WIFI穿墻手冊:解讀天綫、dbi、發射功率和無綫信號的關係

Upsangel一直想跟大家探討無綫路由(ap分享器)穿墻這個話題。怎麽選購一個適合自身空間環境的路由器、確保角落都能用得wifi確實是大家常常遇到的問題。不時都看到帖子:

  • “我想買一個路由器,穿墻能力好的。”
  • “換router,800尺,要穿3幅墻,廁所都要上得到wifi”
  • “求推薦穿墻能力好的AP無綫分享器,透天曆3層。”

小u爭取馬年春節的空檔時間寫此WIFI穿墻手冊,希望[馬]上解決wifi穿墻的常見難題
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(最近更新:2014年4月3日,補充了一些思路; 2014年11月15日再補充)

如果你關心WIFI天線的雙頻功效,不妨參考以下文章:

功率和天綫,到底誰重要?

用白熾燈燈泡和射燈來描繪比喻功率和天綫的關係最容易理解不過了。路由器Router的發射功率好比燈泡的瓦數,60W的燈泡比20W的要亮,大功率的無綫路由器自然信號源強度會大些。但20W的射燈可以比60W的燈泡更亮,因爲射燈燈罩把光都集中在一點,而燈泡往四面八方平均發射光。Router的天綫就好比射燈燈罩,把wifi信號集中方向發射。下面的這幅圖解釋天綫dbi的作用:

 

2013-08-07_dBi

可以看出高dbi的天綫不是把wifi信號增強了,而是把其定向集中發射/接收,如果你站在發射方向,自然感覺上信號強了。這就是Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) 的意思。Techbang的這篇換天線測試(http://www.techbang.com/posts/9435-dbi-antenna-bigger-is-better)證明了用高dbi的指向天線確實能“聚焦”wifi信號,增強在聚焦區域的wifi接收強度。透天曆的朋友注意了,如果你買高dbi的天線,可能穿透上下樓層的信號會很弱,除非你把天線平放,但平放天線自身樓層的平面信號又會弱。。。

2014-02-02_n12hp 9dbi

這麽凶悍的n12hp都只是9dbi而已,平時我們用的短天線就3-5個dbi。

 

天線數目和穿牆的關係

我們直覺會覺得3天線的產品比單天線的穿牆要強,事實上確實如此。因為3天線的產品的功率通常比單天線的高(參考reference我一時間找不回來)。MIMO(多天線多點收發技術)能增加速度和覆蓋範圍:

 

但注意接收端也要匹配同樣數目的天線,例如說我們的手機都是單天線的。。。

·

天線長度和dbi的關係

通常的感覺是長度越長的天線dbi越高,這是為什麼呢?我們常見的天線形式是Dipole耦極式天線,其長度決定了其共振頻率,通常取波長的1/4 , 1/2,等倍,兩倍等等。例如常見的WIFI 2.4G,其波長大約是135mm,取1/4波長設計就是3cm左右,1/2波長就約6cm,所以這正是我們常見天線長度。天線長度越長指向性越強,dbi就越大:

天線的長度和指向性的關係

天線的長度和指向性的關係

聰明的你可能會發現,2.4G和5G (準確來說是5.3~5.8G) WIFI 的天線設計長度並不兼容!

這是十分常見的2.4g WIFI天線的共振頻譜,可以想象5G基本不能有效輻射

這是典型的2.4g WIFI天線的共振頻譜,可以想象5G基本不能有效輻射

這正是小U續寫下一片文章的緣由:

 

超高功率+指向天綫,你吃得消嗎?

把信號電波輻射都集中起來,對人體有多大危害?

一直都有討論說到底WIFI電波輻射對人體有多大危害,我覺得這個問題就和手機輻射當年的情況一樣,一開始大家都沒意識到有問題,手機廠家更加粉飾太平,後來慢慢接受輻射有害,但是也避無可避。WIFI和手機不同,手機最多通話十多而是分鐘(這個時段的輻射量最大),而WIFI很多時候一用就用上幾個小時,甚至WIFI晚上不關的話可以說24小時都沉浸在WIFI信號中。危害到底有多少不好說,但是還是能避免就避免,總沒有人在枕頭低下放個“高功率穿牆王”吧?!

