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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