網路，對於現代人來說，就像水和空氣一樣重要。很多人心中的理想生活是下面這樣的。這其中。最重要的應該就是網路了。

【我有一所房子

面朝大海

春暖花開

萬兆寬頻

快遞直達

能點外賣

不還房貸】

關於路由器的具體型號推薦，請查閱另外一篇文章：

https://www.toutiao.com/i6904559233795129867/

WiFi名字的由來

Wi-Fi這個術語經常被誤以為是指無線保真（Wireless Fidelity），類似歷史悠久的音訊裝置分類：長期高保真（1930年開始採用）或Hi-Fi（1950年開始採用）。即便是Wi-Fi聯盟本身也經常在新聞稿和檔案中使用“Wireless Fidelity”這個詞，事實上，Wi-Fi一詞是沒有任何意義。

1999年，幾家富有遠見的公司聯合起來組成了一個全球性非營利性協會——無線乙太網相容性聯盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA），其目標是使用一種新的無線網路技術，無論品牌如何，都能帶來最佳的使用者體驗。在2000年，該小組採用術語“Wi-Fi”作為其技術工作的專有名稱，並宣佈了正式名稱：Wi-Fi Alliance。

無線頻率

無線是透過電磁波來傳輸數字訊號的一種方式。使用網線上網，是有物理的網線，使用無線上網，可以想象成是你的手機，電腦與無線路由器之間有一條（或者幾條）虛擬的網線。

主要的無線分類和頻率，用途

2.4G工作在UHF頻段，屬於分米波。2.4G非常擁擠，藍芽，微波爐，zigbee（物聯網裝置），業務無線電等都在這個頻段，所以日常生活中，2.4G的WiFi干擾非常嚴重。但是2.4G的覆蓋範圍比5G要大，這也就是在家裡，可以搜到左右鄰居的無線訊號的原因。能搜到的訊號基本都是2.4G訊號。

5G工作在SHF頻段，屬於釐米波。日常生活中干擾較少。主要的干擾源是雷達等。5G的覆蓋範圍相對2.4G小很多。

無線在傳輸過程中。會被不同的材質吸收，導致訊號的衰減，這是無線衰減的主要形式。

一般來說，材質的密度越高，含有的金屬越多，對無線訊號的吸收越強烈。

會造成無線訊號損耗的，還包括反射，散射，折射，衍射等。

我國房屋週中，大部分是承重牆，鋼筋水泥結構，對無線的損耗非常強，所以在家中使用的無線路由器，號稱的穿牆能力，在承重牆面前是不堪一擊的。

電磁波穿透不同材質的損耗情況

因為電磁波既有波的屬性，也有粒子的屬性，在傳輸的過程中，遇到障礙物，會發生穿透，反射，衍射，折射，散射等現象，我們連線的無線訊號，是經過這些複雜過程之後的綜合結果。

802.11標準

Wi-Fi與IEEE 802.11常常被混淆，兩者的區別可以概述為IEEE 802.11是一種無線區域網標準，而Wi-Fi是IEEE 802.11標準的一種實現。

802.11標準的制定週期大概是4，5年左右，基本在最新一代標準出臺的時候，上一個標準仍然是目前的主流。

技術上不需要立刻的追求新，需要根據的自己的實際需求。

802.11標準的發展大事記

現在支援802.11a，802.11b的裝置已經非常少了。

WiFi1：802.11b 1999年 2.4G 11Mbps

WiFi2：802.11a 1999年 5G 54Mbps

WiFi3：802.11g 2003年 2.4G 54Mbps

WiFi4，WiFi5，WiFi6對比表

2.4G頻段通道

各國對2.4G頻段的支援情況，我們國家支援的2.4G頻段是1到13。

每個通道之間的中心頻率都是相隔5MHz的整數倍。

部分的終端，無法支援超過11的通道，設定的時候需要注意。

2.4G互不干擾的通道少，而且很多民用裝置也在使用2.4G的頻段，這就是2.4G通道擁擠的原因。

所以2.4G通道中的干擾非常大，很多人的手機經常出現無線滿格，但是實際上根本不能上網就是這樣的原因。

工信部規定的2.4G頻段的最大功率是EIRP≤500mw或者EIRP≤27dBm。

傳統的802.11標準中，每20MHz預留小部分頻寬，可以繫結為40MHz頻寬，增強頻寬，但是2.4G頻段中干擾大，不是很建議使用40MHz。

5G可以使用20MHz，40MHz，80MHz，160MHz，具體可以支援什麼頻率，由路由器使用的SOC決定。

5G頻段通道

我國支援的5G頻段是：36，38，40，42，44，46，48，149，153，157，161。

如果購買了日版的電子裝置，想連線5G的無線，就需要將5G的頻段，改為日本和中國都支援的頻段（36，40，44，48），裝置才能搜尋到5G訊號，正常連線。還有一些老舊的裝置，也許無法支援149以上的5G通道，也需要進行通道調整。