2014-02-02_router power

我設置到10dBm就夠用了。。。

美國的FCC就有規定電磁波的發射功率限度,規定路由器的輸出功率最大值是1個瓦特(等效30dBm),而加上天線的“聚焦”作用後,等效強度不能超過36dBm。下圖是我的BUFFALO WZR-300HP(也就是G300-NH2)在OpenWRT的功率調節圖,最高是20 dBm,如果用16 dBi的天線“聚焦”,剛好能達到36 dBm的輻射限度。

這篇FCC輻射限度值的PDF裡面,列出了發射功率和天線增益的最大搭配值。Upsangel的建議凡事不要去到極端,但如果你一定要信號好,如果你命子夠硬,那麽突破輻射值的方法是買一個高功率配全向天線(全指向天線=低dbi)的路由,再自己換上一格高dbi的定向天線,讓輻射飛吧~



下一頁我們繼續探討到底WIFI信號是怎麽穿牆的?

24 Comments
  1. Reply
    KP February 5, 2014 at 11:23 AM

    5MHz 指的應該是頻寬吧, 3G 的頻率應該是在 850MHz 或 1900MHz 或 2100MHz 附近。
    計算波長應該要用 carrier 的頻率而不是 bandwidth 才對。

    台灣3G的各個頻段表
    http://freqdbo.ncc.gov.tw/Portal/NCCB07Q_03v1.aspx?cond1=MS&cond2=MS108

    • Reply
      upsangel February 5, 2014 at 12:24 PM

      多謝指正!!犯了低級錯誤~ 已經更正!http://wenku.baidu.com/view/b0bbf517f18583d049645997.html

  2. Reply
    marco February 7, 2014 at 5:43 PM

    請問邊款rotuer 適合700 呎, 要穿兩幅牆, router 放廳, 唔該晒。

    • Reply
      upsangel February 7, 2014 at 11:34 PM

      請問你現在用什麽Router?有什麽不滿意的Router表現?

  3. Reply
    ming February 16, 2014 at 2:42 AM

    想在3層獨立屋裝WIFI
    睇晒所有你的post
    請幫手諗諗:

    我初步構思係咁:

    光纖入屋(地下1樓) —->插入 地下一樓機房 Router (有WIFI 功能)

    機房 Router —–> Cat5 線分線上2樓, 及3樓 (再用Access Point)

    問題:
    因為光纖有300M, 所以有以下問題,不過最快只有802.11n 的卡:
    應該唔考慮用homeplug
    1. 因為地下機房有主力牆, 現時未知地下的wifi點搞 (地下無再串線出機房, Cat5線由機房直上2,樓,3樓)
    2. 地下Router 想買隻勁D, 穩定的, 有冇介紹? (Wan to Lan put through and bandwidth)
    3. Access Point 有冇介紹? 同埋係咪AP插左唔駛SET就用得?
    4. 買Router 當AP會唔會好D?
    5. 如果加wifi extender, 要點加 同有咩要主意?

    thanks!!

  4. Reply
    syoubun February 17, 2014 at 12:32 PM

    版主您好:
    我現在使用的網路環境為100M的 路由為RT-AC68U 另外有更換3支原廠天線 更換為智鼎的ANT-0810RS 室內型 2.4Ghz / 5Ghz 全向性 8 / 10dBi 請問一下原廠韌體的發射功率要調整多少才能達到不錯的效果 PS:我也不想沉溺於輻射當中 家中為1-6樓路由放置一樓 只期望能功率能打到2樓又穩定就好

    • Reply
      upsangel February 19, 2014 at 9:45 PM

      最簡單的方法就是你調整到原來的1/2試試信號強度如何,再往上或往下逐步調節試試看~另外10dBi不可能是全向天線吧。。。指向性已經很強的了。

  5. Reply
    jay March 8, 2014 at 1:39 AM

    其實買3部ROUTER..
    一部做ROUTER
    拉兩條CAT5 去兩間ROOM
    另外個兩隻SET做AP MODE(DISABLE DHCP, SAME SSID)

    係最好既SOLUTION

    • Reply
      upsangel March 9, 2014 at 7:02 AM

      呃。。。。lan綫穿牆確實是無敵的!所以建議家居裝修時候最高也考慮在內吧!

  6. Reply
    Ken July 11, 2014 at 6:51 PM

    請問建議 Edimax 的 路由嗎?

