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还在抱怨WiFi信号差?看完这篇文章你就明白了(二)
发布时间:2018-12-19 作者:蜉蝣采采  来源:无线深海

本文转载自微信公众号:无线深海,作者:蜉蝣采采

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为啥WiFi信号的总是这么差?

首先我们来看看WiFi信号在传播中遇到障碍物之后的反应:

  1. 折射:WiFi信号经过玻璃或水的时候,信号路径发生偏折,我们和路由器都在空气中,因此折射的影响可以忽略。

  2. 反射:WiFi信号经过光滑的物体表面时,信号会发生反射,和光的反射类似。

  3. 绕射:WiFi信号经过水泥墙体,因难以穿越,部分信号会向旁边散开,等遇到一个可以穿过的区域再继续向本来的方向继续直线传播。

  4. 漫射:WiFi信号遇到水泥墙,因为直线线路受阻,部分信号会散开,沿着墙壁上下左右继续延伸出去。

  5. 穿透:WiFi信号的能量一部分被障碍物吸收,剩余能量的透过障碍物继续传播。

室内WiFi信号传播模型▲

一般情况下,在室内环境下,我们手机接收到的WiFi信号主要是反射、绕射、漫射和穿透这四种效应的叠加。后三种效应都和信号的频率关系很大,频率越高绕射和穿透的能力越差。

不管是2.4G还是5G频段,在无线通信里都属于较高的频段了,虽说2.4G绕射和穿透能力要比5G强一些,但毕竟是矮子里挑高个——也高不到那里去。

我们来看看2.4G信号穿墙之后损耗的经验值:

2.4G频段穿透损耗▲

在射频世界里,一般用dB这个单位来表示信号变化的情况。我们只需要了解以下几个关系,就能对这些数据有一个直观的了解:

  1. 降低3dB是指信号强度降低到原先的1/2(二分之一)。

  2. 降低10dB是指信号强度降低到原先的1/10(十分之一)。

  3. 降低30dB是指信号强度降低到原先的1/1000(千分之一)。

结合上表可以得出下面的结论:

  1. 木头,玻璃这些障碍物对于WiFi信号的阻挡作用不强,只会带来一半左右的信号衰减;

  2. 砖墙,水泥墙这些障碍物堪称WiFi信号杀手,穿透的信号动辄衰减为原先的千分之一;

  3. 电梯这类金属障碍物简直就是WiFi信号的噩梦,轻轻松松衰减到原先的万分之一!

WiFi信号差▲

真是让人绝望啊,这可咋办呢?

有没有所谓“大功率路由器?”

机智的你肯定很快就想到了,想要信号好穿墙能力强,增大发射功率啊!没有什么不是增大功率不能解决的,如果有,那就再增大一倍!

但是在WiFi信号这里,增大发射功率还真不行。

因为无线路由器的发射功率是有国家规定的:最大100mW,也就是0.1W。不符合这个要求的产品是不能上市的,工信部也是为了我们的身体健康着想啊。所以,想通过增强发射功率来提升WiFi信号这条路是走不通的。

“高增益天线”是否可行?

既然发射功率有限制,那如果路由器用的高增益天线到话,不是能量发射会更集中,从而覆盖地更远吗?如想详细了解天线和增益,请看我之前的文章《通俗易懂!看完你就是半个天线专家了》。

理论上来说是这样。但增益高能量集中的代价就是波束变窄,WiFi信号的覆盖会不均匀,有的方向信号强,有的方向信号弱。如果有多个人在不同位置同时使用的话,对覆盖的评价会褒贬不一。

天线增益及辐射方向图▲

而且,一般的路由器天线增益也就9dBi,面对动辄就几十dB的穿透损耗来说也是杯水车薪。

06

我该怎么提升WiFi信号?

这也不行那也不行,那该到底咋样才能提升WiFi信号呢?

场景1

“我就一台路由器,既想让WiFi信号变好,又一分钱都不想花,该怎么办?”

方法一:路由器摆放位置优化

既然所谓的“穿墙王”,“单台穿三墙”这种神器统统不存在,单台路由器不可避免的无法完全覆盖任意角落。

如果想要最低成本地解决问题,请记住下面这几条法则:

  1. 传播距离越短信号越好,所以尽量把路由器放在房子的中央!

  2. 木门,玻璃门等对信号的衰减小,尽量让路由器多走门,少穿墙!

  3. 弱电箱的位置一般都在门口,四周面板也会屏蔽无线信号,所以尽量不要把无线路由器放在弱电箱里!

  4. 把路由器摆在高一些,开阔一下的地方,避开冰箱、洗衣机、各种家具等障碍物!

下面是作业:请看这张图,位置一和位置二哪个好?

路由器摆放位置差异对信号的影响▲

再请看这张图,位置一和位置二哪个好?

路由器摆放高度对信号的影响▲

相信这两道题的答案是不言而喻的。

方法二:调整合理的天线角度

一般的家用路由器都使用全向天线,全向天线的无线信号分布类似被水平压扁的轮胎,所以无线信号在与天线垂直的方向上覆盖效果最好。如下图所示:

全向天线辐射方向图▲

所以,还乖乖把无线路由器的天线调整到与地面垂直,直戳戳地对着房顶就好,别掰成各种乱七八糟的角度了,直戳戳地对着你的方向恰好信号最弱!

