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发表于 2021-8-25 14:31:35 | 显示全部楼层
2. WiFi的协议和频谱

首先来说WiFi的协议及频谱的问题。

自从WiFi标准被IEEE(电气和电子工程师协会)在提出以来,经过了20年的蓬勃发展,一步一个脚印,出了一个又一个协议版本,从802.11n开始,下载速率有了质的飞越。
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发表于 2021-8-25 14:31:47 | 显示全部楼层
WiFi的工作频段和信道:

从上表可以看出,WiFi有两个工作频段:2.4G和5G。这两个频段都是非授权频段,只要符合国家法规,不经授权就可使用。也就是说在家里装个无线路由器是不需要任何人批准的。
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发表于 2021-8-25 14:32:19 | 显示全部楼层
(1) 2.4G频段:

2.4G频谱的范围是2.4GHz~2.4835GHz,共有83.5M带宽,划分为13个信道,每个信道宽20M。

可是,20M乘以13等于260M啊,这13个信道共需要260M带宽,而2.4G频谱只有83.5M,这怎么放得下?
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发表于 2021-8-25 14:32:29 | 显示全部楼层
答案就跟上公交车一样:“挤一挤,往后挪一挪,赶紧再上一个!”人多车小,为了共同的出行需求,个人空间就别想了,被踩到脚更是在所难免。

从下图可以看出,2.4G频谱的这13个信道紧密地交叠在一起,干扰是不可避免的。注意,途中的第14信道在国内是不允许使用的。
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发表于 2021-8-25 14:32:52 | 显示全部楼层
信道交叠到什么程度呢?由下图可以比较直观地看出,在这些信道里面,只有1,6,11或者2,7,12,或者3,8,13这三组是完全没有交叠的,可见2.4GHz频段的拥堵程度。就好比一条很窄的路,上面同行的车却很多,堵车频频,势必造成通行速度的下降。
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发表于 2021-8-25 14:33:02 | 显示全部楼层
到了802.11n,用户可以使用40M的信道,但2.4GHz频段依然只有83.5M的总带宽,就只能容纳两个信道了。因此只有在夜深人静网络空闲的时候,单个用户才有可能使用40M信道,加之来自隔壁老王家的干扰,802.11n的高速率很大程度上难以达到。
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发表于 2021-8-25 14:33:14 | 显示全部楼层
(2) 5G频段:

既然2.4G频段如此地拥挤不堪,IEEE那些制定WiFi标准的专家们早就在另一个非授权频段:5G上另觅康庄大道了。
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发表于 2021-8-25 14:54:02 | 显示全部楼层
802.11n虽说是可以工作在5GHz上的,但这个协议版本毕竟老旧,还有一大票不支持5G的手机电视电脑需要被伺候,因此实际产品还都用于2.4GHz,5GHz的优势由更年轻的802.11ac来体现。
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发表于 2021-8-25 14:54:17 | 显示全部楼层
5G频谱的范围是4.910GHz~5.875GHz,有900多M的带宽,是2.4G的10倍还多!正是因为这段频谱很宽,内部还会划分成几个子频段,有的还没分配,有的作为其他用途,连4G LTE都要过来咬上一口。
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发表于 2021-8-25 14:54:36 | 显示全部楼层
下图是蜉蝣君根据这张表绘制的中国的5GHz可用信道的分布情况,支持802.11ac的路由器和手机可以在把这些可用的信道自由组合,使用20M、40M、80M甚至160M带宽的信道,信道多,带宽大,干扰小,让峰值下载速度快得飞起。
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