與路由器的距離相同時，5G訊號相對2.4G訊號較弱，這是由電磁波的物理特性決定的：波長越長衰減越少，也更容易繞過障礙物繼續傳播。5G訊號頻率高、波長短，而2.4G訊號頻率低、波長長，所以5G訊號穿過障礙物時衰減更大，穿牆能力比2.4G訊號弱，所有雙頻無線路由器都存在這樣的情況。

如下是2.4G和5.8G在自由空間傳播的損耗公式（其中F是頻率，單位是MHz；D是距離，單位是km）

無線電磁波在自由空間的衰減公式：L=32.5+20lgF+20lgD。

2.4G頻段的衰減公式：L1=100+20lgD；

5.8G頻段的衰減公式：L2=108+20lgD。

以上公式可以看出5.8G的衰減相對於2.4G要高，相應的覆蓋的距離要小一些。

2.4G與5G的優缺點

如果終端（電視等）距離路由器比較近，周圍障礙物少，建議連線5G，如果終端（手機等）距離路由器很遠，障礙物多，根據情況可以選擇2.4G。

無線功率和天線

我們看到的路由器，經常將【穿牆】和多個碩大的外接天線作為賣點，很多人在買路由器的時候，覺得天線多，粗，長，訊號就好。沒有外接天線的路由器訊號就不好。那麼實際上，天線數量的多少對無線的覆蓋有多大的影響呢？

根據木桶原理，終端的無線速度，取決於終端和路由器的協商，根據終端的型別，無線的衰減等，無線終端會與路由器之間，最終協商為一個合適的速率，這個協商速率通常會小於路由器支援的最大速率。上限是路由器支援的最大速率。所以單純的提高路由器的無線功率，並不一定可以取得好的效果，同時各個國家也對路由器的無線功率有嚴格的規定。

無線功率毫瓦（mW）

功率單位，2.4G的最大功率是100mW。5G的最大功率是500mw。

無線路由器的功率很低，而且嚴格受到國家的管控，只要是符合國家標準的產品，都是安全的，可以放心使用。認為路由器的無線有危險的同學，都是心理作用了。

分貝毫瓦（dBm）

無線功率絕對值單位是dBm。

dbm的計算公式 ：10lgP P=無線功率/1mw

0dBm=1mw

17dBm=50mw

20dBm=100mw

[例1] 如果發射功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。

[例2] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為：

10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=46dBm

dBi

dBi為無線天線的增益大小單位。高dBi不是將WiFi訊號增強了，而是將訊號更集中的發射和接收。dBi數值越大，增益越高，垂直角度越小，傳輸距離相對越遠。

等效全向輻射功率（EIRP）

無線電通訊領域的一個常見概念，它指的是衛星或地面站在某個指定方向上的輻射功率，理想狀態下等於功放的發射功率乘以天線的增益。通常理解配置EIRP就是配置發射的功率。體現為最強點的功率。單位是dBW

EIRP=有效功率+天線增益-天線饋線線路損耗

天線和增益

路由器的天線的作用是收發無線電波。

無線路由器上，外接的天線，常見的是鞭狀全向天線，內建的天線，也是全向天線。室外的基站等，會使用全向天線和定向天線。

天線在進行輻射的時候，與電磁場強度的方向，一般為垂直極化和水平極化兩種。

水平極化由於受大地磁場影響，損耗較大，較少採用，單極化天線一般採用垂直極化天線。

在相同功率下，增益越多，天線的定向性越強，定向角度越小。

增益值的單位是dbi。天線的增益，在最大的輻射方向上，與無方向的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數。