路由器的天线角度调节建议

方法三:避免环境干扰

1、尽量使用双频路由器,能使用5G频段尽量使用5G!如前文所示,2.4G频段是非常拥堵的,自然受到的干扰也更多。而5G频段相对来说就要干净地多。虽然有时候看起来5G的信号比2.4G少上一两格,但说不定速度更快!

2、把路由器尽量放得离微波炉、蓝牙设备、无线鼠标键盘等设备远一些!这些玩意都在2.4G上工作,造成干扰指数增加!

3、更改路由器的信道配置!前面已经说过,2.4G频段上只有3个独立不交叠的信道,一般来说就是1,6和11。试着改改看,哪个信道好就用哪个。

修改2.4G信道设置

场景2

“为了上网爽快,我还是愿意点花钱的,怎么办?”

这就必须要上升到家庭组网方案了!

方案一:使用无线扩展器扩展放大无线信号

这是目前中小户型WiFi信号扩展的主流方案。哪里信号比较弱,就在这个位置就近的电源插座上插一个扩展器,不需要连接网线。这个功能就叫做信号中继,顾名思义,就是指信号放大器接收主路由器的信号,放大之后再发射出来,因此家里的信号还是同一个,手机、Pad会连接质量较好的信号。

无线扩展器▲

适用环境:任意环境都适用。

方案二:使用无线路由器桥接扩大信号

这个方案使用路由器的无线桥接功能,把多台无线路由器通过无线方式连起来,路由器之间也不需要网线连接。

通过无线桥接后,WiFi信合实现了接力,起到放大作用。当然,副路由器一般来说四个网络口,可以用来接有线电脑,这也是这个方案的优势之一。

两个路由器桥接▲

那么方案二和方案一还有什么不同呢?那就是桥接的这两个路由器实际上还是独立工作的,可以设置不同的WiFi名称和密码。

适用环境:手头已有多台无线路由器、想要在副路由器接有线设备。

方案三:使用网线把两台(或者多台)路由器连接起来

使用网线将多个路由器连接起来,其中连接宽带的路由器作为主路由器,其他的作为副路由器。主副路由器之间通过各自的LAN口连接起来,此时副路由器相当于无线交换机。

通过配置,可以实现整个网络只有一个无线信号,实现自动漫游。

有线连接多个路由器▲

这个方案要求各个路由器之间通过网线连接起来,最大的优势就是稳定性好,路由器之间没有无线损耗,各个路由器的速率都很高,但也有一个明显的限制条件,就是所有路由器之间必须通过网线连接。

适用环境:已经布好网线的环境。

方案四:使用HyFi套装(子母路由器)组建全覆盖无线网络

HyFi(全称:Hybrid Wi-Fi)也叫电力猫,是指同一产品同时采用“有线”和“无线”两种技术,以房间内无处不在的“电线”为主干,“无线”作为接入,使产品兼具有线的稳定可靠性和无线的移动便捷性。

TP-Link的HyFi套装是由HyFi路由器和HyFi扩展器两部分组成,两者是通过家里的电线传输数据的。配置好路由器后会将无线设置自动推送到扩展器,这样就组成了只有一个信号的无线网络。

HyFi套装通过电线传输信号▲

HyFi无线解决方案是具有方便快捷的特点,通过电线传输无需布线,传输速度快、稳定性好。并且无线配置简单,只需要配置好路由器,扩展器的信号就会随之同步改变。因此这个方案扩展性很好,可以根据实际需要配置多个扩展器,外观也非常的大气,美观、简洁。

华为的这个方案也叫子母路由器,和HyFi这个名称相比来说更接地气,本质都是路由器和电力猫的结合,可通过家里的已布好的电线传送信号。

相比较前几种,这个方案方案成本相对较大,需要替换之前的路由器。

适用环境:任意家庭环境。

方案五:使用AP/AC扩展无线信号

如果你偏爱整洁的环境,不想看到插座上的线缆,更不想看到突兀的路由器天线,还要所有房间都覆盖良好,那么就使用AC加无线AP的方式组网吧,绝对如你所愿。

AP:无线访问接入点(Access Point)说白了就是一个WiFi信号收发器,相当于去掉了路由和管理功能的无线路由器。

AC:无线控制器(Access Controller)就是用来集中化管理多个无线AP的,负责下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。

AC/AP管理网络▲

方案要求所有的AP(接入点)和AC(接入控制器)通过有线方式连接起来,由AC统一配置所有的无线AP,整个无线网络有统一的信号,可以实现无线漫游。

该方案选用的AP是可以嵌入到墙里面的网线面板,由AC通过网线来供电,不需要外接电源,美观大方,不占空间。这一切的代价就是贵。

适用环境:大户型,对覆盖要求高,希望整洁,所有网络设备都隐形。

至此,以上几种常见方案介绍完毕,我们对各个方案进行对比:

各种组网方案对比▲

好了,絮叨了这么多,关于WiFi穿墙的“道”和“术”都已经介绍完毕,希望各位在任意角落都能够信号满满。

技术男的难处▲

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