隨著響應國家「提速降費」的號召,國內三大電信運營商都近年來都開始進行提高網速、降低資費的改革。除了手機流量資費降費外,家庭寬頻業務也在進行免費提速業務。現在,家庭寬頻基本能達到100M速率,就在剛結束的雙11、雙12活動中,電信運營商們也推出了低價300M的寬頻業務,並且已經有值友反饋安裝完成、測試速率達標。再加上近年來WI-Fi設備的普及、智能家居的出現,使得無線路由器成功「上位」,變成了家庭最重要的電子產品之一。

雖然無線路由器已經普及了好幾年了,但是我們對它的參數其實還是比較「懵懂」:為什麼我買的無線路由器有6根天線,在衛生間里上網卻沒信號、為什麼我買的「千兆路由器」,兩台電腦之間傳輸文件每秒卻只有十幾兆、為什麼手機WiFi滿格,看個視頻還是這麼卡……是我們的布局有誤還是廠商在偷工減料,那又如何分辨路由器里哪些功能是我們必須要用的,哪些功能又是廠商吹噓出來增加賣點的,想要看清這些,我們首先要用比較專業的知識來武裝自己,才能不被忽悠,選出自己喜歡、合適的路由器。那這篇文章小編就給大家科普一下無線路由器的基本知識,讓小白們少走彎路少掉坑。

一、百兆路由器&千兆路由器&全千兆路由器
現在市面上的百兆路由器,就是指有線埠速率為百兆(100Mbps)、無線傳輸速率低於千兆(1000Mbps),一般常見為450M無線路由器、300M無線路由器,這個比較好理解,就不贅述了。千兆路由器和全千兆路由器(有的商家命名雙千兆路由器)有什麼區別呢。它們的區別就在於有線埠的傳輸速率,也就是WAN口和LAN口,只有當有線埠達到了1000M,同時,無線傳輸速率之和高於1000M,才能叫做真·千兆無線路由器。


舉個例子,當家中寬頻接入達到200M時,即使使用了所謂的雙頻AC1200M(或更高)無線路由器,但如果其WAN口依然是百兆埠,那理論上最高的下載速度依然會是12.5MB/s。
之前提到的150M、300M、1200M的「M」其實應該寫作Mbps,Mbps=Mbit/s即兆比特每秒,是指設備的的數據交換能力,也叫「帶寬」。1Mbps=131072位元組/秒=0.125MB/S,所以所得到的的12.5MB/s是按照100Mbps*0.125MB/s=12.5MB/s,也可以當成100Mbps÷8=12.5MB/s換算得來。
還有,這個M並不是「米」的意思,不是能傳輸1200米。
並且,根據行業規範來看,一台1200M的無線路由器,並不是兩台設備之間最大的傳輸速率能達到150MB/s,而是5GHz無線速率可達到867M,2.4GHz無線速率可達300M,同時可高達1200M,代表了兩個無線頻率可與無線設備最大連接能力之和。
這麼說來,路由器的實際外網網速符合木桶效應,取決於最小埠的傳輸速率,無線速率再高,WAN口限制在了100M,也是浪費帶寬,最多是兩台設備通過無線內網傳輸能快一點而已。
二、天線越多信號越好
嗯,這個絕對是一個偽命題,天線的數量與無線路由器的信號、穿牆能力、覆蓋範圍都是沒有關係的,而且,天線數量過多的路由器很有可能是為了增加賣點,混淆概念而製作的假天線。


現在我們來算一下,一個無線路由器應該有的天線數量。現在市面上常見的的無線傳輸標準是802.11n和802.11ac,其中802.11n協議,單根天線最高傳輸速率為150Mbps,使用2.4GHz,如果一個無線路由器宣稱是「300M無線路由器」,那應該是兩根天線,同理,450M無線路由器就會有三根天線;802.11ac協議下,單根天線最高傳輸速率為433Mbps,使用5GHz。802.11ac協議是透過5GHz頻帶提供高通量的無線區域網,所以,一台1200M的雙頻無線路由器,無線速率一般是2.4GHz:300Mbps、5GHz:867Mbps,那麼可以推算出:
5GHzWiFi速率867Mbps=433.3*2,2根天線
2.4GHzWiFi速率300Mbps=150*2,2根天線
也就是說一台常規的1200M無線路由器應該有4根天線,兩根2.4GHz(802.11n)的天線,兩根5GHz(802.11ac)的天線。

上圖截自360無線路由器P1商品介紹頁面
說完常規,再說個不常規的,小編家中使用的是華碩 RT-AC66U B1路由器,雙頻1750M,其中2.4GHz:450Mbps,5GHz:1300Mbps,按照剛才的公式,可以算出應該是6根天線,但是實際只有三根天線,這是因為一些中、高端的無線路由器採用了特殊的雙天線設計,在一根天線里可以發射/接收 2.4GHz/5GHz兩個頻段的信號,從而讓11n和11ac雙路天線實現了「二合一」,拆開來講還是6根天線。當然還有像3200M的三頻路由器的,我們本次就不多講了。
三、內置天線信號不如外置天線信號好
剛講完天線的數量,一根根「屹立」在路由器之上的天線確實顯得雄偉壯觀,即使沒有增強信號的功能,看起來也確實比內置天線的無線路由器要「踏實」許多,內置天線就顯得單薄了許多,總覺得沒有天線信號會不好。其實舉一個很簡答的例子就能說明這個問題:手機現在還能找到外置天線嗎?記得90年代的香港電影,大老闆們拿出「大哥大」,拔出天線接電話的樣子還會浮現在腦海里,但是現在的手機,天線早就隱藏在機身里了。再說迴路由器,外置天線可調角度,工藝較簡單,內置天線工藝相對複雜,也無需調節天線角度,在出廠之前都會進行最優化調節,直接使用就好了。你若是一個喜歡簡單、簡約設計風格的人,那用內置天線的無線路由器是沒有問題的,畢竟無線技術已經比較成熟了,不要再擔心這個話題了。