全向天線的訊號強度圖，麵包圈的樣子。

增益後，麵包圈變得更扁平，增加了覆蓋的範圍。能量更集中，水平方向上訊號越強，抗干擾能力越強，在某些方向上訊號減弱。

天線的數量實際上要與路由器支援的MIMO技術匹配，無論是外接天線，還是內建天線。

如果是2*2的MIMO，則只需要2根天線，因為很多路由器是2.4和5G的雙頻路由器，可以使用獨立天線來分別傳輸2.4G訊號和5G訊號，則天線數量更多一些。

比如Redmi AX6，有6根天線，其中2根負責2.4G，4根負責5G

MIMO技術

MIMO（multiple input multiple output）（多輸入多輸出）

MIMO是更能提升無線效能的關鍵技術，在802.11n標準中首次提出。

在傳送端和接收端，都使用多天線的MIMO技術，則可以極大的提高通道容量。提高傳輸的可靠性，傳輸範圍和吞吐量。

在MIMO之前是SISO（Single-Input Single-Output）（單輸入單輸出）

我們在使用網線上網的時候，網線就是一個物理上的通道。當使用無線上網的時候，要想網速更快，就需要將虛擬的網線（通道）合併到一起進行資料的收發。

MIMO的寫法是AxB MIMO，A表示傳送端的天線數量，B表示接收端的天線數量。

MIMO又細分為SU-MIMO和MU-MIMO

SU-MIMO（Single-User Multiple-InputMultiple-Output）（單使用者多輸入多輸出）

MU-MIMO（ Multi-User Multiple-Input Multiple-Output ）（多使用者多輸入多輸出）

其中，MU-MIMO，可以進一步的提升速率。MU-MIMO在WIFI5中首次提出。

WIFI6

2020年1月3日的802.11ax標準，Wi-Fi聯盟，採用新的命名Wi-Fi6。便於記憶和推廣。

Wifi6向下相容11a/b/g/n/ac

WIfi6的主要功能點

wifi6對比wifi5

WIFI6的主要功能增強的特性是：

WIFI6支援上下行的MU-MIMO，WIFI5只支援下行，WIFI6支援OFDMA（正交分頻多重進接）。WIFI5支援OFDM（正交頻分複用）

OFDM與OFDMA的區別

因為WIFI6的理論速度達到9.6Gbps。適合內網有大量資料傳輸的場景。因為目前的家用寬頻主流還在1G以內。WIFI6支援的外網頻寬，達到10G的時候，WIFI6才會是瓶頸。但是WIFI6帶來的新特性，與支援WIFI6的終端配合，會帶來更好的無線體驗。

CPU和無線晶片

對於無線路由器來說，功能的多少和效能的強弱，主要取決於CPU和無線功放晶片。路由器的系統更多是錦上添花。如果追求特殊的OS層面的需求，可以考慮可以進行刷新系統的路由器型號。

CPU

CPU決定著路由器可以提供的功能。CPU也會進行大量的計算，所以高階路由器的發熱都會較大。

以高通晶片為例。高通的WiFi6晶片方案，最高階的平臺是Qualcomm Networking Pro 1200 Platform，可以有12個空間流；後面依次是Pro 800、Pro 600和Pro 400，分別最多帶8、6和4個空間流，具體規格如下：

NETGEAR的RAX120 AX6000M的拆解圖，源自koolshare，最重要的就是這個CPU晶片。

無線晶片

與CPU配合工作，分為2.4G晶片和5G晶片。高階路由器，可以採用多個無線晶片，倍數增加無線的頻寬。

下圖是NETGEAR的RAX120 AX6000M的拆解圖，源自koolshare

其中的無線晶片是高通的QCN5024，2.4G晶片，支援4x4MIMO，支援802.11ax，最高速率為1200Mbps

下圖中的無線晶片是高通的QCN5054，5G晶片，支援802.11ax，支援4x4 MU-MIMO，80MHz，

路由器的晶片拓撲圖

MESH技術

MESH分散式技術，在路由器之間，生成一種網狀網路，不同接入點可以以星狀、樹狀、串聯和匯流排方式，混合組成一整張網狀網路。在這張大網中不僅SSID統一，無線裝置還可以自由尋找訊號最好的節點去連線傳輸資料，使用者手持裝置在不同節點穿梭時連線是無縫切換的。

對於大面積的無線覆蓋，MESH具有部署簡單，靈活，同時兼顧漫遊體驗。但是大部分產品的MESH組網，都需要佔用無線頻寬，為了使用體驗，最佳的狀態是使用有線進行MESH組網，或者選擇有位了MESH組網提供專用無線訊號的產品。體驗會更好一些。

