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如何扩展、增强和重复 Wi-Fi 信号

2022-02-09    阅读量:30427    新闻来源:互联网     |  投稿

由于美国联邦通信委员会 (FCC) 限制了 Wi-Fi 发射器的功率,因此通常需要使用一些信号增强/扩展技术来增加 Wi-Fi 信号的范围。但发射功率只是等式的一半。Wi-Fi 连接始终是双向且对称的中国机械网okmao.com。在扩展 Wi-Fi 信号时,连接的双向特性是一个重要因素。有多种扩展 Wi-Fi 信号的选项,包括硬件和网络架构选项。此常见问题解答简要回顾了其中的几个,包括无线中继器、范围扩展器和网络扩展器。它着眼于频段控制和 Wi-Fi 网状网络的用途,最后使用 Wi-Fi 热图实现更有效的网络规划和部署。 

无线中继器是最简单的解决方案。它们只是将 Wi-Fi 信号转播到有限局部区域的信号中继器。信号在路由器使用的同一无线信道上重新广播,但延迟增加。

无线范围扩展器还接收来自主路由器的信号并重新广播。与在与原始信号相同的频道上转播的无线中继器不同,如果信号覆盖范围更广,则范围扩展器可以在不同的频道上转播。使用无线中继器和范围扩展器,输入信号强度可能具有挑战性。Wi-Fi 网络扩展器可以解决信号强度不足的问题。

Wi-Fi 网络扩展器提供最一致、最可靠的高速 Wi-Fi 连接。与转播现有 Wi-Fi 信号的中继器或范围扩展器不同,网络扩展器使用同轴电缆直接与主路由器连接。通常使用同轴多媒体 (MoCA) 2.5 技术进行连接,将路由器的信号扩展到整个建筑物现有的同轴电缆,将 802.11ax Wi-Fi 信号带到现有路由器或范围扩展器无法到达的区域. MoCA 2.5 能够实现高达 2.5 Gbps 的实际吞吐量,并且可以与 MoCA 2.0 和 MoCA 1.1 向后互操作。

Wi-Fi 网络扩展器有两种使用方式。扩展器远端的接收设备(例如电视)可以直接连接到同轴电缆并接收数据。或者第二个(或第三个)Wi-Fi 路由器可以连接到同轴电缆并形成额外的无线 Wi-Fi 网络,所有这些都连接回主路由器以连接互联网。

带转向

双频 Wi-Fi 设备使用频段控制来优化带宽使用。通常,5 GHz 频段是网络中拥塞较少的部分。这不是官方的 Wi-Fi 标准,但它是一种越来越普遍的技术。当每个设备连接到网络时,路由器会确定它是否是可以连接到 2.4 GHz 或 5 GHz 频带的双频设备。如果是双频,路由器会推送设备使用5GHz频段,并阻止设备连接2.4GHz频段。频段转向确保电视或手机等设备可以使用 5 GHz 频段实现峰值性能。这可以防止支持 5 GHz 的设备被旧的 802.11b/g 设备减慢。

频段控制实现持续分析连接的性能。当有强信号时,客户端使用 5 GHz 频段连接到接入点。当接入点距离较远或障碍物衰减信号时,客户端会自动切换到受障碍物影响较小的 2.4 GHz 频段(图 1)。

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图 1:频段转向可以强制双频段设备使用 5 GHz 频段,为无法连接到 5 GHz 的设备腾出 2.4 GHz 频段(“墙”左侧)。对于被障碍物(例如墙壁)阻挡的双频段设备,频段控制允许使用性能更好的 2.4 GHz 频段(“墙壁”右侧)。(图片:Kenetic)

在 5 GHz 频段运行具有优势:5 GHz 范围内的信道较多,可以减少信道间干扰。5 GHz 频段的通道宽度高达 80 MHz,显着提高了支持 5 GHz 的设备的数据速率。2.4 GHz 的最大连接带宽仅为 72 Mbit/s,但在最佳 5 GHz 连接下可增加到 433 Mbit/s。

一些频带控制实现包括动态控制能力。例如,如果智能手机最初连接到 5GHz 频段,但用户离开具有动态控制能力的路由器,并且信号变弱,如果手机信号更好,则会切换到 2.4GHz 频段。如果用户回到 5 GHz 频段,手机将自动重新连接到更快的 5 GHz 频段。 

Wi-Fi 网状网络

Wi-Fi 网状网络或全屋 Wi-Fi 系统是解决信号分布不均的另一种方法。单个路由器被网状网络中的一组路由器取代。这些单独的路由器称为“点”或“节点”,充当通过主路由器连接到互联网的单个 Wi-Fi 网络。传统的 Wi-Fi 网络使用单个路由器来创建集中式接入点。Wi-Fi 网状网络连接两个或多个点,其中一个充当主路由器,另一个是卫星连接,通过主路由器访问互联网并将其转播到附近的设备。主路由器和点充当共享相同 SSID 和密码的单个网络(图 3)。

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图 2:在 Wi-Fi 网状网络中,主路由器和点使用相同的 SSID 和密码作为单个网络运行。(图片:Linksys)

主路由器和点提供分散的 Wi-Fi 信号源。与范围扩展器相比,它们都共享相同的网络标识,使用户能够从一个房间漫游到另一个房间,而无需重新连接到网络或切换到新的网络。对于大型建筑,可以根据需要添加额外的点来扩展 Wi-Fi 覆盖范围。Wi-Fi 网状网络的优势包括: 

灵活的覆盖范围:可以添加额外的点来更好地覆盖难以覆盖的区域,如走廊和靠近墙壁的室外覆盖区域或大型物业,包括一栋以上的建筑物。

直接路径:所有点都连接在一起,使数据能够以最有效的路径到达主路由器,最大限度地提高网络性能。

自我修复:在适当设计的网格中,如果一个点出现故障,通信可以通过另一点重新路由。唯一的“单点故障”是主路由器,主路由器的丢失将导致整个网络瘫痪。

热图

Wi-Fi连接范围受多种因素影响,包括与路由器的距离以及室内环境中墙壁、地板、家具和其他障碍物造成的衰减。由于墙壁和地板的厚度和建筑材料变化很大,因此无法直接计算信号衰减,尤其是在公寓大楼等大型建筑中。

代替估计各种衰减因子并计算每个位置的估计信号值,更直接、准确和更简单的解决方案是测量建筑物中每个感兴趣位置的信号。信号强度测量可用于创建 Wi-Fi 信号热图,提供不同位置信号质量的可视化表示。例如,表示信号强度的光谱范围可以从表示非常好的信号强度的深绿色到表示非常微弱的信号的红色(图 2)。

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图 3:公寓或酒店套房的 Wi-Fi 热图,深绿色表示信号强,深红色表示信号弱。(图片:库尔特电子)

Wi-Fi 热图可以满足多种需求:

  • 识别信号盲区

  • 帮助消除低带宽区域

  • 简化路由器、中继器和其他设备的放置,以优化网络性能,而不包括冗余或不必要的资源。

  • 为网络管理员提供报告,用于网络规划

概括

Wi-Fi 信号的发射功率受到 FCC 规定的限制,因此经常需要使用各种手段来增强信号并扩展网络范围。网络工程师可以使用无线中继器、范围扩展器和网络扩展器来扩展 Wi-Fi 网络的覆盖范围。频段控制和 Wi-Fi 网状网络架构更复杂,但通常提供更具成本效益和更好的覆盖范围。在扩大覆盖范围时,需要考虑 Wi-Fi 网络的双向对称性。Wi-Fi 热图可用于识别整个建筑物内不同的信号强度,以实现更有效的网络规划和部署。


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