那決定路由器信號好壞的因素是什麼呢——發射功率。發射功率越大,信號自然越強,覆蓋範圍也就越廣,但國家工信部有規定,無線路由器的發射功率最高不能超過100mW(20dbm),無論路由器中裝了多少PA(信號放大器),最高功率是不能超過規定值的,不然無法進入市場。那在發射功率嚴格控制的情況下,我們就要關注怎樣能讓路由器更穩定、更長久發揮它的最大功能,那就說到了WI-Fi的晶元。目前市面上比較不錯的晶元方案是美國的博通、高通、Marvell,台灣的瑞昱(Realtek)、聯發科。他們涵蓋了國內高、中、低端市場無線路由器的晶元方案,每個廠家都有自己的設計方向和產品定位,而且技術也是比較成熟的,可以作為選購時的參考。
說到信號強弱,很多商家都在說自己的天線是5dBi、6dBi,那這個「dBi」又是不是越大信號會越強呢?
dBi是全方向性天線的功率增益的單位。

從圖中我們可以看出,在無線路由器發射功率不變的情況下,dBi的數值越大,增益越高,傳輸距離相對會遠一些,但是垂直角度會變小,相反,dBi數值越小,增益雖然小了,傳輸距離也近了,但是垂直角度會變大。
一些廠商打著「穿牆」的賣點,把天線信號的增益增加到7、8dBi,雖然傳輸距離遠了,但是垂直覆蓋面積就會變窄,容易出現信號死角。一般家庭住宅面積,3-5dBi其實就能應付日常使用了,如果戶型比較複雜或者屬於老式小區,牆體比較厚,還是建議使用Mesh、AP、電力貓等設備,用信號中繼來實現全屋覆蓋網路。
四、MU-MIMO技術到底是個啥
現在市面上越來越多的無線路由器都在宣傳支持「最新的MU-MIMO技術」表示可以同時與多台終端進行數據交換,多人在線網路依然流暢,玩遊戲延遲更低,不卡頓……那這個MU-MIMO到底是個什麼技術,與SU-MIMO又是什麼關係呢。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質量。它能充分利用空間資源,通過多個天線實現多發多收,在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下,可以成倍的提高系統信道容量。
SU-MIMO是Single-User
Multiple-InputMultiple-Output的速寫,是指在同一時間同一頻段內,路由器只能夠與一個客戶端設備通信。因此即便客戶端設備不能完全佔用路由器的無線帶寬,那路由器也無法將剩餘帶寬分配給其它設備使用。舉個例子,一台無線路由器同時連接了1、2、3、4 四台終端,數據交換的順數是1>2>3>4>1>2>3>4,當終端過多時,就會出現等待通訊的情況,網路卡頓就出現了。並且,如果終端是單天線接收的話,那無線路由器也只會用單天線進行通訊,浪費了帶寬資源。

小編簡單的做了一個4天線的SU-MIMO的無線路由器和4個單天線終端的通訊示意圖。每個設備排隊進行通訊,浪費了天線資源,加大了等待通訊的時間。

對於這種的「資源浪費」,MU-MIMO技術應運而生,它支持多個設備同時和路由器同時進行通信,屬於802.11ac 第二代技術,在特定情況下,它能使多台終端設備無需排隊,同時進行數據交換,免去了等待通訊的情況,減少網路卡頓的出現。

從示意圖中可以看到,帶有MU-MIMO技術的路由器可以使4個終端同時進行通訊,理論上確實縮短了通訊等待的時間。
聽起來確實是一個不錯的技術,但是,既然說到特定情況,那在什麼特定的情況下才能完全發揮MU-MIMO的作用呢,第一點就是連接的終端也必須支持MU-MIMO技術而且要和無線路由器晶元出自同一廠商。因為不同晶元間的MU-MIMO技術目前兼容性很差,比如路由器使用的高通的晶元方案,你的電腦是intel的無線晶元方案,效果就不會很大。

很多廠商並不會給出終端需同時支持MU-MIMO技術的提示,有時詢問客服,客服還表示無需任何前提就可以使用這項技術。

而且,如果該網路下如果只有一個設備(晶元相同的情況下),或者只有一台支持MU-MIMO技術的終端,其他都為非支持MU-MIMO技術的終端,也是沒有提升效果的。那是不是設備越多傳輸速率也越快呢?當然也不是,最新的802.11ac wave 2技術最高支持4*4 MIMO(4發射,4接收),最多也只能同時對4台(均為1*1MIMO)設備進行同時數據交換,超出數量或者多幾台2*2MIMO、3*3MIMO的設備,再或者終端均是3*3MIMO的終端,又要進行通訊排隊的情況,實際效果並不理想。

總的來說,MU-MIMO技術確實有它的優點,但是就目前來看,限制確實太多,很難發揮出它的最高效率,而且,也並沒有像某些廠商宣傳的那樣,沒有任何門檻就能進行多設備同時傳輸。可能在不久的將來,當MU-MIMO技術的終端普及、各大晶元廠商的互相兼容性改善,這項技術確實還是不錯的,但就現階段的網路環境來講,這項技術的作用遠遠沒有廠商所宣傳的那樣好。
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