MESH組網適合同時滿足下面需求的使用者：

1、需要無線覆蓋面積在100平米以上，或者覆蓋範圍內有大量的承重牆

2、裝修的時候，沒有預留網線

3、需要良好的無線漫遊體驗

MESH聯網示意圖

AC+APAC+AP介紹

對於大戶型，複式的建築，別墅，酒店，商場，企業來說，需要多個路由器進行覆蓋，並且需要很好的漫遊體驗。這個時候，最佳的體驗是AP方式組網，搭配AC進行統一管理。AC可以是獨立硬體，或者使用軟體來實現。一些品牌的產品，所有的資料都需要AC進行處理，AC的效能決定著整個網路的效能。一些品牌的產品，AC僅是管理作用，不進行資料轉發。AP需要配合支援POE的交換機進行供電，所以在部署AC+AP的網路的時候，不僅需要預先部署網線，同時涉及到的裝置比較多，需要對使用人的網路技術要求較高。

AP是無線接入點（Wireless AccessPoint），負責釋放無線訊號，轉發無線資料的作用，無線覆蓋範圍，依靠多個AP來實現。AP因為安裝方式的原因，AP的天線都是內建天線。AP的安裝型別又分為吸頂式AP和麵板式AP。吸頂式AP可以做的比較大，效能更強。面板式AP，受限於體積和安裝的位置，無論是效能，散熱，訊號覆蓋範圍，都會差一些。只要條件允許，儘量選擇吸頂式AP。

吸頂式AP示意圖

面板式AP

AC是無線控制器（Wireless AccessPoint Controller）

常見的AC與交換機的形狀類似

POE交換機

POE（Power Over Ethernet）（基於區域網供電系統）

基於網線，可以為基於IP的終端進行供電（攝像頭，IP電話，AP等），在傳輸資料的同時，可以提供直流電的供電。可以減少額外的電線需求，節省成本。需要注意的是POE的供電標準和供電功率，供電標準需要與AP支援的標準一致，供電功率需要大於AP的功率。

POE交換機示意圖

POE系統架構圖

POE供電有802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）、802.3bt（PoE++）三種標準。

不同的標準，供電的電壓，功率都不同。POE供電，最好6類網線起步。

AC+AP組網的裝置清單

AC：必須，有的品牌是硬體AC，有的是軟體AC，軟體AC，需要安裝在一個主機上或者其他系統上。

AP：必須，無線的效能和覆蓋就靠他了，效能越高越好，注意AP和AC必須是同一個品牌。

POE交換機：必須，需要是千兆POE交換機，注意POE的協議與AP支援的協議一致。有些品牌會將AC和POE整合在一起，可以節省費用，高階產品一般都是獨立型號。可以是其他品牌。

網線：必須，需要提前進行佈線，網線至少6類。確保施工的網線質量。保障網線8芯都需要連通。

機櫃：非必須，如果用到的裝置眾多，需要配置一個小型機櫃，用來安裝裝置，綜合佈線和散熱。如果是少量的裝置，根據裝置的大小和多少，可以安裝在弱電箱內，但是為了系統穩定，一定要注意散熱問題。

無線漫遊

當使用AP或者MESH方式組網的時候，多個路由器，提供一個相同的無線訊號，終端在移動的過程中，實現無縫的漫遊，終端自動連線到合適的路由器上，漫遊時候不會發生資料丟包，或者有少量的資料丟包。

漫遊示意圖

漫遊的前提是沒有無線訊號覆蓋的盲區，如果存在盲區，那麼終端在移動到盲區的時候，無法連線到無線訊號，肯定是斷網的狀態。或者處在訊號覆蓋的邊緣，即使可以聯網，但是效能很差。

終端在進行漫遊的時候，越是複雜的認證方式，比如Radius認證，需要的重新認證的步驟越多，重新連線的時間就越長。為了加快認證速度，有3個與快速漫遊有關的標準推出。

和快速漫遊有關的標準主要是三個：802.11k、802.11v、802.11r。

802.11k負責讓STA瞭解附近的AP分佈狀況。802.11v負責讓AC引導STA切換AP，而不是由STA自行決定，從而更好的切換。802.11r負責讓STA在AP間切換時，不用重新認證，加速連線。

蘋果在官網上明確說明了產品支援802.11kvr協議的情況，但是安卓手機品牌眾多，三星的一些型號有明確的標識，一般安卓手機可能並不支援。如果AP開啟了kvr協議的支援，但是終端不支援的時候，有可能會引起終端的漫遊異常。這個功能在複雜的網路環境下，建議不要開啟。網路的相容和穩定最重要。