    • Reply
      upsangel July 12, 2014 at 9:44 AM

      KEN 你好, 每個牌子都有好和不好的產品,不要看牌子,要看具體的產品

  7. Reply
    odin May 7, 2015 at 11:37 PM

    Charles 兄 ,
    爬了很多文 ,有一事請教 ,我現在是用csl 300M的plan ,router 是用落華碩 的RT-N16. 問題一) 是否需要轉用一個ac router 較好呢 ? 如RT-AC66U 。不過從speedtest.net 測出 download 287M ,upload 290M , 是否已經發揮得到呢 ? 不過這點也不是最重要 。問題二 ) 個router在書房,只隔一幅牆的廳一點都收不到 ,主房更不在話下。我拿住notebook 要企在房門口才收到 ,電話也收得很差,基本上看不到片的。這是設定的問題還是索性換個 router 好呢 ? 請指教

    • Reply
      upsangel May 9, 2015 at 9:08 PM

      Odin你好,你的測速結果係用有線連接吧,如果你想無線WIFI也發揮高速就換一隻AC ROUTER (http://upsangel.com/router-2/2015-most-cp-router-round-1/) , 如果你不在乎WIFI速度,只想WIFI覆蓋好D,可以考慮加Home plug (http://shop.upsangel.com/homeplug), 如需購買或有任何疑問請與我聯繫謝謝!

      • Reply
        若有所思 May 11, 2015 at 12:28 AM

        Charles 兄 ,
        你好 ! 謝謝回覆 。我寫的速度確實是有線連接的,沒有說清楚。我還是想先改善或善用到現在的300MB , 如果到時wifi 還是不夠強 才加用 Home plug ,不知這樣的思路是否正確?
        請問貴舖現在還是沒有RT-AC66U嗎 ,那麼對我的情況,用盡速度加穿牆能力。是否用TP-LINK WDR7500最合適呢 ? 上落一兩百元可接否的,不過WDR7500好似沒有wifi 的獨立控制,這點對家用及有小朋友的家庭確實有點猶豫,總不能晚晚把電源拔掉。
        如果我向貴舖訂貨後是否只可地鐵交收? 謝謝

        • upsangel May 11, 2015 at 8:58 PM

          你好,若果你想儘量發揮你寬頻的WIFI速度,需要使用AC ROUTER,相關的產品和對比介紹請參考:http://upsangel.com/router-2/2015-most-cp-router-round-1/ 若有購買上的疑問請Whatsapp 60981711 或 email upsangel@gmail.com 謝謝!

        • 若有所思 May 11, 2015 at 12:33 AM

          Charles 兄 ,
          我是odin 但上面的回覆可能按了什麼制轉了名字。怕你亂了 。十分抱歉。

  8. Reply
    Kyle May 13, 2015 at 9:49 PM

    您好,有一些問題想請教你
    我屋企使用pccw 200mb光纖上網,router 則是asus rt-56u
    之前會偶爾突然發生wifi連線出現不穩變慢及斷線的情況,
    起初我以為wifi信號不良好才引致問題發生
    但後來多加研究,
    發現出現此情況多數是由於有設備 “突然” 使用wifi
    舉例說明
    當我在桌上電腦使用wifi上網時,
    如果我突然打開手機使用wifi, 如: 載入whatsapp的新信息 或 下載電郵
    電腦及手機的wifi就有很大機會變很慢 甚至完全不能連接到router ..

    想請教的是,到底是我wifi信號不良好還是其實router已經有問題要該換了?

    • Reply
      upsangel May 14, 2015 at 10:39 AM

      你好,你所述的問題可能造成的原因有很多。更換每個環節的設備可以幫助你排查問題所在。

  9. Reply
    Kyle May 14, 2015 at 9:50 PM

    謝謝你的回復
    請問你會建議我先哪方面改變比較好?
    因為始終有點束手無策

  10. Reply
    Ramses July 1, 2015 at 6:40 PM

    你好。請问650呎2幅牆到睡房, 有缐200M, 哪个路由器较适合?

  11. Reply
    joe36547 July 13, 2015 at 1:13 AM

    上面有個曲線的圖並不是頻譜圖,那個圖只能表達天線和機子的匹配
    爾且也不能單靠此圖就說這隻天線好,要考慮天線的增益和效率,
    場性也很重要,爾且不能輻射也很難講5g是2.4g的倍頻模態,也能輻射

  12. Reply
    jessica July 21, 2015 at 12:13 AM

    你好,我用緊Linksys EA4500但我要穿2牆,收得2格,上網好慢…
    我應該換router?如要換應該換邊隻好?

    • Reply
      upsangel July 21, 2015 at 9:16 PM

      你好,符合輻射標準的router穿過兩牆信號都唔會爆燈,另外接收設備例如你的手機內的網卡的好壞都會影響。如果想換router 請參考此頁的WIFI星級數:http://upsangel.com/group-buy-every-month/ 如有需要或疑問隨時聯繫謝謝!

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by Upsangel