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Wi-Fi满格,网速却快不起来,咋整啊?

2023-05-07    网络工程师俱乐部
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之前写过几期关于wifi的技术专题,从阅读量来看,应该喜欢的人还是很多的。

今天更新一篇新的技术内容。

昨晚,我小侄子来我家做客,问我:“叔叔,Wi-Fi信号好不好是怎么算出来的?原理是咋样的,我和同学打赌你肯定知道,你告诉我下!”

我这侄子常来我家,有事没事就喜欢看点网络的东西,感觉有点遗传的意思。

说回正题,Wi-Fi信号的确有可量化的值和计算公式,而无线也是很多网工在工作到一定程度后,会接触到的内容。

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01 关于无线信号,你需要知道的计算基础

Wi-Fi是通过电磁波传输数据,电磁波的特性就是随着传播距离逐渐减弱,容易受到障碍物的阻挡、反射、折射等。

而我们所说的信号强度,其实就是功率。

我国无线电管理委员会规定室内AP发射功率不能大于100mW,室外AP发射功率不能大于500mW。

无线信号在传输中会衰减,最终用户接收的功率会是一个非常小的值。

所以为了方便记忆和表示,我们将功率的单位转换为容易记忆的值,这也就是我们无线网络中常用的信号计量单位dBm。

无线的功率计算单位包括:dB、dBm、dBW、dBi。

相对功率用dB表示,为任意两个功率的比值的对数形式。例如描述“增益”、“衰耗”等,用dB单位。

绝对功率用dBm、dBW单位,为待测功率对某一已知功率的dB表示,可以衡量功率的绝对大小。

基准功率为1mW时的相对功率(dB值)以dBm表示。

基准功率为1W时的相对功率(dB值)以dBW表示。

如何将无线的功率转化为dBm?

mW和dBm的转换公式为:10×lg(测量功率/ 基准功率)

比如AP的发射功率为100mW,代入公式:10×lg

(100mW/1mW)=10dBm×2=20dBm,那么也可以说AP的发射功率为20dBm。无线中用的最多的一个单位就是dBm,所以大家务必理解以上计算过程。

另外一个常用单位dBi,这用来表示天线增益,可以直接与dBm加减,如某天线增益为3dBi,说明改天线能够将信号增强15dBm。

dB是一个相对值,只有两者比较时才会用到,比如电脑1接收功率比电脑2接收功率高2dB。计算公式为=10×lg(P1/P2)相对值,没有单位,用的少。

这里再强调一下,企业级无线路由器速率该咋计算,这对你们来说可能比较适用。

讲企业级设备之前,先了解几个概念:双频、双路、双流。

1. 双频

指的是2.4G和5G两个频段,早期设备只支持2.4G,由于2.4G频谱资源有限,带宽受限制,而且干扰严重,所以引入5G频段,现在企业级AP全部都同时支持2.4G和5G,称为双频AP。

2. 双路

指的是AP内部有两块射频卡,一路提供2.4G服务,另一路提供5G服务,因此带机数量增加。企业级AP为了扩大带机数量,甚至有3张射频卡AP。

3. 双流

双流即2条空间流,可以理解为2*2MIMO,比如前文提到的802.11n一条流150M,两条300M,三条450M等等。

我们来看一款AP的参数:

整机最大速率2.966G,这个值是如何计算来的?

首先分析,此AP为三路AP,即内部有3张射频卡。

总速率2.966G是三个射频卡速率之和,那三张射频卡速率分别是多少呢?每个射频卡有几条空间流呢?

AP-740-I,产品命名中的4代表该产品是4条空间流,这是锐捷的命名规则。

那么就可以判断出,2.4G和5G射频卡都是4条空间流,2.4G/5G可选的射频卡只有一条空间流。速率为:

我们知道了算速率的办法,但也需要考虑到实际情况,比如影响无线信号的因素,比如距离、空间、设备大小、使用人数等。

接下来,我们就来聊聊,wifi信号的衰减,又该怎么计算。

02 无线信号衰减计算方法,我来告诉你

我们通常用RSSI(Received Signal Strength Indication,用户实际接收信号强度)来表示信号强度,RSSI可以通过软件测出来:

RSSI可以通过如下公式来计算:

AP发射功率:这个好理解,前文已经强调,室内AP最大功率20dBm,室外AP最大功率27dBm,AP功率可调节。

发射天线增益:

所有AP都有天线,只是企业级AP为了美观,一般都是内置天线。天线可以增强信号,室内AP天线增益一般小于10dBi,室外AP天线增益可达15dBi-18dBi.

接收天线增益:

理解了发射天线,就收端就不难理解了。笔记本、手机无线网卡都有Wi-Fi天线,但天线增益一般较小,增益大了耗电。

线损:

这个一般在室分/X分方案中考虑,天线馈线如果较长,比如3-5米,需要计算信号在馈线中的损耗。

自由空间损耗:无线信号在空间中传播,也是会有损耗的,计算公式如下:

PathLoss(dB) = 46 + 10*n*LogD(m)

一般写字楼内的办公环境情况下n取值为2.76。

障碍物损耗:

衰减计算案例分析:室内WLAN信号衰减

根据经验,对于大多数终端而言,-75dBm以内为适宜强度。智能手机、PDA等手持终端以-65dBm 为临界值。

所以,以上计算用户接收信号为-26dBm,小于-65dBm,所有类型终端都能有很强的信号强度和很好的无线体验。当然,这个值是不考虑障碍物衰减的理想值,实际场景不可能没有障碍物衰减。

03 为什么老是感觉到,信号好,网速差?

为什么在景区、机场等室外场景能收到Wi-Fi,信号很好,但是不能上网或者无线体验很差?

这类场景一般使用室外AP,室外AP发射功率很大,而且采用高增益天线。

你能接收到AP发射信号,而且信号很强。但是你的终端发射功率低,天线增益也低,你发送给AP的回传数据不一定能回到AP。

通信是双向的,如果数据无法回传或大量丢包,自然上网慢,甚至无法上网。

或者可能是接入AP的终端太多,超过AP处理能力。超过AP承载能力后,要么连接不上,要么使用体验非常差。

因为同频或其他设备干扰,导致AP空口利用率高,这种情况即使信号强度很强,无线使用体验也非常差。

我个人认为啊,无线网络是一个很有意思的方向,很多做数通方向的网工,做到后面,接触到了无线项目之后,有合适的机会,也会转到新的领域去发光发热。

这是很正常的事情,数通的适用面广,工资的天花板也是肉眼可见,只要你是想要赚到更多的薪资,你就必须不断精进自己的技术能力,从单线,到多面,一步步,变成一个立体的技术达人。

但话说的再多,都不如着眼眼下的每件事情。

比如,你现在的技术水平到哪里了?

可以提升的空间在哪里?

你又该怎么做才能提升?

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当然,私信我,也可以和我聊聊你最近的迷惑和职业卡点,或许聊上几句,你我都能有新的收获。

祝好。

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