干扰与抗干扰的博弈:路由器没这些功能的不要买

 

家家都安装无线路由器之后,如何避开与其它无线设备之间的干扰成了大问题。...

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动图:电阻焊

大家平时在家上网时,可能经常会遇到手机上信号满格,但是无线网络突然变慢或卡顿的情况,尤其当你正在玩游戏或看视频时,绝对是一件非常令人抓狂的事情。这就是由于家家都安装无线路由器之后,无线网络环境变得非常复杂,就会造成信道的拥堵,如何避开无线信号与其它无线设备之间的干扰成了开发者需要解决的问题。



2.4GHz因为免费所以使用广泛

2.4GHz是指在ISM频段中,是由美国联邦通讯委员会所定义的2.4~2.4835GHz之间的频率,专门预留给工业、科学及医疗使用的免费频段,没有任何使用上的限制。正由于免费,你就会发现原来WiFi无线网络、蓝牙、家里的2.4GHz无线电话、甚至部分家电,都是落于 2.4~2.4835GHz之间的频率、都可以通称为2.4GHz无线设备。



这就造成这么一个局面:任一个无线设备只要一连线就不得不与其它设备,如婴儿监视器、蓝牙耳机等来抢通道。就像十一高速路免费导致路上挤满了汽车一样,所有车的行驶速度都会降了下来,高速路变成慢车道甚至停车场!无线电干扰问题出现也是类似原因。

自动变换信道

面对堵车,相信多数人会选择换一条路,改变信道就是无线网络抗干扰最常用的一个解决方案,网络监视就是这种类似措施。一些WiFi设备的DSSS系统会引入一种轮询协议,当射频干扰增加、在一定数量的发送尝试失败或接收到错误数据封包以后,主设备可自动切换到另一个“干净”信道。

改变信道虽然是一种在特定频率上解决持续干扰的有效方法,但干扰更倾向于不断变化且时有时无,而且AP执行的改变信道操作需要将连接的客户端脱离并再次关联。这将引起语音和视频类应用的中断,并导致由于相邻AP为防止同信道干扰且变换信道而引发的多米诺骨牌效应。因此,改变信道并不被认为是最适合用户的一种抗干扰方法,不过却往往成为一些无线设备吹嘘的本钱!

波束形成技术技术,给无线导路

其实任何无线抗干扰技术都是希望让数据流能准确传输到接收端,那么我们能不能直接将WiFi信号直接定向一名用户并监视该信号确保以最高吞吐率传输呢?答案是肯定的!波束形成(Beamforming)技术成为了无线路由器的新宠。

波束成形技术就是一种通过控制阵列天线各个单元的相位和幅度以便形成在空间满足一定分布特性的波束,并且能够改变其扫描指向的技术——通过系统控制波束的形成和扫描,达到单元相位的改变,从而使波束的指向、形状和个数等很快地改变。

通俗地说,波束成形技术就像是把散射的光线集成起来形成一条更加强大的“激光束”一样,这样可以使得无线局域网接入点更加“集中精力”,从而使得其可以被WiFi客户端更好地接收,提供更好更加连贯的吞吐量,并避免不必要的干扰。

5GHz频段,让人又爱又恨

从技术上来看,5GHz也是采用直接序列扩频技术进行无线信号传播,在抗干扰技术方面基本继承了2.4GHz的特点。5.8GHz它之所以抗干扰性更强,是因为它是一个较纯净宽阔的无线传输频段——目前仅有部分高端无线路由器、高端数字无绳电话使用设备在不太拥挤或者说更“清洁”的5GHz频段上工作的。

这就像一条刚刚开通8车道高速公路,车辆极少,你可以随心所欲地飙车。特别是在一个干净的环境下5.8GHz产品可以稳定在一个频段,无需频繁调频,从而也降低了设备的能耗。

因此,采用5GHz频段无线产品只能暂时避免干扰的问题。随着5.8GHz设备的增加,未来采用5GHz频段也面临2.4GHz“堵车”的困局,当然也许到那时新的抗干扰技术已经出现了!



不过5GHz也有明显的缺点就是频段高,会更集中在穿透性上,因此如果遇到墙体,信号能量也消耗最快。所以5GHz的穿强性能很差,大家常常用的还是2.4GHz网络,所以让人又爱又恨。

辟谣:功率越大,抗干扰越强?

相信不少朋友认为无线强度越大越好,其实这个观点是不对的。因为很多设备和AP都是在同一频段,所以功率很大的时候会有互相干扰的情况发生,如国家无线电管理委员会针对室内无线产品的功率的规定是不得超过100毫瓦。

一些无线设备在干扰严重时会自动降低功率,从而更好地利用有限的信道数量。这就好比一条路前面堵车的时候,交通警察往往会采用限速措施通过降低车流速度来交通疏导。这种方法虽然可以达到一定的抗干扰的目标,但是牺牲速率为代价来实现,并不是直接针对无线干扰问题的。

上述路由器购买过程中可能遇到的坑,你曾经遭遇过吗?


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