WIFI穿墻手冊:解讀天綫、dbi、發射功率和無綫信號的關係

繞射還是反射?wifi穿墻的基本原理

爲什麽wifi信號能穿墻?wifi信號也是一種電波,電波的波粒二象性由愛恩斯坦提出,後來被多位物理學傢證明:低頻率的光波顯示出強的波動性,可以像水波一樣繞開障礙物;而高頻率的光波顯示出強的粒子性,像子彈、皮球一樣,高頻激光、珈瑪射綫就是這類型的光波。先說說我們手機信號,我們在大樓裏面都能收到信號,是因爲手機信號的載波頻率比wifi的低,波長長,繞牆性強:

W-CDMA(3G)使用的是2100MHz的载频。
波长公式:λ=v/t,这里的λ就是波长,速度v是光速约3×10^8m/s,而t则是周期5×10^6HZ,
λ=3×10^8/2100×10^6=140(mm)。
wcdma 波长是140mm。

GSM(2G)使用的是900/1800MHz的载频,波长是333/160mm。

 

手機微波的波長有140~330毫米,wifi的2.4G波長約120毫米,5G只有60毫米。所以wifi信號多數是靠重復反射來“穿墻”, 這也是爲什麽關上房門后房間裏面的wifi信號會銳減的原因:關門把主要的wifi信道擋住了。所以要估計你傢的穿墻難度,可以簡單把平面圖拿出來,把每堵墻當成鏡子,看看要反射多少次、走多遠才能射到接受端。這個思路也是如何選擇路由器ap擺放位置的依據:未必是放得越近越好,最主要的要有好的wifi通道

2014_02_02 Wave

wifi電波高頻,表現更像粒子

計算參考:http://blog.chinaunix.net/uid-10612181-id-2945584.html

 

Shout Back Theory: 網卡的性能你有留意嗎?

即使有一個穿墻能力很好的路由器,但是房間的wifi還是不好,有可能是接收端網卡的性能跟不上。SmallNetBuider有一篇文章闡述Shout Back Theory(回喊理論),因爲wifi每個信號包package的傳輸都是一問一答的:Router發出一個信號包,接收網卡收到后發回一個確認,Router才會發出下個信號包,不然就會重復再發一次上一個數據包。所以無論路由器喊得多麽大聲,他聼不到接收網卡的回應,傳輸速度都是慢。 SmallNetBuider做了一個測試,測試接收網卡的發射功率對傳輸速度的影響,結果發現接收端的性能確實影響速度。這篇技術文檔更加闡述了接收端的天線dbi對傳輸距離的影響:當發射和接收端的天線dbi都是14dbi的時候,傳輸距離是2.5km,而接收端網卡的天線減弱到5dbi的時候,傳輸距離只剩下0.6km。(http://read.pudn.com/downloads76/ebook/285760/antenna_basic.pdf)結論是不要一味專註于路由器ap分享器的性能,接收端的性能也很重要。下面一張圖片也說明了接收端的天線性能影響傳輸距離十分明顯。

2014-02-02_client importance

穿不了墻怎麽辦?

“走出去”和“引進來”的思路

多數情況我們遇到WIFI信號接收差的時候第一個反應就是換路由器,也就是把信號引進來的思路。如果你原來的Router真的是差的話,換一個好的肯定有改善。最能肯定的例子是單天線的便攜路由器換成雙天線的合規格產品。

我之前用過的BUFFALO WCR-GN,信號差得要命

我之前用過的BUFFALO WCR-GN,信號差得要命

當然把路由器的天線改厲害能加強定向傳播的能力。

但是如果你原來的路由器已經不錯了,再換Router只會浪費金錢,這個時候你要考慮“走出去”:讓接收網卡接收更多的信號。基本上你有兩個選擇:

  1. 換一個接收好的網卡,例如我有賣的Netgear WNDA4100(詳情請移步每月團購
  2. 加長接收天線,前提是你的網卡能換天線

 

電力貓

電力貓是Upsangel很喜歡的產品,沒有輻射,價錢不斷走低,弱點是傳輸速度不會太快,200m產品的速度在40-50m左右,500m在70-80m左右。感兴趣的朋友可以翻阅之前的文章:

Wifi Repeater、Extender

在家裡的轉角加上中繼器來轉發信號可以避免在主ROUTER附近的輻射太強,讓信號平均散播。

·

最后

總結

每個家庭的結構佈置都不同,很難以偏概全的說多少堵牆、多大的房間用什麽路由器,很多時候都要try and error,希望這篇文章能讓大家往正確的方向try,對“wifi穿牆”這個問題有更深入的瞭解。如果您正在選購路由器Router Ap,下面的熱門文章可能可以幫到你:

最后,Upsangel爲大家奉上玩轉路由器附加強大功能的攻略(架設vpn server,共享printer,scanner, 離線BT等),請參考:OpenWRT, DD-WRT資源彙總索引 – http://www.hkepc.com/forum/viewthread.php?tid=2025967&extra=page%3D1

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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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