提高，使得無線路由器信號在室內(nèi)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線信號在傳輸時很快衰減，還有來自外界的電磁干擾，同類產(chǎn)品自身干擾等因素都會使我們經(jīng)常感覺WIFI信號不好，如網(wǎng)速慢、傳輸距離短、范圍小、掉線或網(wǎng)絡(luò)連接失敗等等。

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

3.1 無線路由器采用的信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)與無線信號穿透能力

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

3.2 無線路由器的發(fā)射功率與無線信號的傳輸

在我國W L A N 的功率規(guī)定不能大于20dBm(100Mw)，一般國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品都將無線路由器功率設(shè)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線信號的傳輸距離，當(dāng)接收靈敏度高3dB時能接收的信號功率可以可以減少一半;接收靈敏度高6dB時無線信號傳輸距離可以提高一倍。因此在選擇無線接收終端設(shè)備時，可以選擇質(zhì)量好、接收靈敏度高的產(chǎn)品。

3.3 家居環(huán)境中的電磁波對無線路由器信號的干擾

隨著人民生活水平的提高，利用無線路由器來組建局域網(wǎng)的家庭已不在少數(shù)，各種電子產(chǎn)品廣泛進入人們?nèi)粘Ｉ畹耐瑫r，由此產(chǎn)生的電磁輻射干擾問題也日顯突出。無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b/g、IEEE802.11n的傳輸頻率是2.4GHz.目前2.4GHz頻率又是電子設(shè)備使用非常廣泛的頻率，不僅WIFI設(shè)備使用，無線鍵盤鼠標(biāo)、無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備甚至微波爐也是工作在這一頻段上，因此，2.4GHz頻率的無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)互相干擾問題也時有發(fā)生。在信號不夠強的時候，無線數(shù)據(jù)傳輸往往非常慢，甚至?xí)霈F(xiàn)無法建立連接的現(xiàn)象，如2013年廣東深圳地鐵蛇口線的通信信號就多次受到干擾造成地鐵列車被迫停運的嚴(yán)重事故，事后根據(jù)專家研究判斷得出結(jié)論，工作在2.4GHz頻率的WIFI無線路由器產(chǎn)品是導(dǎo)致事故的根本原因。而無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)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,通過合并信道IEEE802.11ac頻帶寬度可以達(dá)到160MHz.由于目前工作在5GHz頻率上的無線設(shè)備相對2.4GHz頻率的少很多，使得工作在5GHz頻率網(wǎng)絡(luò)的無線設(shè)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頻率的無線路由器可以讓網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)傳輸速率得到最大限度地保證。

3.4 家居室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)對無線路由器信號的阻礙

現(xiàn)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線信號所產(chǎn)生的衰減非常厲害，使無線路由器信號傳輸速率大幅下降。無線路由器信號傳輸距離理論上在室內(nèi)是100米，室外是300米，實際受環(huán)境影響后根本無法達(dá)到理想傳輸距離。

由于無線路由器采用的是無線微波頻段，處在障礙物后面的無線接收設(shè)備會被障礙物阻擋，對于直線傳播的無線微波信號只能是“穿透”障礙物以到達(dá)障礙物后面的無線設(shè)備。對于無線接收設(shè)備的使用者來說，希望無線信號能至少穿透室內(nèi)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。無線微波信號每穿透一道障礙物，無線接收信號都會有衰減，經(jīng)過一層木板接收信號將衰減4dB,經(jīng)過一堵磚墻接收信號將衰減8到15dB,經(jīng)過鋼筋混凝土墻或者地面則至少衰減15dB到30dB.由此可看出無線信號在家居環(huán)境中最大的障礙物是內(nèi)有鋼筋網(wǎng)的墻壁和地板，它不僅阻擋微波無線信號，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線路由器時，應(yīng)盡量放置于室內(nèi)空間大、障礙物少的房間，或者是放置于所有接收點的中部，選擇信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b/g和IEEE802.11n的無線路由器也能相對提高無線信號的穿透能力。

4.結(jié)語

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